Análisis del ciclo de vida en la elaboración de un material compuesto con refuerzos naturales a partir de residuos agrícolas de marañón, coco y plátano mediante moldeo volumétrico (BMC)
Ante la búsqueda de un futuro más sostenible, se han explorado materiales compuestos de origen biológico como alternativa a los tradicionales, destacando el uso de fibras naturales (FN) obtenidas de residuos agrícolas. En este estudio se evalúa el desempeño ambiental del uso de residuos de marañón,...
- Autores:
-
Pacheco Rodriguez, Juan Diego
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Córdoba
- Repositorio:
- Repositorio Institucional Unicórdoba
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/9308
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9308
https://repositorio.unicordoba.edu.co/
- Palabra clave:
- Fibras naturales
Biocompuestos
Desempeño ambiental
Análisis de ciclo de vida
Residuos agrícolas
Natural fibers
Biocomposites
Environmental performance
Life cycle assessment
Agricultural residues
- Rights
- openAccess
- License
- Copyright Universidad de Córdoba, 2025
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Rosso Pinto, Mauricio Jose Arevalo Torres, Elizabeth |
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Natural fibers Biocomposites Environmental performance Life cycle assessment Agricultural residues |
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Ante la búsqueda de un futuro más sostenible, se han explorado materiales compuestos de origen biológico como alternativa a los tradicionales, destacando el uso de fibras naturales (FN) obtenidas de residuos agrícolas. En este estudio se evalúa el desempeño ambiental del uso de residuos de marañón, coco y plátano en la fabricación de biocompuestos mediante moldeo volumétrico (BMC), aplicando un análisis de ciclo de vida usando el software SimaPro, bajo un enfoque de “la cuna a la fabricación”. Se analizaron cuatro escenarios, dos con distintas proporciones de FN aprovechada y dos sin aprovechamiento. Para la evaluación de impacto ambiental se aplicaron los métodos IPCC 2021 expresado como potencial de calentamiento global para 100 años (GWP100) y ReCiPe Midpoint (H) 2016, evaluando 16 categorías de impacto. De los escenarios de aprovechamiento (EA), el que contenía un 81 % de resina poliéster generó 18,4 kg CO₂/kg de compuesto según GWP100. Las categorías más afectadas según ReCiPe fueron agotamiento del ozono estratosférico y eutrofización marina. En contraste, el escenario sin aprovechamiento (ENA) con igual proporción de resina presentó el mayor impacto ambiental, alcanzando 53,1 kg CO₂/kg de material. Las categorías más impactadas fueron agotamiento del ozono, eutrofización marina, ecotoxicidad terrestre y marina, y toxicidad carcinogénica humana. Los impactos en el EA se atribuyen a uso de fertilizantes y prácticas agrícolas inadecuadas, en los ENA influyen materiales como resina poliéster, fibra de vidrio y compuestos como MEKP, cuyo procesamiento genera mayores emisiones, destacando la necesidad de opciones más sostenibles en la fabricación de materiales compuestos. |
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2025 |
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Soto Barrera, Viviana CeciliaTorres-Bejarano, FranklinPacheco Rodriguez, Juan DiegoRosso Pinto, Mauricio JoseArevalo Torres, Elizabeth2025-07-11T23:47:01Z2025-07-11T23:47:01Z2025-07-08https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9308Universidad de CórdobaRepositorio Universidad de Córdobahttps://repositorio.unicordoba.edu.co/Ante la búsqueda de un futuro más sostenible, se han explorado materiales compuestos de origen biológico como alternativa a los tradicionales, destacando el uso de fibras naturales (FN) obtenidas de residuos agrícolas. En este estudio se evalúa el desempeño ambiental del uso de residuos de marañón, coco y plátano en la fabricación de biocompuestos mediante moldeo volumétrico (BMC), aplicando un análisis de ciclo de vida usando el software SimaPro, bajo un enfoque de “la cuna a la fabricación”. Se analizaron cuatro escenarios, dos con distintas proporciones de FN aprovechada y dos sin aprovechamiento. Para la evaluación de impacto ambiental se aplicaron los métodos IPCC 2021 expresado como potencial de calentamiento global para 100 años (GWP100) y ReCiPe Midpoint (H) 2016, evaluando 16 categorías de impacto. De los escenarios de aprovechamiento (EA), el que contenía un 81 % de resina poliéster generó 18,4 kg CO₂/kg de compuesto según GWP100. Las categorías más afectadas según ReCiPe fueron agotamiento del ozono estratosférico y eutrofización marina. En contraste, el escenario sin aprovechamiento (ENA) con igual proporción de resina presentó el mayor impacto ambiental, alcanzando 53,1 kg CO₂/kg de material. Las categorías más impactadas fueron agotamiento del ozono, eutrofización marina, ecotoxicidad terrestre y marina, y toxicidad carcinogénica humana. Los impactos en el EA se atribuyen a uso de fertilizantes y prácticas agrícolas inadecuadas, en los ENA influyen materiales como resina poliéster, fibra de vidrio y compuestos como MEKP, cuyo procesamiento genera mayores emisiones, destacando la necesidad de opciones más sostenibles en la fabricación de materiales compuestos.RESUMEN1 INTRODUCCIÓN ...............................................142 OBJETIVOS .................................................172.