Adherencia de arroz (
Oriza sativa
) en fibra de coco (
Cocos
nucifera
) evaluado en un aglomerado biodegradable
Adhesion of rice (Oriza sativa) in coconut fiber (Cocos nucifera) evaluated in a
biodegradable agglomerate
Ronald Humberto Trabanino Gómez
https://orcid.org/0009-0009-8038-4019
Instituto Tecnológico Universitario Guatemala Sur, USAC.
Escuintla, Guatemala
RESUMEN
La relevancia del presente estudio radica en el
aprovechamiento de cáscara de coco como
sustituto de materiales no renovables como la
madera; considerada como un desecho; así mismo,
el arroz de segunda, los cuales causan un impacto
medioambiental en ríos o vertederos clandestinos;
su importancia fue analizar la adherencia de arroz
(Oriza sativa) al mezclarse con fibra de estopa de
coco (Cocus nucifera) en distintas proporciones,
evaluado en una probeta de aglomerado
biodegradable. Para comprobarlo, se analizó el
índice de compactación, el módulo de ruptura y la
capacidad de retención de humedad, por tres
formulaciones de mezclas de estopa de coco y
harina de arroz. Se concluyó que la resistencia del
aglomerado al ser compactado disminuye al
aumentar la fibra, la cual va de 2.467 a 1.77
Newton; al incrementar el contenido de fibra la
resistencia a la ruptura se incrementa de 0.075 a
0.125 Newton y se comporta linealmente; además
retiene mayor humedad, incrementándose de 49.88
a 59.81%.
Palabras clave: adherencia, aglomerado, almidón,
fibra, resistencia.
ABSTRACT
The relevance lies in the use of coconut shell as a
substitute for non-renewable materials such as
wood; considered as a waste; likewise, second-rate
rice, which cause an environmental impact in rivers
or clandestine dumps; Its importance was to
analyze the adherence of rice (Oriza sativa) when
mixed with coconut tow fiber (Cocus nucifera) in
different proportions, evaluated in a biodegradable
chipboard test tube. To verify this, the compaction
index, the modulus of rupture and the moisture
retention capacity were analyzed by three
formulations of mixtures of coconut tow and rice
flour. It was concluded that the resistance of the
agglomerate when compacted decreases as the fiber
increases, which goes from 2.467 to 1.77 Newton;
by increasing the fiber content, the resistance to
rupture increases from 0.075 to 0.125 Newton and
behaves linearly; it also retains more moisture,
increasing from 49.88 to 59.81%.
Keywords: adhesion, agglomerate, starch, fiber,
resistance.
El autor declara que no tiene ningún conflicto de interés. El estudio fue financiado con recursos del
Instituto Tecnológico Guatemala Sur.
Recibido: febrero 10 de 2023 | Aceptado: julio 15 de 2023 | Publicado: octubre 30 de 2023
Revista de Investigación Proyección Científica
Centro Universitario de San Marcos
ISSN 2957-8582
www.revistacusam.com
DOI: https://doi.org/10.56785/ripc.v5i1.120
Vol. 5 No. 1
Enero-Diciembre 2023
17
Proyección Cientíca
Revista de Investigación
Revista de Investigación Proyección Cientíca
Centro Universitario de San Marcos
ISSN 2957-8582
www.revistacusam.com
DOI:
Vol. 5 No. 1
Enero-Diciembre
2023
U
https://doi.org/10.56785/ripc.v5i1.120
INTRODUCCIÓN
El estudio radicó en analizar la adherencia de harina de arroz mezclada con
fibra de estopa de coco para el desarrollo de un aglomerado biodegradable, con
el propósito de evaluar la resistencia a la compresión de dicho aglomerado,
ocasionada por la aglutinación del almidón del arroz activado con calor.
Específicamente se analizó la fuera de resistencia a la ruptura y a la
compactación, medidas en Newton en 7 centímetros cuadrados; asimismo se
analizó el índice de saturación de agua al incrementar el contenido de fibra
respecto a harina de arroz en tres probetas de aglomerado biodegradable.
