Publicación:
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)

dc.contributor.advisorSoto Barrera, Viviana Cecilia
dc.contributor.advisorTorres-Bejarano, Franklin
dc.contributor.authorPacheco Rodriguez, Juan Diego
dc.contributor.juryRosso Pinto, Mauricio Jose
dc.contributor.juryArevalo Torres, Elizabeth
dc.date.accessioned2025-07-11T23:47:01Z
dc.date.available2025-07-11T23:47:01Z
dc.date.issued2025-07-08
dc.description.abstractAnte 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.spa
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero(a) Ambiental
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensión
dc.description.notesIn 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.eng
dc.description.tableofcontentsRESUMENspa
dc.description.tableofcontentsABSTRACT .........................................13eng
dc.description.tableofcontents1 INTRODUCCIÓN ...............................................14spa
dc.description.tableofcontents2 OBJETIVOS .................................................17spa
dc.description.tableofcontents2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................17spa
dc.description.tableofcontents3 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA .....................................18spa
dc.description.tableofcontents3.1 MATERIALES COMPUESTOS ........................18spa
dc.description.tableofcontents3.2 FASE MATRIZ .............................................21spa
dc.description.tableofcontents3.2.1 Matriz polimérica: resina poliéster .....................21spa
dc.description.tableofcontents3.3 FASE DISPERSA ..............................22spa
dc.description.tableofcontents3.3.1 Fibras naturales .............................22spa
dc.description.tableofcontents3.4 MÉTODOS DE EXTRACCIÓN ..........................25spa
dc.description.tableofcontents3.5 MÉTODO DE FABRICACIÓN .........................28spa
dc.description.tableofcontents3.5.1 Bulk molding compound ......................28spa
dc.description.tableofcontents3.6 MÉTODO DE ANÁLISIS....................................30spa
dc.description.tableofcontents4 ESTADO DEL ARTE ....................................31spa
dc.description.tableofcontents5 MATERIALES Y MÉTODOS ............................37spa
dc.description.tableofcontents5.1 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Y ALCANCE..........................38spa
dc.description.tableofcontents5.1.1 Unidad funcional ..................................38spa
dc.description.tableofcontents5.1.2 Límites del sistema ....................................39spa
dc.description.tableofcontents5.1.3 Escenarios de sensibilidad .......................................41spa
dc.description.tableofcontents5.2 ANÁLISIS DE INVENTARIO DE CICLO DE VIDA (AICV) Y CALIDAD DE DATOS .........43spa
dc.description.tableofcontents5.2.1 Caracterización de los cultivos ...................44spa
dc.description.tableofcontents5.2.2 Producción de fibra ..........................47spa
dc.description.tableofcontents5.2.3 Producción de biocompuesto mediante BMC .....................50spa
dc.description.tableofcontents5.2.4 Análisis de calidad de datos..................................51spa
dc.description.tableofcontents5.3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO DE CICLO DE VIDA (EICV) ................52spa
dc.description.tableofcontents5.3.1 Método IPCC 2021 .................................52spa
dc.description.tableofcontents5.3.2 Método ReCiPe Midpoint (H) .........................53spa
dc.description.tableofcontents5.4 INTERPRETACIÓN DEL CICLO DE VIDA ..............54spa
dc.description.tableofcontents6 RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................54spa
dc.description.tableofcontents6.1 INVENTARIO DEL CICLO DE VIDA (ICV)..............................54spa
dc.description.tableofcontents6.2 EVALUACIÓN DE CALIDAD DE DATOS ............................................61spa
dc.description.tableofcontents6.3 EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES .........................67spa
dc.description.tableofcontents6.3.1 Método IPCC 2021 ..........................................67spa
dc.description.tableofcontents6.3.2 Método ReCiPe Midpoint (H) .............................73spa
dc.description.tableofcontents6.3.3 Medidas de prevención y mitigación ................85spa
dc.description.tableofcontents7 CONCLUSIONES ..........................................88spa
dc.description.tableofcontents8 RECOMENDACIONES ...........................89spa
dc.description.tableofcontents9 BIBLIOGRAFÍA................................................90spa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad de Córdoba
dc.identifier.reponameRepositorio Universidad de Córdoba
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unicordoba.edu.co/
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9308
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Córdoba
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombia
dc.publisher.programIngeniería Ambiental
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dc.subject.keywordsAgricultural residueseng
dc.subject.proposalFibras naturalesspa
dc.subject.proposalBiocompuestosspa
dc.subject.proposalDesempeño ambientalspa
dc.subject.proposalAnálisis de ciclo de vidaspa
dc.subject.proposalResiduos agrícolasspa
dc.titleAnálisis 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)spa
dc.typeTrabajo de grado - Pregrado
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
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