Desarrollo de biomateriales y bioplásticos

Autores/as

Ruiz-Sánchez, Clara Isabel
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
https://orcid.org/0000-0003-2864-5137
Meythaler-Naranjo, Jorge Eduardo
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
https://orcid.org/0000-0002-3639-5222
Amaya-Sandoval, Stefania Matilde
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
https://orcid.org/0000-0001-8640-4214
Mogro-Borja, María Fernanda
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
https://orcid.org/0000-0002-6539-0762
DOI: https://doi.org/10.55813/egaea.l.164

Palabras clave:

Biomateriales, Bioplásticos, Biopolímeros, Economía circular, Procesos de separación

Sinopsis

Este libro aborda de manera integral el desarrollo, caracterización, procesamiento y aplicación de biomateriales y bioplásticos como alternativas sostenibles frente a los materiales convencionales derivados de fuentes fósiles. A lo largo de sus capítulos, se presentan los fundamentos científicos de los biopolímeros, sus fuentes de obtención desde materias lignocelulósicas hasta residuos agroindustriales y las principales rutas de síntesis y transformación. De manera transversal, se integran las técnicas de análisis y caracterización como herramientas esenciales para comprender el comportamiento de estos materiales, incluyendo métodos espectroscópicos, térmicos, mecánicos y estructurales que permiten evaluar su composición, propiedades y desempeño. Este enfoque no solo permite validar los materiales desarrollados, sino también optimizar sus procesos de obtención y aplicación. El texto profundiza en las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los biomateriales, así como en su comportamiento en términos de biodegradación, estabilidad y funcionalidad, estableciendo comparaciones con polímeros petroquímicos tradicionales. Asimismo, se desarrollan los fundamentos y aplicaciones de procesos de separación avanzados, destacando tecnologías sostenibles de purificación y recuperación, con énfasis en la eficiencia energética y la reducción del impacto ambiental. El libro examina, además, los desafíos actuales tanto técnicos como económicos y sociales que enfrenta el sector, destacando al mismo tiempo las oportunidades que representan para regiones como Latinoamérica y Ecuador, donde la disponibilidad de recursos naturales y biomasa abre nuevas posibilidades de innovación. Finalmente, se presentan las perspectivas futuras del campo, incluyendo el desarrollo de nuevas fuentes de biopolímeros, tecnologías de bajo consumo energético y la transición hacia una industria química más sostenible. En conjunto, la obra ofrece una visión integral que combina fundamentos científicos, herramientas analíticas y enfoques aplicados, invitando a reflexionar sobre el papel de los biomateriales en la construcción de sistemas productivos más sostenibles

Biografía del autor/a

Ruiz-Sánchez, Clara Isabel, Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

Ingeniera química, docente universitaria e investigadora, con una trayectoria construida entre la enseñanza, la investigación y el trabajo aplicado en sostenibilidad. A lo largo de mi carrera he participado en la publicación de artículos científicos, capítulos de libro y obras académicas, enfocando mi línea de trabajo en la ingeniería de materiales, procesos y valorización de residuos, siempre buscando casi como un reto personal conectar la teoría con la práctica. Mi formación también se sostiene en mi tesis de maestría, centrada en los polímeros y la ingeniería de materiales, un campo que, con el tiempo, se volvió parte esencial de mi enfoque profesional. Gran parte de mi experiencia gira en torno al desarrollo de biomateriales y bioplásticos, explorando alternativas viables frente a los desafíos ambientales actuales. Este libro se integra de manera natural en ese recorrido, reflejando una apuesta constante por soluciones sostenibles desde la ciencia y la innovación.

Meythaler-Naranjo, Jorge Eduardo, Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

Profesional en la ingeniería mecánica, con posgrado en el área de energía, con vasta experiencia en la docencia en carreras técnicas, como Petroquímica, Mecatrónica, Electromecánica y Automotriz. Participación en proyectos de investigación y vinculación con la sociedad. Varios libros publicados en Termodinámica y Transferencia de Calor, así como artículos indexados en el área de termofluidos.

Amaya-Sandoval, Stefania Matilde, Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

Ingeniera automotriz, docente universitaria e investigadora, con una trayectoria enfocada en la convergencia entre la tecnología de vanguardia y la responsabilidad ambiental. Mi labor se centra en la búsqueda de una movilidad más limpia, integrando la enseñanza con la investigación aplicada en sistemas de transporte de bajo impacto. Mi formación se sustenta en una maestría en Sistemas de Propulsión Eléctrica, campo que me permite entender la eficiencia energética como un concepto integral que abarca todo el ciclo de vida del vehículo. Mi participación en la obra "Desarrollo de biomateriales y bioplásticos" nace de la necesidad de conectar la ingeniería de propulsión con la innovación en materiales; el futuro de la movilidad eléctrica depende de componentes más ligeros y sostenibles. Este libro refleja esa visión interdisciplinaria: una apuesta por transformar la industria mediante soluciones reales que reduzcan la huella de carbono, uniendo la ciencia de materiales y la innovación técnica frente a los desafíos climáticos actuales.

Mogro-Borja, María Fernanda, Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE

Ingeniera en Mecatrónica, docente investigadora especializada en manufactura y diseño asistido por computador, en el área de mecatrónica, procesos de manufactura y estudio de materiales, integrando innovación tecnológica y enfoque académico. Contribuye al desarrollo de competencias técnicas y a la generación de conocimiento aplicado en ingeniería.