El problema consistió en determinar si la harina de arroz incidía como
adherente en fibra de estopa de coco, y si al disminuir el contenido de harina de
arroz; es decir, al aumentar la fibra de estopa en el aglomerado biodegradable,
las propiedades de compresión cambiarían estadísticamente. Se logró obtener
un aglomerado con ciertas propiedades de resistencia a la compresión, con ello
presentar una propuesta viable para aprovechar los desechos de la
comercialización informal y formal de agua de coco en región sur de Escuintla
y darle un valor agregado.
Durante varios años parte de la economía informal de Escuintla ha
consistido en la comercialización de agua de cocos frescos. El valor aproximado,
de acuerdo a cifras de Tridge (2023), empresa dedicada a comercio internacional;
indica que, las exportaciones de coco de Guatemala llegó en el año 2022 a una
cifra de 15,270 dólares representado por 268.9 toneladas métricas y de esta
producción su destino principal de exportación fue El Salvador, con un 92.7%
y el resto al mercado de Panamá, esta cifra disminuyó respecto a los años 2020
y 2021 en la cual las exportaciones al primer país ascendieron a 55,867 dólares
en promedio por cada año.
Orrabalis, Cossio, & Martínez García (2020) indican que no es factible
utilizar las cascarillas de arroz para compostado, debido a su alto contenido de
lignina y sílice. Esto hace necesario la búsqueda de métodos alternativos para
dar valor agregado a estos desechos agroindustriales.
A través de un estudio piloto se pudo evidenciar que, la comercialización
de agua de coco ha crecido de una forma acelerada en el casco urbano de
Escuintla, además no se tiene un debido manejo por parte de autoridades
municipales o locales para su recolección o uso. Esto influye en un acelerado
crecimiento de contaminación provocada por este residuo que, de forma teórica
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
18
I
3
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
se sabe que puede aprovecharse para elaborar productos para el hogar, como
objetos decorativos o hasta para diseñar platos de vajilla. De acuerdo con Ramos
(2023), el coco es un cultivo producido por un grupo pequeño de agricultores
de la zona sur, así como parte del atlántico de Guatemala, quienes mejoran su
calidad de vida por la venta de dicho producto. Al respecto se menciona que el
80% de su comercialización se realiza de forma orgánica y el resto como agua
de coco y carnaza envasadas.
La investigación es una alternativa científica para evidenciar la importancia
de aprovechar el coco como un subproducto en la elaboración de forma
experimental de un aglomerado biodegradable, además del hecho que, para su
diseño se utilizó como agente adherente, harina de arroz; esto con el objeto de
contribuir con el uso de agentes biodegradables tanto en su materia prima base
(coco) como en su agente de adherencia (harina de coco) y evitar el uso de
productos como el látex. Es por ello que se buscó una alternativa viable para
que los comerciantes informales de agua de coco, tengan dentro de su cartera
de negocio una oportunidad viable y con ello contribuir como propuesta el
reducir la contaminación ocasionada por la estopa de coco, así mismo
diversificar agroindustrialmente el arroz como agente aglutinante para la
fabricación de aglomerados.
El almidón no es por sí solo soluble en agua fría. Sapiña (2007) menciona
que, a medida que el agua se calienta, los gránulos de almidón comienzan a
absorber el agua. Este proceso inicia a unos 60 °C, aunque la temperatura puede
ser distinta dependiendo de la naturaleza de la harina. Los gránulos van
absorbiendo cada vez más agua y se hincha a medida que la temperatura se
incrementa. Cuando un gránulo ya no puede absorber más agua se dice que está
gelatinizado. Al seguir calentándose, llega un momento en que las moléculas de
amilosa pasan a la disolución, las cuales interaccionan con otras moléculas del
mismo tipo o con los gránulos, y este proceso es el causante de formar espesor
en disoluciones con harina de arroz.