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................173 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA .....................................183.1 MATERIALES COMPUESTOS ........................183.2 FASE MATRIZ .............................................213.2.1 Matriz polimérica: resina poliéster .....................213.3 FASE DISPERSA ..............................223.3.1 Fibras naturales .............................223.4 MÉTODOS DE EXTRACCIÓN ..........................253.5 MÉTODO DE FABRICACIÓN .........................283.5.1 Bulk molding compound ......................283.6 MÉTODO DE ANÁLISIS....................................304 ESTADO DEL ARTE ....................................315 MATERIALES Y MÉTODOS ............................375.1 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Y ALCANCE..........................385.1.1 Unidad funcional ..................................385.1.2 Límites del sistema ....................................395.1.3 Escenarios de sensibilidad .......................................415.2 ANÁLISIS DE INVENTARIO DE CICLO DE VIDA (AICV) Y CALIDAD DE DATOS .........435.2.1 Caracterización de los cultivos ...................445.2.2 Producción de fibra ..........................475.2.3 Producción de biocompuesto mediante BMC .....................505.2.4 Análisis de calidad de datos..................................515.3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO DE CICLO DE VIDA (EICV) ................525.3.1 Método IPCC 2021 .................................525.3.2 Método ReCiPe Midpoint (H) .........................535.4 INTERPRETACIÓN DEL CICLO DE VIDA ..............546 RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................546.1 INVENTARIO DEL CICLO DE VIDA (ICV)..............................546.2 EVALUACIÓN DE CALIDAD DE DATOS ............................................616.3 EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES .........................676.3.1 Método IPCC 2021 ..........................................676.3.2 Método ReCiPe Midpoint (H) .............................736.3.3 Medidas de prevención y mitigación ................857 CONCLUSIONES ..........................................888 RECOMENDACIONES ...........................899 BIBLIOGRAFÍA................................................90ABSTRACT .........................................13In the pursuit of a more sustainable future, bio-based composite materials have been explored as alternatives to conventional ones, with a particular emphasis on natural fibers (NF) derived from agricultural waste. This study evaluated the environmental performance of using cashew, coconut, and banana residues in the production of biocomposites through bulk molding compound (BMC) processing. A life cycle assessment (LCA) was carried out using SimaPro software, following a “cradle-to-gate” approach. Four scenarios were analyzed: two involving different proportions of utilized NF, and two with no fiber utilization. Environmental impact assessment was conducted using the IPCC 2021 method, expressed as Global Warming Potential over 100 years (GWP100), and the ReCiPe Midpoint (H) 2016 method, covering 16 impact categories. Among the utilization scenarios (US), the one with 81% polyester resin produced 18.4 kg CO₂/kg of composite according to GWP100. The most affected categories under ReCiPe were stratospheric ozone depletion and marine eutrophication. In contrast, the non-utilization scenario (NUS) with the same resin proportion showed the highest environmental impact, reaching 53.1 kg CO₂/kg of material. The most impacted categories were ozone depletion, marine eutrophication, terrestrial and marine ecotoxicity, and human carcinogenic toxicity. Impacts in the US were attributed to the use of fertilizers and inadequate agricultural practices, while in the NUS, materials such as polyester resin, fiberglass, and compounds like MEKP were major contributors to emissions. These findings highlight the need for more sustainable alternatives in the manufacturing of composite materials.PregradoIngeniero(a) AmbientalTrabajos de Investigación y/o Extensiónapplication/pdfspaUniversidad de CórdobaFacultad de IngenieríaMontería, Córdoba, ColombiaIngeniería AmbientalCopyright Universidad de Córdoba, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Análisis del ciclo de vida en la elaboración de un material compuesto con refuerzos naturales a partir de residuos agrícolas de marañón, coco y plátano mediante moldeo volumétrico (BMC)Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTextAbbood, I. S., Odaa, S. A., Hasan, K. F., & Jasim, M. A. (2021). 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