Diseño de prototipos para aplicaciones agroindustriales a partir de materiales biobasados y/o biodegradables - Díaz Díaz, Edgar Darío (2025)
Los plásticos convencionales han sido ampliamente utilizados en actividades agroindustriales. Sin embargo, los efectos ambientales asociados a su acumulación han motivado el desarrollo de alternativas más sostenibles. En este contexto, esta tesis doctoral evaluó el potencial de materiales biobasados y/o biodegradables en suelo como el alginato de sodio, el almidón de papa y el poli(butilén adipato-co-tereftalato) (PBAT) para el desarrollo de prototipos con aplicaciones agroindustriales, enfocados en la conservación poscosecha de frutas y el uso eficiente de fertilizantes. Se formularon recubrimientos comestibles activos a base de alginato con carvacrol y almidón de papa con ácido salicílico, los cuales contribuyeron a la conservación de arándanos y frutillas, al reducir la tasa respiratoria, la pérdida de peso y el ablandamiento. Además, se desarrollaron películas biodegradables mediante casting y extrusión seguida de termocompresión. En las películas obtenidas por casting, la incorporación de ácido salicílico mejoró significativamente las propiedades mecánicas, ópticas y de barrera del almidón de papa, sin comprometer su biodegradabilidad ni generar efectos ecotóxicos. En el caso del procesamiento mediante extrusión seguida por termocompresión, se evaluaron almidones de distintas fuentes botánicas (papa, mandioca, arveja y poroto), siendo el almidón de papa el que mostró mejor procesabilidad y compatibilidad con las condiciones de procesamiento evaluadas. Por otro lado, se obtuvieron mallas electroestiradas de PBAT con diámetros entre 100 y 300 nm, que fueron integradas como capas funcionales en sobres multicapa junto con películas de TPS y friselina. Estos sobres, cargados con carbón activado y zeolita, permitieron conservar la calidad de bananas durante el almacenamiento. Finalmente, se formularon películas biodegradables TPS/PBAT cargadas con urea como fertilizante modelo. Estas películas liberaron el 80 % del nutriente en 13 días y alcanzaron una mineralización del 87 % en compost industrial y del 62 % en suelo, sin evidencias de ecotoxicidad en plántulas de tomate. Los resultados de esta tesis evidencian que los prototipos desarrollados presentaron propiedades adecuadas para su potencial aplicación en sistemas agroalimentarios.