Con lo anterior, es evidente que la calidad de espesor del aglutinante cumple
una función importante principalmente en la industria.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Extracción de fibra: 15 kg de desperdicio de coco (cáscara), 5 costales de
polipropileno de 1 qq., 1 gal. solución de cloro, 1 tijera de metal, 1 machete de
19
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
O
4
ripc |
revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
metal tipo colima, 1 martillo de metal de cabeza tipo bola, 1 nylon polietileno
negro calibre 12 (5x5 m), 10 bolsas nylon de 5 kilos.
Obtención de harina de arroz: 10 kg de arroz de segunda, 10 kg de agua,
1 licuadora semi-industrial de 5 kilos de capacidad, 2 recipientes de plástico de
10 litros, 1 paleta de plástico, 1 colador de cocina de plástico, 1 olla de 5 litros,
1 nylon polietileno negro calibre 12 (1x2 m), 5 bolsas nylon de 5 kilos.
Solubilización de almidón de arroz: Harina de arroz del paso anterior,
fibra fina y gruesa, 12 vasos de plástico para formulación, 1 estufa eléctrica 110
voltios, 1 olla de 5 kilos, 1 paleta de madera, 1 servidora de metal.
Diseño de la probeta de aglomerado biodegradable: 1 balanza semi-
analítica de 5 kilogramos de capacidad, 1 horno deshidratador experimental de
±1.5 °C de variación, 2 bandejas de horno tostador convencionales de 900
centímetros cuadrados, 1 regla graduada de 30 centímetros, 1 cinta métrica de
metal, 1 paleta de madera.
Pruebas físicas: Balanza de control de peso corporal de 150 kilogramos de
capacidad, 3 esferas de hierro para módulos de apoyo, 10 objetos de hierro de
distinto peso, calculadora científica, cronómetro manual, baldes de 19 litros de
capacidad.
Método
El enfoque fue cuantitativo de tipo experimental, con un alcance
descriptivo, como lo indican Hernández, Fernández, & Baptista (2014), en estos
estudios se describen fenómenos, contextos y sucesos, además pretenden medir
o recoger información sobre las variables a estudiar; en este caso; resistencia a
la compactación, módulo de ruptura máxima hasta su punto de deformación y
la capacidad de humedad retenida; estas evaluadas estadísticamente con un
diseño experimental de efectos fijos, por medio de un análisis de varianza de un
factor a una significancia de 0.05; es decir a una confianza de 0.95. Además, se
analizó el comportamiento lineal de cada variable y se graficó por medio de
puntos de dispersión.
Extracción de fibra: La cáscara se remojó por 12 horas, se separó de ella
las fibras del endocarpio y se ablandó con un martillo; luego se secó la parte
leñosa y se deshebró manualmente; por último, la fibra se cortó y trituró en
trozos de dos tamaños regulares, uno de 1 a 2 milímetros y otro de 5 milímetros.
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
20
q P
5
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
Obtención de harina de arroz: En el segundo paso se hidrató y ablandó
el arroz por 5 días a 4 °C en una relación de 1:1.5 de arroz y agua, luego se filtró
y molió hasta obtener una harina húmeda, esta se secó a 55 °C y se trituró hasta
obtener una harina fina de color blanco hueso.
Solubilización de almidón de arroz: Se mezcló la fibra, harina y agua en
tres formulaciones al variar el contenido de fibra. El agua se usó para hidratar el
grano al someter la mezcla a 60 °C por 3 minutos, hasta obtener un aglutinado
homogéneo, como se muestra la formulación en la siguiente tabla.
Tabla 1
Formulación de mezcla de aglomerado para fibra fina y gruesa
Fibra (F)
Harina
Agua
Fórmula final
Formulación
g
%
G
%
g
%
G
%
AF1
4
2.6
50
32.5
100
64.9
154
100
AF2
5
2.3
50
27.9
125
69.8
179
100
AF3
6
2.0
50
24.5
150
73.5
204
100
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Composición de probeta de aglomerado: Se formuló tres mezclas de
aglomerado de acuerdo a la tabla anterior, cada una con dos capas una con fibra
gruesa y otra con fibra fina, como se muestra a continuación:
Tabla 2
Composición de aglomerado
Capa
Descripción
Capa fina
Fibra de tamaño regular de 1 mm. (capa superior del
aglomerado de 1.2 cm. de altura)
Capa granulada
Fibra de tamaño regular de 5 mm. (capa inferior del
aglomerado de 1.2 cm. de altura).
