Evaluación de un biocompuesto a base de micelio de Pleurotus ostreatus y bagazo de caña como potencial sustituto de poliestireno expandido

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dc.contributor.advisorBotello Suárez, Wilmar Alirio
dc.contributor.authorPrieto Abril, Angela María
dc.contributor.orcidPrieto Abril, Angela María [0009-0003-9077-8464]
dc.date.accessioned2024-11-27T14:50:11Z
dc.date.available2024-11-27T14:50:11Z
dc.date.issued2024-11
dc.description.abstractLos biocompuestos constituyen una interesante alternativa para sustituir materiales sintéticos de uso convencional debido a su bajo impacto ambiental y su origen renovable. No obstante, sus propiedades deben cumplir diversos estándares de calidad, siendo necesario generar estudios conducentes a optimizar su desarrollo. El objetivo del trabajo fue evaluar la capacidad del biocompuesto derivado del crecimiento de Pleurotus ostreatus en bagazo de caña como sustituto del poliestireno expandido EPS. Se analizaron las características fisicoquímicas del bagazo y se emplearon suplementos de crecimiento generando seis tratamientos: Glucosa, Urea, Glucosa+Urea, Glucosa+CuSO4, Glucosa+MnSO4 y un control. Los montajes se realizaron en moldes acrílicos, inoculados con semillas de maíz con micelio adherido, hidratados al 85% e incubados a 28 °C durante tres semanas, para posteriormente ser secados en horno. Se realizaron pruebas de densidad, absorción de humedad, resistencia a la flexión y compresión, además de un análisis morfológico mediante microscopía SEM. Los resultados mostraron que los tratamientos de Urea y Glucosa+Urea fueron los más prometedores como alternativas al EPS, destacando sus buenas propiedades mecánicas y baja densidad. Adicionalmente, el biocompuesto alcanzó un porcentaje de acercamiento verde del 88% frente al 33% del EPS, sugiriendo que esta alternativa es más sostenible que el EPS debido a su menor dependencia de recursos no renovables, reducción significativa en la generación de residuos contaminantes y un proceso de producción más limpio. El presente estudio constituye un aporte al diseño de procesos de producción más sostenibles, enfocada a la transición hacia una economía circular, fomentando prácticas de química verde que integren la eficiencia en el uso de materiales de fácil degradación y la reducción de residuos.
dc.description.abstractenglishBiocomposites represent an interesting alternative to conventional synthetic materials due to their low environmental impact and renewable origin. However, their properties must meet various quality standards, making it necessary to conduct studies aimed at optimizing their development. The objective of this study was to evaluate the potential of a biocomposite derived from the growth of Pleurotus ostreatus on sugarcane bagasse as a substitute for expanded polystyrene (EPS). The physicochemical characteristics of the bagasse were analyzed, and growth supplements were applied, generating six treatments: Glucose, Urea, Glucose+Urea, Glucose+CuSO4, Glucose+MnSO4, and a control. The setups were prepared in acrylic molds, inoculated with corn seeds with adhered mycelium, hydrated to 85%, and incubated at 28 °C for three weeks, then dried in an oven. Density, moisture absorption, flexural strength, and compression tests were conducted, along with a morphological analysis through SEM microscopy. The results showed that the Urea and Glucose+Urea treatments were the most promising as alternatives to EPS, highlighting their good mechanical properties and low density. Additionally, the biocomposite achieved a green approach percentage of 88% compared to 33% for EPS, suggesting that this alternative is more sustainable than EPS due to its lower dependence on non-renewable resources, significant reduction in contaminant waste generation, and cleaner production process. This study contributes to the design of more sustainable production processes, focusing on the transition to a circular economy and promoting green chemistry practices that integrate efficiency in the use of easily degradable materials and waste reduction.
