Experimentación de material biodegradable con residuos del cactus mandacaru

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Josivaldo José Lima da Silva
Germannya D'Garcia Araújo Silva

Resumen

Este artículo trata sobre la experimentación en diseño que propone desarrollar un material biodegradable por método no laboratorial a partir de residuos del tallo del cactus Mandacaru, planta típica de la región nordeste de Brasil. Se cree que esta materia prima local, renovable y abundante tiene potencial para el desarrollo de nuevos materiales y productos sostenibles en el campo industrial y artesanal. La trayectoria de la investigación fue diseñada a partir de la perspectiva del Diseño Social y la del Diseño Circular enlazándolas con la ingeniería de materiales: 1) Colecta y almacenamiento de los residuos del tallo del Mandacaru por parte de la comunidad de la zona rural de Surubim-Pernambuco/Brasil; 2) Tratamiento y producción del polvo y del aglutinante; 3) Producción de la Biomasa y; 4) Conformación del objeto. Los primeros resultados evidenciaron un potencial uso de los residuos del cactus en la formación de estructuras leves y tenaces, con baja resistencia mecánica a la tracción. Como propuesta para trabajos futuros, se sugiere que sean realizados nuevos estudios en ambiente de laboratorio del biomaterial con diferentes tamaños de las partículas, con y sin la sustitución del aglutinante con el fin de caracterizar su microestructura; estudiar su procesabilidad por inyección y extrusión, y probar su aplicación a embalajes de corta duración.

Detalles del artículo

Biografía del autor/a

Josivaldo José Lima da Silva, Núcleo de Diseño y Comunicación, Centro Académico del Agreste, Universidad Federal de Pernambuco, Caruaru, Brasil

Graduando en Diseño por la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE). Realiza investigaciones para el desarrollo de productos con enfoque regional y proyectos de nuevos materiales a través de la experimentación de diseño.

Germannya D'Garcia Araújo Silva, Núcleo de Diseño y Comunicación, Centro Académico del Agreste, Universidad Federal de Pernambuco, Caruaru, Brasil

Doctora en Ingeniería Mecánica, Máster en Ingeniería de Producción, Especialista en Ergonomía y Graduada en Diseño de Productos, todos los títulos anteriores obtenidos por la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE). Profesora Asociada del Núcleo de Diseño del Centro Académico del Agreste (CAA) / UFPE. Profesora permanente del Programa de Posgraduación de Diseño del Centro de Artes y Comunicación (CAC) / UFPE. Investigadora del Laboratorio “O Imaginário” y del Laboratorio de Cerámicas Especiales, ambos de la UFPE, donde desarrolla investigaciones en el área de Diseño, Ergonomía y Tecnología de Materiales.

Referencias

Ashby, M., & Johnson, K. (2013). Materiais e design: A arte e ciência da seleção de materiais no projeto do produto. Elsevier Brasil.

Barauna, D., Renck, G. E., Santos, P. M., & Tomé, V. P. D. (2021, December 1-3). Experimentação em Design: Biomateriais como uma alternativa para a Moda Sustentável. In VIII Simpósio de Design Sustentável / Sustainable Design Symposium. https://eventos.ufpr.br/sds/sds/paper/viewFile/4500/1015

Barauna, D., Canal Marques, A., Renck, G. E., & Tomé, V. P. D. (2021, December 10). Experimentação e o cultivo de guaraná: uma aprendizagem sobre biomateriais no design. In Design & Materials 2021 IV Congresso Internacional e X Workshop. http://www.extremooriente.4users.com.br/artigo_barauna_canal_renck_tome.pdf

Barbosa, L. M., Leite, R. H., Aroucha, E. M. M., Klebson, F., & dos Santos, G. (2020). Comportamento físico-químico sob diferentes temperaturas de secagem de compósitos de fécula de mandioca e fibra de sisal. Agropecuária Científica No Semiárido, 16(2), 81-85. http://dx.doi.org/10.30969/acsa.v16i2.1229

Carvalho, M. C., & de Oliveira Santos, M. L. L. (2021, October). Estratégia para produção de revestimento em resíduo de fibra de bananeira promovendo o engajamento dos geradores da matéria-prima. In II JOP´DESIGN 2021 II Jornada de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Design – UFMA. http://dx.doi.org/10.5151/jopdesign2021-18

Confederação Nacional da Indústria (2019). Pesquisa sobre Economia Circular na Indústria Brasileira. https://static.portaldaindustria.com.br/media/filer_public/a5/ab/a5abebbb-3bc9-4aed-9f2f-8914358d2f00/economia_circular__-_pesquisa_cni_2.pdf

Fibrenamics (Produtora). (2020). Design Circular de Produtos. [Video]. Portugal, DC: Fibrenamics.