Fuente: Elaboración propia, 2023
Se moldeó las dos capas de forma manual con la ayuda de una paleta, una
capa fina super puesta en una gruesa; se usó un molde rectangular para el efecto,
de una medida aproximada de 900 centímetros cuadrados y 2.5 centímetros de
alto. Las dos mezclas, fueron obtenidas del aglutinado de solución de harina de
arroz, fibra y agua, obtenido en el proceso de solubilización de almidón del
arroz. Luego se secó a calor constante a 70 °C por 8 horas, con un horno
deshidratador experimental de variación ±1.5 °C.
21
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q q
6
ripc |
revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
Pruebas físicas en aglomerado
Resistencia a la compactación del preformado aglomerado: Es la
resistencia del material a su deformación máxima (recorrido máximo de 4
milímetros) a través de una fuerza progresiva, con incremento constante de
peso. El material se predispuso a compactación con pesos constantes durante
un minuto, este mismo se incrementó gradualmente hasta su límite de
deformación; para realizar esta fuerza constante, el material se colocó en una
superficie plana. El material se le sometió a una fuerza constante con una
variación de pesos en un área de 25 centímetros cuadrados. El dato final de
fuerza fue convertido a Newton; estos fueron analizados estadísticamente, de
acuerdo al modelo de efectos fijos.
Módulo de ruptura del preformado aglomerado: El material
aglomerado se sometió a fuerza constante y progresiva de distintos pesos, hasta
su punto máximo de resistencia al quiebre. El material se sobrepuso en tres
módulos diferentes como puntos de apoyo y la fuerza aportada fue en un área
de 25 centímetros cuadrados debido a las características del material utilizado
como pesos constantes. El dato final fue convertido a Newton; estos datos
fueron analizados estadísticamente, de acuerdo al modelo de efectos fijos.
Capacidad de humedad retenida del preformado aglomerado
La capacidad de humedad retenida se puede asociar o comparar con la
capacidad de absorción de agua o índice de saturación de agua (ISA) de las tres
distintas formulaciones, su fin fue el determinar la cantidad máxima de agua
retenida hasta antes de su punto de escurrimiento o saturación, para ello cada
pieza de preformado se sumergió en agua hasta su límite, durante un tiempo de
15 minutos, este tiempo fue definido experimentalmente a partir de una prueba
piloto. En este estudio se define como aquella cantidad de agua máxima retenida
por el aglomerado hasta antes de su punto de saturación.
Se utilizó la siguiente fórmula:
Fórmula 1 Contenido de humedad en preformado
% =
ℎú −
100
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
22
q w
7
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
RESULTADOS
Resistencia del aglomerado a la compactación
Tabla 3
Resistencia a la compactación de aglomerado
Formulación
Resistencia (Newton) a la compactación
máxima
Promedio
R1
R2
R3
R4
AF1
2.481
2.452
2.442
2.491
2.467
AF2
2.373
2.354
2.383
2.314
2.356
AF3
1.824
1.765
1.795
1.706
1.773
Fuente: Elaboración propia, 2023.
En la siguiente figura se observa el comportamiento lineal de la resistencia
a la compactación. Se observa que, al incrementar el contenido de fibra en la
formulación, se reduce su resistencia al ser compactado; es decir que, cuanto
mayor sea el contenido de almidón de arroz, mayor fue su resistencia a la
compactación.
Figura 1
Resistencia máxima a la compactación
Fuente: Elaboración propia, 2023.
R² = 0.8576
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3
F1 F2 F3
Newton
Formulación
R1 R2 R3 R4 Lineal (R2)
23
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q e
8
ripc |
revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
En el gráfico anterior se observa una R aceptable, por lo que puede indicarse
que el modelo se ajusta a la variable estudiada. Se observa un decrecimiento en
la resistencia a ser compactado, al incrementarse el contenido de fibra. Se
evidencia que, al incrementar el contenido de fibra, su resistencia a ser
compactado disminuye, ya que la cantidad de poros en la estructura es mayor
que en la fórmula con mayor contenido de almidón de arroz. La resistencia
mecánica a la compactación de productos elaborados con fibra de coco,
disminuye significativamente al 0.05 de error, al incrementar su contenido en la
formulación. Esto se evidencia a partir de la siguiente tabla.