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Ambientalspa
dc.description.sponsorshipSistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación – SENNOVA
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameinstname:Universidad El Bosquespa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad El Bosquespa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repositorio.unbosque.edu.co
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12495/13391
dc.language.isoes
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad El Bosquespa
dc.publisher.programIngeniería Ambientalspa
dc.relation.referencesAbhijith, R., Ashok, A., & Rejeesh, C. R. (2018). Sustainable packaging applications from mycelium to substitute polystyrene: a review. Materials Today: Proceedings, 5(1), 2139–2145. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.09.211
dc.relation.referencesAlfred Wegener Institute Helmholtz-Centre for Polarand Marine Research, B. A. (2022). Impactos de la contaminación por plásticos en los océanos sobre las especies, la biodiversidad y los ecosistemas marinos: Summary of a study for WWF. https://doi.org/10.5281/zenodo.5898684
dc.relation.referencesAmerican Society for Testing and Materials. (2022). ASTM D695-15: Standard test method for compressive properties of rigid plastics. ASTM International.
dc.relation.referencesAmerican Society for Testing and Materials [ASTM]. (1998). Standard test method for water absorption of plastics. ASTM D570-98e1.
dc.relation.referencesAmerican Society for Testing and Materials [ASTM]. (2020). ASTM D790-20: Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials. ASTM International.
dc.relation.referencesAminudin, E., Mohd, F., Zurina, M., Zainura, Z., & Kenzo, I. (2011). A review on recycled expanded polystyrene waste as potential thermal reduction in building materials. Proc., Int. Conf. on Environment and Industrial Innovation.
dc.relation.referencesAmobonye, A., Lalung, J., Awasthi, M. K., & Pillai, S. (2023). Fungal mycelium as leather alternative: A sustainable biogenic material for the fashion industry. Sustainable Materials and Technologies, 38, e00724. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00724
dc.relation.referencesAnastas, P., & Warner, J. C. (1998). Green chemistry: Theory and practice.
dc.relation.referencesAppels, F. V. W., Camere, S., Montalti, M., Karana, E., Jansen, K. M. B., Dijksterhuis, J., Krijgsheld, P., & Wösten, H. A. B. (2019). Fabrication factors influencing mechanical, moisture-and water-related properties of mycelium-based composites. Materials & Design, 161, 64–71. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.11.027
dc.relation.referencesAranda-Calipuy, M. M., Roncal-Lázaro, A., Quezada-Alvarez, M. A., Siche, R., Cabanillas-Chirinos, L., Rojas-Villacorta, W., Benites, S. M., & Rojas-Flores, S. (2023). Pleurotus ostreatus mycelium and sugarcane bagasse as substitute environment-friendly material for polystyrene foam. Sustainability, 15(12), 9157. https://doi.org/10.3390/su15129157
dc.relation.referencesAtarés Huerta, L. (2015). Determinación de la porosidad.
dc.relation.referencesAttias, N., Danai, O., Abitbol, T., Tarazi, E., Ezov, N., Pereman, I., & Grobman, Y. J. (2020). Mycelium bio-composites in industrial design and architecture: Comparative review and experimental analysis. Journal of Cleaner Production, 246, 119037. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119037
dc.relation.referencesBaldrian, P., & Valášková, V. (2008). Degradation of cellulose by basidiomycetous fungi. FEMS Microbiology Reviews, 32(3), 501–521. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2008.00106.x
dc.relation.referencesBari, E., Nazarnezhad, N., Kazemi, S. M., Tajick Ghanbary, M. A., Mohebby, B., Schmidt, O., & Clausen, C. A. (2015). Comparison between degradation capabilities of the white rot fungi Pleurotus ostreatus and Trametes versicolor in beech wood. International Biodeterioration & Biodegradation, 104, 231–237. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2015.03.033
dc.relation.referencesBretas Alvim, C., Mendoza-Roca, J. A., & Bes-Piá, A. (2020). Wastewater treatment plant as microplastics release source-quantification and identification techniques. In Journal of Environmental Management (Vol. 255). Academic Press. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109739
dc.relation.referencesCañas Luquez, G., Olivares, E., Romani, G., & Velasco, A. (2017). Producción de poliestireno expandido y extruido.