Citas

Aguilar, R. F. S., Castillo, Y. A., Sanchez, S. A. I., & Chaves, J. A. M. (2023). Caracterización estructural, térmica y morfológica de Crescentia cujete (totumo) con potencial uso como polímero biodegradable. Actualidad y Divulgación UDCA, 26(2), 11.

Amamoto, Y. (2022). Data-driven approaches for structure-property relationships in polymer science for prediction and understanding. Polymer Journal 2022 54:8, 54(8), 957–967. https://doi.org/10.1038/s41428-022-00648-6

Amin, U., Khan, M. U., Majeed, Y., Rebezov, M., Khayrullin, M., Bobkova, E., Shariati, M. A., Chung, I. M., & Thiruvengadam, M. (2021). Potentials of polysaccharides, lipids and proteins in biodegradable food packaging applications. International Journal of Biological Macromolecules, 183, 2184–2198. https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2021.05.182

Barba, D., Arias, A., & Garcia-Gonzalez, D. (2020). Temperature and strain rate dependences on hardening and softening behaviours in semi-crystalline polymers: Application to PEEK. International Journal of Solids and Structures, 182–183, 205–217. https://doi.org/10.1016/J.IJSOLSTR.2019.08.021

Benatti, F., Carollo, F., Floreanini, R., & Narnhofer, H. (2017). Quantum Fluctuations in Mesoscopic Systems.

Desidery, L., & Lanotte, M. (2022). Polymers and plastics: Types, properties, and manufacturing. Plastic Waste for Sustainfile:///C:/Users/WinUser/Downloads/Polymers-12-01070-v2.Pdfable Asphalt Roads, 3–28. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85789-5.00001-0

Ferguson, C. T. J., & Parkatzidis, K. (2025). Emerging horizons in polymer applications. Materials Horizons, 12(7), 2040–2044. https://doi.org/10.1039/D5MH90026C

Le, D. L., Salomone, R., & Nguyen, Q. T. (2024). Sustainability assessment methods for circular bio-based building materials: A literature review. Journal of Environmental Management, 352, 120137. https://doi.org/10.1016/J.JENVMAN.2024.120137

Liang, J., Xiao, X., Chou, T. M., & Libera, M. (2021). Analytical Cryo-Scanning Electron Microscopy of Hydrated Polymers and Microgels. Accounts of Chemical Research, 54(10), 2386–2396. https://doi.org/10.1021/ACS.ACCOUNTS.1C00109

Mills, N., Jenkins, M., & Kukureka, S. (2020). Molecular structures and polymer manufacture. Plastics, 13–31. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102499-7.00002-3

Mohamed, S. A. A., El-Sakhawy, M., & El-Sakhawy, M. A. M. (2020). Polysaccharides, Protein and Lipid -Based Natural Edible Films in Food Packaging: A Review. Carbohydrate Polymers, 238, 116178. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2020.116178

Morales Escobar, D., & Arrieta Almario, Á. (2023). Utilización de residuos agroindustriales en la elaboración de materiales Use of agroindustrial waste in the manufacture of materials. https://doi.org/10.21892/9786287515413.10

Pan, R., He, S., & Qiu, S. (2024). Dependence of micro-structure regularity on the degree of molecular asymmetry in polynorbornene derivatives. Colloid and Polymer Science 2024 303:2, 303(2), 209–217. https://doi.org/10.1007/S00396-024-05341-Z

Sun, W., Xu, Y., Zhou, Y., Zeng, Z., Wang, L., & Ouyang, J. (2025). Topographic Scanning Electronic Microscopy Reveals the 3D Surface Structure of Materials. Advanced Functional Materials, 35(17), 2420372. https://doi.org/10.1002/ADFM.202420372

Thomas, P., Duolikun, T., Rumjit, N. P., Moosavi, S., Lai, C. W., Bin Johan, M. R., & Fen, L. B. (2020). Comprehensive review on nanocellulose: Recent developments, challenges and future prospects. In Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials (Vol. 110, p. 103884). Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2020.103884

Vyazovkin, S. (2020). Activation energies and temperature dependencies of the rates of crystallization and melting of polymers. Polymers, 12(5). https://doi.org/10.3390/POLYM12051070

Wang, L., Li, G., Chen, X., Yang, Y., Liew, R. K., Abo-Dief, H. M., Lam, S. S., Sellami, R., Peng, W., & Li, H. (2024). Extraction strategies for lignin, cellulose, and hemicellulose to obtain valuable products from biomass. Advanced Composites and Hybrid Materials 2024 7:6, 7(6), 219-. https://doi.org/10.1007/S42114-024-01009-Y

Weichold, O. (2021). Introduction to Polymer Chemistry. Encyclopedia of Glass Science, Technology, History, and Culture, 1043–1055. https://doi.org/10.1002/9781118801017.CH8.8

Wesolowski, R. A., Wesolowski, A. P., & Petrova, R. S. (2020). Polymers. The World of Materials, 79–83. https://doi.org/10.1007/978-3-030-17847-5_13

Yu, S., Cao, J., Li, S., Huang, H., & Li, X. (2023). The Tribological and Mechanical Properties of PI/PAI/EP Polymer Coating under Oil Lubrication, Seawater Corrosion and Dry Sliding Wear. Polymers, 15(6). https://doi.org/10.3390/polym15061507

Zuluaga, H. F., & Gómez, F. J. . (2024). Introducción a la Química de Polímeros.

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24 April 2026

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