Tabla 4
Análisis de varianza para la resistencia a la compactación
Fuente de
variación
Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados
F
Calculada
F
Tabulada
Formulación
2
1.112
0.556
415.635
4.260
Error
9
0.012
0.001
Total
11
1.124
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Resistencia del aglomerado a la ruptura
En la siguiente tabla se reporta la resistencia máxima a la ruptura, descrita
en Newton, para las tres formulaciones de aglomerado, además se reporta como
referencia, la resistencia de un aglomerado comercial de madera de 2.5
centímetros. En el análisis estadístico se consideró únicamente las 4 repeticiones
de las formulaciones experimentales.
Tabla 5
Resistencia del aglomerado a la ruptura
Formulación
Resistencia (Newton) a la ruptura
Promedio
R1
R2
R3
R4
AF1
0.077
0.072
0.069
0.080
0.075
AF2
0.094
0.101
0.106
0.092
0.098
AF3
0.119
0.119
0.128
0.133
0.125
Testigo
0.917
0.932
0.894
0.945
0.922
Fuente: Elaboración propia, 2023.
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
24
q r
9
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
En la siguiente gráfica se observa el comportamiento lineal de la resistencia
a la ruptura. Se observa que, al aumentar el contenido de fibra en la formulación,
se incrementa su resistencia máxima a la ruptura; es decir que, cuanto mayor sea
la cantidad de almidón de arroz en la formulación, menor será su resistencia a
la ruptura.
Figura 2
Resistencia máxima a la ruptura
Fuente: Elaboración propia, 2023.
En el gráfico se observa una R aceptable, por lo que puede indicarse que el
modelo se ajusta linealmente a la variable estudiada. Se evidencia que, al
incrementar el contenido de fibra, su resistencia máxima a la ruptura aumenta.
Es evidente a partir de la gráfica, que la capacidad de resiliencia del almidón de
arroz es inferior al compararla con la resiliencia de la fibra de coco.
La variabilidad estadística de la resistencia a la ruptura de las tres
formulaciones de preformado se muestra en la siguiente tabla.
R² = 0.9821
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
AF1 AF2 AF3
Newton
Formulación
R1 R2 R3 R4 Lineal (R2)
25
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q t
Tabla 6
Análisis de varianza para la resistencia a la ruptura
Fuente de
variación
Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados
F
Calculada
F
Tabulada
Formulación
2
52.42
26.21
60.06
4.26
Error
9
3.93
0.44
Total
11
56.35
Fuente: Elaboración propia, 2023.
A partir de la tabla anterior, se evidencia que la resistencia a la ruptura de
las diferentes formulaciones de aglomerado, es distinta significativamente al 0.05
de error.
Como referente comparativo, en la siguiente gráfica se muestra el promedio
de la resistencia a la ruptura (en Newton) de las tres formulaciones evaluadas y
la de un aglomerado testigo comercial ligeramente de mayor tamaño (en un 10%
aproximadamente), elaborado con partículas de madera. El valor de 1 representa
AF1; el valor de 2 AF2; el valor de 3, AF3 y el valor de 4 al testigo.
Figura 3
Resistencia máxima a la ruptura promedio de formulaciones y un testigo
Fuente: Elaboración propia, 2023.
R² = 0.6494
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
01234
Newton
Formulación
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
26
q y
11
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
En la figura anterior, se muestra que es evidente que no existe relación entre
la resistencia a la ruptura de las formulaciones experimentales y la del testigo.
Esta fue la razón por la cual no se consideró dentro del modelo estadístico. La
resistencia a la ruptura de un aglomerado comercial es evidentemente superior
a la elaborada experimentalmente. Para el caso del aglomerado diseñado, no se
llevó a cabo el proceso de compactación.