dc.relation.referencesCardona, C., Sánchez, Ó., Ramírez, J., & Alzate, L. (2004). Biodegradación de residuos orgánicos de plazas de mercado. Revista colombiana de biotecnología, 6, 78–89.
dc.relation.referencesChristian, S. J. (2016). Natural fibre-reinforced noncementitious composites (biocomposites). Nonconventional and Vernacular Construction Materials, 111–126. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100038-0.00005-6
dc.relation.referencesCruz Cuevas, T., & Zaldúa Ramírez, J. (2018). Análisis de ciclo de vida del poliestireno expandido usado en contenedores de alimentos en Colombia.
dc.relation.referencesCury, K., Aguas, Y., Martinez, A., Olivero, R., & Chams, L. (2017). Residuos agroindustriales su impacto, manejo y aprovechamiento. Revista Colombiana de Ciencia Animal - RECIA, 9(S1), 122–132. https://doi.org/10.24188/recia.v9.nS.2017.530
dc.relation.referencesDepartamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). (2019). Encuesta Nacional Agropecuaria (ENA) 2019.
dc.relation.referencesDiaz Herrera, Y., Villaseñor Perea, C. A., Pérez, A., Mancera Rico, A., Venegas, M. del R., & Ramírez, A. (2021). Elaboración y caracterización físico-mecánica de biocompuestos a base de harina de arroz y fibra de bagazo de caña. Revista de Ciencias Biológicas y de La Salud, 23–29.
dc.relation.referencesElsacker, E., Vandelook, S., Brancart, J., Peeters, E., & De Laet, L. (2019). Mechanical, physical and chemical characterisation of mycelium-based composites with different types of lignocellulosic substrates. PLoS ONE, 14(7). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213954
dc.relation.referencesEnriquez-Medina, I., Bermudez, A. C., Ortiz-Montoya, E. Y., & Alvarez-Vasco, C. (2023). From purposeless residues to biocomposites: A hyphae made connection. Biotechnology Reports, 39. https://doi.org/10.1016/j.btre.2023.e00807
dc.relation.referencesErjavec, J., Kos, J., Ravnikar, M., Dreo, T., & Sabotič, J. (2012). Proteins of higher fungi–from forest to application. Trends in Biotechnology, 30(5), 259–273. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2012.01.004
dc.relation.referencesEurope Plastics. (2022). Plásticos-Situación en 2022. https://plasticseurope.org/es/wp-content/uploads/sites/4/2023/02/PLASTICOS-SITUACION-2022-esp.pdf
dc.relation.referencesFeijóo-Vivas, K., Bermúdez-Puga, S. A., Rebolledo, H., Figueroa, J. M., Zamora, P., & Naranjo-Briceño, L. (2021). Bioproductos desarrollados a partir de micelio de hongos: Una nueva cultura material y su impacto en la transición hacia una economía sostenible. Bionatura, 6(1), 1637–1652. https://doi.org/10.21931/RB/2021.06.01.29
dc.relation.referencesFonseca, I., Molina, M., Benitez, S., Tejerina, M., Velazquez, J., Sadañoski, M. A., & Zapata, P. (2020). Copper improves the production of laccase by Pleurotus sajor-caju with ability to grow on effluents of the citrus industry. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 36(1), 105–114. https://doi.org/10.20937/RICA.2020.36.53368
dc.relation.referencesFowler, P. A., Hughes, J. M., & Elias, R. M. (2006). Biocomposites: Technology, environmental credentials and market forces. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(12), 1781–1789. https://doi.org/10.1002/jsfa.2558
dc.relation.referencesGarcía-Culqui, R., Jácome-Pilco, C., Guevara-Narváez, Lady, & Moreta-Guangasi, T. (2023). Revalorización del bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum) como residuo importante para la agroindustria. 593 Digital Publisher CEIT, 8(3), 134–148. https://doi.org/10.33386/593dp.2023.3.1661
dc.relation.referencesGarzón Gómez, J. P., & Cuervo Andrade PhD, J. L. (2008). Producción de Pleurotus ostreatus sobre residuos sólidos lignocelulósicos de diferente procedencia. Nova, 6(10), 126–140. https://doi.org/10.22490/24629448.403
dc.relation.referencesGil, L. M., Manjarres, K., Piñeros, Y., & Rodríguez, E. (2012). Influencia de la adición de una fuente de nitrógeno en la producción de ligninasas. Biotecnología En El Sector Agropecuario Y Agroindustrial, 10(1), 173–181.
