Formulación de compuestos de polímeros reciclados con fibras vegetales para la fabricación de filamentos para la impresión 3D
IBA-002-2024-UNSA 

1. Datos generales
Nombre del proyecto Formulación de compuestos de polímeros reciclados con fibras vegetales para la fabricación de filamentos para la impresión 3D
Resumen ejecutivo El proyecto busca aprovechar los residuos plásticos para la elaboración de filamentos 3d que puedan ser utilizados en la tecnología de impresión 3d y así valorizar estos residuos en el contexto de una economía circular. En la actualidad Arequipa como en otras ciudades tiene un consumo alto de plásticos, así en el año 2015 el MINAM reportaba que en la región se usaba al menos 52 ton de este material al año siendo los distritos de Hunter, Cerro colorado, JLB y R, Paucarpata y Alto Selva Alegre los distritos con mayor consumo, a la fecha (2019) esta cifra se habría por lo menos duplicado según Zacarías Madariaga (director ejecutivo de Salud Ambiental de la Geresa). La demanda de materiales alternativos novedosos y sostenibles para filamentos de impresoras 3d ha incrementado en los últimos años y debido al alto costo de estos para la manufactura aditiva, se propone reciclar productos plásticos post consumo. este proyecto de investigación desarrollará actividades para la formulación de compuestos poliméricos a partir de plástico sintético reciclado convencional, teniendo como matriz al polietileno tereftalato (PET), obtenido de residuos de botellas plásticas; además serán reforzados con nanotubos de carbono (CNT), estos ayudarán a obtener un producto funcionalizado y con propiedades específicas de aplicación. la matriz reforzada será cargada con residuos de fibras vegetales como la proveniente de la explotación y manufactura de madera en la región Arequipa. se realizará el estudio reológico de las mezclas poliméricas cargadas con fibras vegetales, así como la caracterización de su.. comportamiento mecánico, considerando los parámetros recomendados para su desempeño en la impresión 3d. la obtención de filamentos para impresión 3d con la valorizaron del PET reciclado y la adición de fibras vegetales residuales proveniente de la industria maderera local; contribuiría a la gestión ambiental e implementación de una economía circular en la región. Se espera contribuir de esta manera a reducir las brechas de conocimiento en el proceso y caracterización de las mezclas poliméricas en la obtención de filamentos de impresión 3d. El aprovechamiento de estos residuos sin valor agregado servirá para generan pequeños emprendimientos de negocio alrededor de la tecnología de impresión 3d, al mismo tiempo de incentiva la segregación de los residuos plásticos y así de esta manera se espera contribuir en la valorización de estos residuos en un contexto de economía circular, fomentará la generación de empleo y pretende mejorar la economía de los actores involucrados en la actividad de la segregación de estos residuos.
Objetivo del proyecto Formular un compuesto polimérico a partir de polímeros reciclados con fibras vegetales para la fabricación de filamentos para la impresión 3D.
Código del proyecto IBA-002-2024-UNSA 
Fecha de inicio 2024-05-20 
Duración 24 
Nombre del esquema financiero Proyectos de Investigación Básica y Aplicada - UNSA 
Monitor Nestor Fernando Huanca Payehuanca 

Financiamiento
Entidades participantes Monto (S/) Total (S/) Porcentaje
Monetario No monetario Monetario No monetario
Universidad Nacional de San Agustin (UNSA) 249850.00 0.00 249850.00 100.00% 0.00%
Derlis Paul Gonzales Salas 0.00 0.00 0.00 0.00% 0.00%