Capacidad de retención de humedad
Esta fue evaluada como la cantidad de humedad máxima retenida medido
como porcentaje en peso por un tiempo determinado de 25 minutos; después
de este punto, se llegó al escurrimiento. En el análisis estadístico se consideró
únicamente las 4 repeticiones de las formulaciones experimentales. Se calculó
como punto de referencia para la gráfica el índice de retención de humedad de
un aglomerado comercial de 2.5 centímetros de espesor, este no fue modelado
en el diseño estadístico.
Tabla 7
Capacidad de retención de humedad
Formulación
Saturación de agua (% p/p)
Promedio
R1
R2
R3
R4
AF1
50.08
51.33
49.70
48.40
49.88
AF2
63.50
61.46
62.80
56.70
61.12
AF3
72.66
77.60
75.41
71.14
74.20
Testigo
58.50
60.09
62.70
57.95
59.81
Fuente: Elaboración propia, 2023.
En la siguiente figura se observa el comportamiento lineal de la retención
de humedad hasta antes de su escurrimiento, al ser incrementado el contenido
de fibra en la fórmula.
27
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q u
Figura 4
Capacidad de retención de humedad
Fuente: Elaboración propia, 2023.
Se observa que, al aumentar el contenido de fibra en la formulación, se
incrementa la retención de humedad; es decir que, cuanto mayor sea la cantidad
de almidón de arroz en la formulación, menor fue retención de humedad en el
aglomerado. De forma comparativa se incluye en la tabla anterior el contenido
de absorción de humedad de la muestra testigo, la cual presentó un promedio
de retención del 59.81 %, mismo que se compara con la formulación AF2 (2.3%
fibra, 27.9% harina, 69.8% agua) con una capacidad de saturación de agua del
61.12%.
En la fase experimental se logró que la fibra estuviera totalmente seca; sin
embargo, el almidón obtenido en forma de pasta, contenía un alto porcentaje
de humedad, a pesar que se sometió a un proceso de secado, ya que el punto
máximo de saturación de agua ya se había logrado con su gelificación; esto
provocó que, al estar presente en menor proporción en la fórmula y por ende la
fibra estuviera en mayor proporción, retuviera mayor contenido de humedad.
La variabilidad estadística de la capacidad de retención de humedad de las
tres formulaciones de preformado se muestra en la siguiente tabla.
R² = 0.9829
40
45
50
55
60
65
70
75
80
AF1 AF2 AF3
% (p/p) de agua
Formulación
R1 R2 R3
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
28
q i
13
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
Tabla 8
Análisis de varianza para la capacidad de retención de humedad
Fuente de
variación
Grados de
libertad
Suma de
cuadrados
Media de
cuadrados
F
Calculada
F
Tabulada
Formulación
2
1185.69
592.85
93.18
4.26
Error
9
57.26
6.36
Total
11
1242.96
Fuente: Elaboración propia, 2023.
A partir de la tabla anterior, se observa que la variación en la capacidad de
retención de humedad en las tres formulaciones de preformado de fibra de coco
y harina de arroz, es significativa al 0.05 de error, debido al incremento del
contenido de fibra en el aglomerado.
DISCUSIÓN
Resistencia del aglomerado a la compactación
La resistencia a la compactación de las tres formulaciones es diferente. De
acuerdo con Gómez, Zuluaga, Salazar, Felipe, & Fernández Morales (2020), los
materiales elaborados a partir de fibras de coco presentan un mayor módulo
elástico al incrementar el contenido de fibra, esto en relación a su resistencia a
la deformación es inversamente proporcional; por lo tanto, al incrementar con
contenido de fibra, disminuye su resistencia a la compactación, pero aumenta
su módulo de elasticidad.