dc.relation.referencesGirometta, C., Picco, A. M., Baiguera, R. M., Dondi, D., Babbini, S., Cartabia, M., Pellegrini, M., & Savino, E. (2019). Physico-mechanical and thermodynamic properties of mycelium-based biocomposites: A review. Sustainability, 11(1), 281. https://doi.org/10.3390/su11010281
dc.relation.referencesGreenpace, & Universidad de Los Andes. (2019). Situación actual de los plásticos en Colombia y su impacto en el medio ambiente.
dc.relation.referencesGuamatzi, J., Nava, S., Esquivel, U., & Bibbins, M. (2017). La vida sexual de un hongo extraordinario llamado “Pleurotus.” Frontera Biotecnológica, 13–17.
dc.relation.referencesIbrahim, I. D., Hamam, Y., Sadiku, E. R., Ndambuki, J. M., Kupolati, W. K., Jamiru, T., Eze, A. A., & Snyman, J. (2022). Need for sustainable packaging: An overview. In Polymers (Vol. 14, Issue 20). MDPI. https://doi.org/10.3390/polym14204430
dc.relation.referencesINCAUCA. (2016). Proceso INCAUCA.
dc.relation.referencesInstituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR). (2003). Manual de técnicas analíticas para la determinación de parámetros fisicoquímicos y contaminantes marinos (aguas, sedimentos y organismos).
dc.relation.referencesJacob, M., & Thomas, S. (2008). Biofibres and biocomposites. Carbohydrate Polymers, 71(3), 343–364. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.05.040
dc.relation.referencesJones, M., Huynh, T., Dekiwadia, C., Daver, F., & John, S. (2017). Mycelium composites: A review of engineering characteristics and growth kinetics. Journal of Bionanoscience, 11(4), 241–257. https://doi.org/10.1166/jbns.2017.1440
dc.relation.referencesKachur, M. (2011). Un material Milagroso (Benchmark Education Company, Ed.).
dc.relation.referencesKanhar, Q. D., Jiskani, M. M., Pathan, M. A., & Nizamani, Z. A. (2007). Effect of urea on growth and yield of oyster mushroom, Pleurotus ostreatus (JACQ. EX.FR.) Kummer. Pak. J. Phytopathol, 19(2), 214–223.
dc.relation.referencesLelivelt, R., Lindner, G., Teuffel, P., & Lamers, H. (2015). The production process and compressive strength of Mycelium-based materials. www.tue.nl/taverne
dc.relation.referencesLevina, N. N., & Lew, R. R. (2006). The role of tip-localized mitochondria in hyphal growth. Fungal Genetics and Biology, 43(2), 65–74. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2005.06.008
dc.relation.referencesLy, L., & Jitjak, W. (2022). Biocomposites from agricultural wastes and mycelia of a local mushroom, Lentinus squarrosulus (Mont.) Singer. Open Agriculture, 7(1), 634–643. https://doi.org/10.1515/opag-2022-0128
dc.relation.referencesMajib, N. M., Sam, S. T., Yaacob, N. D., Rohaizad, N. M., & Tan, W. K. (2023). Characterization of fungal foams from edible mushrooms using different agricultural wastes as substrates for packaging material. Polymers, 15(4). https://doi.org/10.3390/polym15040873
dc.relation.referencesManahan, S. (2005). Green chemistry and the ten commandments of sustainability (2nd ed.).