2. Datos adicionales

Palabras clave Formulación filamentos 3d, filamento reciclado, filamentos nanotubos de carbono, UNSA, Arequipa 
Justificación del proyecto En la actualidad Arequipa como en otras ciudades tiene un consumo alto de plásticos, así en el año 2015 el MINAM reportaba que en la región se usaba al menos 52 tn de este material al año siendo los distritos de Hunter, Cerro colorado, JLB y R, Paucarpata y Alto Selva Alegre los distritos con mayor consumo, a la fecha esta cifra se ha habría por lo menos duplicado según Zacarías Madariaga (director ejecutivo de Salud Ambiental de la Geresa). En nuestra ciudad poco se hace por dar valor agregado a estos residuos de plástico así la planta de Yanahuara solo valoriza algunos residuos plásticos dejando de lado otros como el PET, esta situación es muy parecida en algunos pequeños negocios dedicados a esta misma actividad. La falta de conocimiento en el manejo y proceso de los plásticos limita a estos pequeños empresarios a ser solamente comercializadores, el desconocimiento del manejo de las mezclas poliméricas y que estos pueden ser reforzados para obtener propiedades únicas y particulares es una limitante que les impide emprender y obtener productos a partir de residuos de plásticos y por ende valorizarlos. La falta equipos capaces de medir las propiedades termomecanicas y de flujo de estas mezclas poliméricas agravan la situación. Siendo que los plásticos pueden ser muy versátiles, también los son cuando se pueden reforzar, más aún si son plásticos reciclados pues estos pierden sus propiedades al ser reprocesados sin embargo el uso de reforzantes también provenientes de residuos permite manejar sus propiedades y darle características particulares para ser usados en muchas aplicaciones como por ejemplo en la impresión 3D cuyos consumibles, los filamentos para la impresión, en nuestro medio pueden ser relativamente costosos. Estos vacíos de carácter tecnológicos originan la no valorización de muchos de los residuos plásticos ocasionando que se desaprovechen muchos otros que bien pueden ser usados con reforzantes en la obtención de una mezcla polimérica con propiedades características. 
Hipótesis del proyecto La valorización de los residuos plásticos es una actividad que no se practica con mucha frecuencia en la ciudad eso se explica en el hecho de que hay una sola planta de valorización de residuos en nuestra localidad (región Arequipa), además dicha planta en la actualidad solo trabaja al 65% de su capacidad (Diego López Ramos, gerente de Servicios a la Comunidad y Protección al Ambiente de Yanahuara). Esta falta de actividad en la valorización de los residuos plásticos para lograr un producto con características tiene sus causas en el limitado conocimiento de las tecnologías en el proceso de los plásticos y sus aplicaciones, poner a su disposición alternativas tecnológicas en la valorización de los residuos plásticos favorecerá su aprovechamiento, valorización, protección del medio ambiente y la generación de empleos. La falta de equipos que puedan caracterizar estas mezclas poliméricas para entender su comportamiento y establecer las condiciones de proceso en la obtención de productos a base de plásticos reciclados ocasiona que no se logren productos con características adecuadas para competir en el mercado, la adquisición de equipos y accesorios que permitan entender el comportamiento reológico de estas mezclas poliméricas facilitará su comprensión en la obtención de productos aprovechables aplicados a diversos campos como la impresión 3d. Cubrir estos vacíos de carácter tecnológicos permitirá obtener productos con características específicas que puedan competir en el mercado como por ejemplo la obtención de filamentos para impresión 3D. El abordar el tema de las formulaciones para producir un compuesto polimérico que pueda ser empleado como consumible en la tecnología 3d nos permitirá dar solución a varias de las problemáticas expuestas como el desconocimiento en el área de las formulaciones como también reducir los costos de los consumibles (filamento 3d) para la tecnología de impresión 3d, también permitirá dar una solución alternativa al plástico que no se aprovecha así como también a los residuos de las industrias de madera. 
Resultados esperados del proyecto 02 artículos publicados en revistas indizadas en Scopus o WoS (que no pertenezcan a la categoría ESCI al ser revistas sin impacto): 01 generado por el IP, co-investigadores e Investigador Invitado de Impacto Internacional y 01 generado por los investigadores de pregrado. Solo podrán figurar como autores o co-autores de los artículos con fines de titulación, las siguientes personas: - Uno (01) a tres (03) investigadores de Pregrado - Un (01) investigador principal - Un (01) investigador visitante de impacto Nacional o Internacional - 04 estudiantes o egresados de pregrado de la UNSA titulados con la opción de Tesis formato artículo con publicación en revistas indizadas Base Scopus o Web of Science - 01 ponencia realizada nacionalmente. - 01 ponencia realizada internacionalmente. - 02 profesionales Capacitados (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH). - Un texto (versión digital) redactado en lenguaje común y corriente (para entregar a Autoridades Públicas, Medios de Comunicación, Repositorio, algunos Colegios) con fines de divulgación de la(s) Investigación(es) desarrolladas. 
Impactos esperados Sociales: la valorización de los residuos plásticos incentivara en la personas las ganas de nuevos emprendimientos elevando su nivel cultural hacia el reciclaje de los residuos, fomentar las tecnologías de reciclaje y valorización de los residuos promoverá en la población las ideas hacia el cuidado del medio ambiente mediante el aprovechamiento de los residuos a la vez que se eleva su cultura ambiental. Se espera promover las pequeñas industrias en torno al reciclaje de los residuos plásticos, y la tecnología de impresión 3D, las mismas que demandaran profesionales y técnicos de la sociedad. Económicas: permitirá a las personas que se dedican a la segregación de estos residuos emprender en nuevas oportunidades de negocio mejorando así su economía familiar a la vez que se genera puestos de trabajo y nuevos emprendimiento asociados a la tecnología de impresión 3D. Se impulsara la actividad de valorización de los residuos plásticos promoviendo además de su simple comercialización el aprovechamiento para dar valor agregado a estos mediante la obtención de productos que puedan ser comercializados dinamizando de esta manera la economía familiar y la generación de pequeñas empresas. Ambientales: El aprovechamiento de los residuos plásticos evitara su mala disposición y por ende los impactos negativos al ambiente, la valorización de residuos como los plásticos y/o las fibras vegetales promoverá su reaprovechamiento en favor del medio ambiente evitando el consumo de materia virgen preservando los recursos naturales que son finitos en favor de las futuras generaciones. 

3. Equipo técnico
Equipo técnico Axel Jeremy Bernal Chahuayo; Ariel Rodrigo Carbajal Tapia; Patricia Raquel Palma Ail; Patricia Estefani María Díaz Ccallo; María Alejandra López Zapana; Sylvie Dagreou .; Alejandro Oscar Silva Vela; Derlis Paul Gonzales Salas