Resistencia del aglomerado a la ruptura
Contraproducente al efecto mostrado en los resultados, Gómez, et. al,
(2020) mencionan que, uno de los factores que dan lugar a que los no tejidos
elaborados por adhesión química (proceso por medio del cual se unen fibras a través de
un agente aglutinante) tengan una resistencia a la ruptura mucho mayor que los
obtenidos por punzonado (método en la producción de no tejidos, el cual consiste en hacer
pasar una capa de fibras por un tablero de agujas para fieltrar, el cual penetra múltiples veces
la capa de fibras entrelazándolas al salir de la red de fibras), es el hecho de que el agente
empleado para adhesión química es el látex, el cual es un elastómero que
presenta un bajo módulo de elasticidad y una baja rigidez, pero una alta
29
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q o
14
ripc |
revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
resiliencia (capacidad de un material de absorber energía elástica cuando es
deformado y de cederla cuando se deja de aplicar la carga).
Bajo la misma línea, Gómez, et. al (2020), indican que los materiales
elaborados a partir de fibras de coco presentan un mayor módulo elástico al
incrementar el contenido de fibra, esto en relación a su resistencia a la
deformación es inversamente proporcional; por lo tanto, al incrementar con
contenido de fibra, disminuye su resistencia a la compactación, pero aumenta
su módulo de elasticidad.
Un aglomerado comercial utiliza resinas sintéticas de mayor aglutinación
como el látex, además utilizan métodos de secado directo y prensado constante
con calor para su compactación. Es evidente que las harinas en comparación
con las resinas sintéticas almacenan humedad, esto influye en su resistencia a la
ruptura.
Capacidad de retención de humedad
Gutierrez, et. al (2011) mencionan que, el patrón de distribución de las
partículas de las mezclas provoca una diferencia en la porosidad, así mismo
influye la relación del tamaño, forma, naturaleza y acomodo de estas partículas;
menciona también que, el conocimiento entre el espacio poroso y el
empaquetamiento de las partículas debe investigarse aún más.
La densidad del entrelazamiento de las partículas de fibra de coco, provocó
en este sentido, la mayor retención de humead del material preformado.
CONCLUSIONES
La resistencia a la compactación del aglomerado disminuye al aumentar el
contenido de fibra; es decir, al disminuir el contendido de almidón de arroz en
la formulación; con 4 gramos de fibra es de 2.467 N, con 5 gramos 2.356 N y
con 6 gramos es de 1.77 N. Esto es debido a que la cantidad de poros es mayor
cuanto más contenido de fibra contenga el aglomerado, lo que se relaciona a un
incremento en su módulo de elasticidad al aumentar el contenido de fibra de
coco.
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
30
q p
15
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
La resistencia a la ruptura del aglomerado de fibra de coco y harina de arroz
tiene un comportamiento lineal (R2 de 0.98); al incrementar el contenido de
fibra de coco y disminuir el contenido de almidón de arroz en el aglomerado,
aumenta su resistencia máxima a la ruptura; con 4 gramos de fibra de coco es
de 0.075 N, con 5 gramos es de 0.098 N y con 6 gramos de fibra es de 0.125 N;
por lo que su módulo de elasticidad aumenta. Se evidenció que las harinas
naturales en comparación con resinas sintéticas almacenan humedad, y por ende
disminuye su resistencia a la ruptura con mayor contenido de este tipo de
almidones.
La capacidad de retención de humedad del aglomerado hasta antes de su
escurrimiento aumenta al incrementar el contenido de fibra de coco; en la
fórmula AF1 su índice de retención de humedad fue de 49.88%; para la AF2 fue
de 61.12% y para la fórmula AF3 fue de 74.4%; la capacidad de retención de
humedad de la muestra testigo fue de 59.81%, con una R2 de correlación lineal
alta. La disminución de retención de humedad a mayor contenido de harina de
arroz es ocasionada al índice de saturación propiamente dicho del almidón, lo
que disminuye su capacidad de retención de agua.