dc.relation.referencesMata, G., Salmones, D., & Savoie, J. (2017). Las enzimas lignocelulolíticas de Pleurotus spp. La Biología, El Cultivo y Las Propiedades Nutricionales y Medicinales de Las Setas Pleurotus Spp., 63–82.
dc.relation.referencesMinisterio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. (2021). Plan Nacional para la Gestión Sostenible de los Plásticos de un solo uso. https://www.minambiente.gov.co/wp-content/uploads/2022/02/plan-nacional-para-la-gestion-sostenible-de-plasticos-un-solo-uso-minambiente.pdf
dc.relation.referencesMontero, C. Li., & Mejía, F. (2008). El descubrimiento de los plásticos: de solución a problema ambiental. http://www.salobillarpool.com/xprepository/bi-
dc.relation.referencesNopharatana, M., Mitchell, D. A., & Howes, T. (2003). Use of confocal scanning laser microscopy to measure the concentrations of aerial and penetrative hyphae during growth of Rhizopus oligosporus on a solid surface. Biotechnology and Bioengineering, 84(1), 71–77. https://doi.org/10.1002/bit.10752
dc.relation.referencesOcean Conservancy. (2015). Stemming the tide: Land-based strategies for a plastic- free ocean.
dc.relation.referencesOkunola A, A., Kehinde I, O., Oluwaseun, A., & Olufiropo E, A. (2019). Public and environmental health effects of plastic wastes disposal: A review. Journal of Toxicology and Risk Assessment, 5(2). https://doi.org/10.23937/2572-4061.1510021
dc.relation.referencesOrganización Mundial de la Salud (OMS). (2023). Manual de bioseguridad en el laboratorio. World Health Organization. https://www.who.int/es/publications/i/item/9789240011311
dc.relation.referencesPachés Giner, M. (2022). Plásticos y su problemática ambiental. https://riunet.upv.es/handle/10251/184276
dc.relation.referencesPeng, L., Yi, J., Yang, X., Xie, J., & Chen, C. (2023). Development and characterization of mycelium bio-composites by utilization of different agricultural residual byproducts. Journal of Bioresources and Bioproducts, 8(1), 78–89. https://doi.org/10.1016/j.jobab.2022.11.005
dc.relation.referencesPicornell, M., Pardo, A., Navarro, M., & Gea, F. (2017). Actualizaciones sobre la preparación del sustrato para cultivar setas Pleurotus spp. La Biología, El Cultivo y Las Propiedades Nutricionales y Medicinales de Las Setas Pleurotus Spp., 83–104.
dc.relation.referencesPosada Bustamante, B. (1994). La degradación de los plásticos. Revista Universidad Eafit, 30, 67–86.
dc.relation.referencesRafiee, K., Kaur, G., & Brar, S. K. (2021). Fungal biocomposites: How process engineering affects composition and properties? Bioresource Technology Reports, 14, 100692. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2021.100692
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalen
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightshttps://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.localAcceso abiertospa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectBiodegradabilidad
dc.subjectEconomía circular
dc.subjectPodredumbre blanca
dc.subjectQuímica verde
dc.subjectResiduos lignocelulósicos
dc.subjectSostenibilidad
dc.subjectSuplementos de crecimiento
dc.subject.ddc628
dc.subject.keywordsBiodegradability
dc.subject.keywordsCircular economy
dc.subject.keywordsGreen chemistry
dc.subject.keywordsLignocellulosic residues
dc.subject.keywordsSustainability
dc.subject.keywordsWhite rot
dc.subject.keywordsGrowth supplements
dc.titleEvaluación de un biocompuesto a base de micelio de Pleurotus ostreatus y bagazo de caña como potencial sustituto de poliestireno expandido
dc.title.translatedEvaluation of a biocomposite based on Pleurotus ostreatus mycelium and sugarcane bagasse as a potential substitute for expanded polystyrene
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dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
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