Gheribi, R., & Khwaldia, K. (2019). Cactus mucilage for food packaging applications. Coatings, 9(10), 655. https://doi.org/10.3390/coatings9100655

John, M.J. and Thomas, S. (2008) Biofibres and Biocomposites. Carbohydrate Polymers, 71, 343-364. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.05.040

Lee, S., Congdon, A., Parker, G., & Borst, C. (2020). Understanding ‘Bio’Material Innovations: A Primer for the Fashion Industry. Biofabricate. https://www.biofabricate.co/resources

Lopes, J. D. A. (2016). O Mandacaru e sua utilização como material expressivo e alternativo renovável no design e na arte. [Disser. Pós-Graduação em Artes Visuais]. Universidade Federal da Bahia. http://www.ppgav.eba.ufba.br/sites/ppgav.eba.ufba.br/files/dissertacao_-revisado_ort_e_normas.final_.pdf

Mainsah, H; Morrison, A. (2013). Towards a manifesto for methodological experimentation in design research. In Nordic Design Research Conference 2013, Copenhagen-Malmö. Nordes, pp. 153-167. https://archive.nordes.org/index.php/n13/article/view/287

Manzini, E. (2008). O Desenvolvimento de Produtos Sustentáveis. Editora da Universidade de São Paulo.

Mineiro, É. F. (2016). Experimentação em Design como Estratégia no Cenário da Autoprodução. [Tesis de doctorado] Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Artes e Design. https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/29360/29360.PDF

Molena, A. C; Vidotto, A. A; Guerra, A. (2019). Produção de canudos biodegradáveis e comestíveis à base de pectina. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Técnico em Química – Etec Amim Jundi, Osvaldo Cruz, SP. orientadora: Rebeca Zuliani Galvão, 2019.

Nepomuceno, N. C., Santos, A. S., Oliveira, J. E., Glenn, G. M., & Medeiros, E. S. (2017). Extraction and characterization of cellulose nanowhiskers from Mandacaru (Cereus jamacaru DC.) spines. Cellulose, 24(1), 119-129. https://doi.org/10.1007/s10570-016-1109-5

Oliveira, I. C. M. D. (2019). Design Social como fator de desenvolvimento regional sustentável baseado nas competências e recursos naturais locais. https://hdl.handle.net/1822/65370

Ortiz, S. P., & Arce, M. M. (2016). Producción y Caracterización de Películas de Biopolímero de Nopal Opuntia fícus-indica (L.). Research Gate GmbH. Extraído el 15 de Julio de 2021 desde Produccion-y-Caracterizacion-de-Peliculas-de-Biopolimero-de-Nopal-Opuntia-ficus-indica-L.pdf (researchgate.net)

Papanek, V. (1985). Design for the Real World: Human Ecology and Social Change. Academy Chicago Publishers.

Peltier, F., & Saporta, H. (2009). Design sustentável: caminhos virtuosos. Editora Senac São Paulo.

Purasachit, I. (2021). The designerly approach in material development: a design-led exploration of surplus flowers as raw material. [Master of Arts Thesis] School of Arts, Design and Architecture Department of Design, Aalto University

https://aaltodoc.aalto.fi/bitstream/handle/123456789/111299/master_Purasachit_Irene_2021.pdf?sequence=1

Rosa da Silva, I. C., & Freire de Oliveira, A. K. (2021). Ecocompósito de resina vegetal e resíduos de fibra de piaçava: Estudos de usinagem e sensorialidade para aplicações no campo do design. Design E Tecnologia, 11(23), 24-37. https://doi.org/10.23972/det2021iss23pp24-37

Silva, L. F. C. R., Valle, L. D. S., Nascimento, A. R. C., & Medeiros, M. F. T. (2019). Cereus jamacaru DC. (Cactaceae): From 17 th century naturalists to modern day scientific and technological prospecting. Acta Botanica Brasilica, 33, 191-197. https://doi.org/10.1590/0102-33062018abb0352

Silva, L. M. D. Q. (2019). Avaliação do potencial de cactáceas para aplicações em processos biotecnológicos. [Bachelor Monography] Universidade Federal de Campina Grande. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/handle/riufcg/8369/LUANA%20MARIA%20DE%20QUEIROZ%20SILVA%20-%20TCC%20ENG.%20DE%20BIOTECNOLOGIA%20E%20BIOPROCESSOS%202019.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Silveira, M., Menali, L., da Gloria, M., Toledo Filho, R., & Ferreira, S. (2019). Use of alternative aggregate for lightweight concrete production. Academic Journal of Civil Engineering, 37(2), 576-582. https://doi.org/10.26168/icbbm2019.84

Smol, M., Kulczycka, J., & Avdiushchenko, A. (2017). Circular economy indicators in relation to eco-innovation in European regions. Clean Technologies and Environmental Policy, 19(3), 669-678. https://doi.org/10.1007/s10098-016-1323-8

Souza, J. H. S., dos Santos Rocha, T. O., dos Santos Gomes, I., da Silva Nascimento, A., Silva, D. S., da Silva Nascimento, E., & Fujiyama, R. T. (2019). Materiais compósitos de matriz poliéster com reforço híbrido de tecido de fibras de juta e mantas de fibra de vidro. Brazilian Applied Science Review, 3(1), 777-790. https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BASR/article/view/881/763

Vieira, K. (2021). Síntese e caracterização de um compósito polimérico biodegradável utilizando poli (ácido lático) e borra de café. [Master Thesis Dissertation] Universidade Federal de Santa Catarina. https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/226884/PPCM0082-D.pdf?sequence=-1