REFERENCIAS
Aristizábal, J., & Sánchez, T. (2007). Guía técnica para producción y análsis de almidón
de yuca. Recuperado el 02 de Agosto de 2023, de
https://www.fao.org/3/a1028s/a1028s.pdf
Axioma Group S.A.S. (18 de Abril de 2023). Almidón: ¿cuál es la función de este
ingrediente estrella en la industria de alimentos? Recuperado el 09 de Agosto
de 2023, de https://www.revistaialimentos.com/es/informacion-
comercial/en-el-horno-la-funcion-y-el-comportamiento-de-los-
almidones-en-productos-de
Gómez Méndez, T., Zuluaga Palacio, S., Salazar Marín, M., Felipe Peñuela, A.,
& Fernández Morales, P. (Marzo de 2020). Comportamiento mecánico de
fibras y no tejidos de coco. Comparación entre parámetros de punzonado y adhesión
química. doi:10.18041/1794-4953/avances.1.5255
Gutierrez Castorena, M., Hernández Escobar, J., Ortíz Solorio, C., Sánchez, R.,
& Hernández Lara, M. (Septiembre de 2011). Relación porocidad-retención
31
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q Q
16
ripc |
revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
de humedad en mezclas de sustratos y su efecto sobre variables respuesta en plántulas
de lechuga. Recuperado el 23 de Agosto de 2023, de
https://www.scielo.org.mx/pdf/rcsh/v17n3/v17n3a10.pdf
Hernández, R., Fernández, C., & Baptista, M. (2014). Metodología de la Investigación
(Sexta ed.). México: McGraw HIll.
Mann, K., Kzich, M., Grüll, D., & Wastyn, M. (18 de Agosto de 2019).
Composición de adhesivo a base de almidón. Recuperado el 07 de Agosto de
2023, de
https://patentimages.storage.googleapis.com/01/f8/f6/985017f3cd3
2eb/ES2700662T3.pdf
Márquez Gómez, M., Galícia García, T., Márequez Meléndez, R., Quintero
Ramos, A., & Ruiz Gutierrez, M. (2014). Caracterización fisicoquimica y
térmica de almidón de arroz en el desarrollo de un material de pared para su uso en
microencapsulación. Recuperado el 04 de Agosto de 2023, de
https://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1004/1351
/1/2015%20Memoria%20Art%C3%ADculo%20%20CARACTERIZ
ACION%20FISICOQUIMICA%20Y%20T%C3%89RMICA%20DE
%20ALMIDON%20DE%20ARROZ.pdf
Martínez, J., Hernández, J., & Arias, A. (Agosto de 2018). Propiedades fisicoquímicas
y funcionales del almidón de arroz (Oriza sativa L) blando e integral. Recuperado
el 07 de Agosto de 2023, de
https://alimentoshoy.acta.org.co/index.php/hoy/article/viewFile/44
6/364
Meaño Correa, N., Ciarfella Pérez, A., & Dorta Villegas, A. (Junio de 2014).
Evaluación de las propiedades químicas y funcionales del almidón nativo de ñame
congo (Dioscorea) bulbifera L.) para predecir sus posibles usos tecnológicos.
Recuperado el 09 de Agosto de 2023, de
https://www.redalyc.org/pdf/4277/427739467011.pdf
Orrabalis, C., Cossio, L., & Martínez Garcia, R. (Diciembre de 2020). Aglomerado
de cascarilla de arroz con adhesivo comercial poliuretánico. Recuperado el 07 de
Marzo de 2023, de
https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=48170468011
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
32
q W
17
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
Cómo citar este artículo:
Trabanino Gómez, R. H. (2023). Adherencia de arroz (Oriza sativa) en fibra de coco (Cocos
nucifera) evaluado en un aglomerado biodegradable. Revista de Investigación Proyección Científica,
5(1), 17-33. https://doi.org/10.56785/ripc.v5i1.120
Copyright © 2023 Ronald Humberto Trabanino Gómez. Todos los derechos son de los
autores de los manuscritos. Este texto está protegido por una licencia Creative Commons 4.0.
Usted es libre para compartir y adaptar el documento para cualquier propósito, incluso para
fines comerciales, siempre que cumpla la condición de dar crédito a la obra original de manera
adecuada, proporcionar un enlace a la licencia, e indicar si se han realizado cambios.
Resumen de licencia - Texto completo de la licencia
33
ripc | revista de investigación Proyección Científica
vol. 5 • 2023 • ISSN: 2957-8582
q E
