Diseñador industrial / El presente informe se enmarca dentro de un proyecto de carácter experimental, donde, a través del estudio del desempeño de tipologías de pulpas de papel recuperado en el proceso de moldeado, con el que se logran morfologías volumétricas celulósicas rígidas y ligeras, se pretende estandarizar sus propiedades y validar a este material como sustituto del plástico de origen fósil en posibles aplicaciones. Mediante este estudio se pretende, por una parte, documentar el proceso de moldeado de la pulpa de papel , generando una base de conocimientos que sirvan para otros estudios y proyectos relacionados al mismo proceso y material, de manera de enriquecer la escasa bibliografía y documentación existente. Por otro lado, se analizan distintas tipologías de pulpas de papel de recorte – simples y compuestas- , elaboradas en la proporción de 100 gramos de fibra por 2 litros de agua, las cuales se someten a ensayos de presentación- teñido y texturizado- y ensayos físicos y mecánicos – de tracción, abrasión y absorción- para la estandarización de los materiales como para la evaluación comparativa de su desempeño. Finalmente, para validar las propiedades de las pulpas estudiadas se analizan distintos rubros de aplicación en donde podría ser aplicado el material como sustituto de polímeros de origen fósil. Se opta rediseñar un colgador anatómico femenino de pupa de papel, que sustituye el uso del plástico y que demuestra las distintas propiedades determinadas a lo largo de la investigación.

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniera en Recursos Naturales y Renovables / Las etiquetas autoadhesivas están formadas por la unión de diversos materiales: papel o película, adhesivo, silicona, tintas y recubrimientos con distintos elementos de acuerdo al acabado o terminaciones que se desee conseguir. No es posible reciclar los residuos de las etiquetas autoadhesivas debido a los elementos que estas poseen, los que durante el proceso se mezclan, formando un aglomerado que se adhiere al papel y que disminuye la calidad del papel reciclado y lo mancha. En Chile durante el año 2009 la industria del etiquetado autoadhesivo generó 7.567,18 toneladas de residuos, los cuales fueron desechados sin recibir ningún tipo de tratamiento, siendo depositados en rellenos sanitarios debido a la falta de lugares apropiados para su disposición final, perdiéndose una importante cantidad de material con potencial para otras actividades comerciales. La legislación chilena entrega la responsabilidad del manejo de los residuos en general, desde la perspectiva ambiental, sanitaria y económica, a un amplio número de organismos públicos sectoriales e instituciones, tales como el Ministerio de Medio Ambiente, Ministerio de Salud, Secretaría Regional Ministerial de Vivienda y Urbanismo, Gobiernos Regionales y Municipios, impidiendo la aplicación de proyectos integrales que busquen mejorar la gestión de todo tipo de residuos. El objetivo de esta memoria fue el desarrollo de un catastro de los residuos generados en la industria del etiquetado autoadhesivo en Chile, mediante un diagnóstico de los residuos producidos: composición, impactos ambientales asociados, legislación vigente y alternativas para nuevos usos. Las soluciones identificadas para el problema de la generación de residuos de la fabricación de etiquetas autoadhesivas corresponden a cuatro alternativas: uso de adhesivo compatible con el reciclaje del papel, la utilización de maquinaria de desiliconado para el posterior reciclaje del papel, la generación de energía térmica y eléctrica mediante la incineración de los residuos y la compresión térmica para la fabricación de paneles para construcción. En Chile aún no se ha implementado alguna de las alternativas actuales existentes en el mercado mundial, sin embargo, existen empresas interesadas en desarrollar herramientas que permitan convertir estos residuos en un subproducto. / Self-adhesive labels are formed by the joining of different materials: paper or film, adhesive, silicone, inks and coatings with different elements according to the finishing that is wished to be achieve. The recycling of this product is not possible because the adhesives, with inks and coatings stick together, forming a conglomerate that adheres to the paper and reduces the quality of recycled paper and stains it. Chilean self-adhesive labelling industry in 2009 generated 7.567,18 tons. of waste, which were dismissed without any treatment, being dumped in landfills due to lack of appropriate places for disposal, losing an important amount of material with potential for other business activities. Chilean law for waste does not have an institution responsible or with specific skills from the environmental, health and economic perspective to waste management, delegating these responsibilities in a wide range of public sector agencies and institutions like the Ministry of Environment, Ministry of Health, SEREMI of Housing and Urban, Regional Governments and Municipalities, preventing the implementation of integrated projects towards improving the management of all types of waste. The purpose of this memory is the development of a survey of the waste generated by chilean self-adhesive label industry, through an analysis of the waste produced: composition, associated environmental impacts, legislation and options for new uses. In the world today there are solutions for the problem of waste from the manufacture of self- adhesive labels, which correspond to the use of an adhesive compatible with paper recycling, the use of machinery for desiliconizer with the subsequent recycling of paper, generating electric and thermal energy for waste incineration and thermal compression to manufacture panels for construction. Although Chile has not implemented yet any of the market alternatives, there are companies interested in developing tools to convert this waste into a subproduct.

Magíster en Ingeniería de Negocios con Tecnología de Información / Ingeniero Civil Industrial / Este proyecto fue realizado por Rolando Rivera, miembro del grupo de Gerencia de Tecnologías de Información y Telecomunicaciones de Servicios Compartidos CMPC. La situación que se enfrentaba en Cartulinas CMPC, era que el sistema de programación de producción que se había comprado, no resolvía un problema fundamental de la planta de fabricación de cartulina de esta empresa. Éste es la programación de las máquinas de conversión, las cuales se alimentan de los productos semi elaborados generados en los procesos previos de fabricación. Estas máquinas generan los rollos o pilas de cartulina del tamaño solicitado por los clientes. Su buena programación influye en el servicio al cliente, asegurando que se generan los productos requeridos en el momento adecuado, y en los beneficios, ya que puede generar mayor producción con los mismos recursos. Se diseñó un proceso renovado de programación, cuya innovación más importante es que incluye una heurística del tipo Búsqueda en Anchura en un Grafo Dirigido, la cual permite generar la carga de trabajos en las máquinas, manejada por medio de una aplicación computacional, que trata de maximizar la producción, respetando restricciones de capacidad y tomando en cuenta fechas de entrega asociadas a los trabajos. Este nuevo proceso de probó en la planta, obteniéndose los siguientes resultados y conclusiones: El resultado es muy positivo, debido a que al quinto mes de operaciones del nuevo proceso se ha obtenido una producción de 4.000 toneladas adicionales y un aumento estimado de ingresos de MM USD$1.2. La implementación de soluciones que consideren un diseño explícito de apoyo de TI para actividades tácitas, vía modelos matemáticos, heurísticas o business intelligence, en este caso una heurística, puede generar retornos de un orden muy superior a la inversión realizada. La estructuración de la actividad tácita de Asignación y Liberación de Carga ha permitido una mejor comunicación, menos conflictos entre áreas y una mejor utilización de los recursos instalados. La problemática resuelta por este proyecto es similar a la problemática que se encuentra en otras planta productivas, las cuales tienen un proceso de producción de semielaborados y luego un proceso de terminación, lo cual permite afirmar que la solución es extrapolable con algunos ajustes a otros procesos productivos.

Ingeniera Civil Química / La celulosa es un polímero natural. Industrialmente se obtiene a partir de madera y su principal uso es la fabricación de papel. El proceso más utilizado actualmente en la industria es el Kraft, ya que permite la recuperación de químicos y la obtención de energía, por lo que tiene mayor eficiencia respecto a otros métodos. El presente trabajo se realiza en conjunto con CMPC Celulosa, una filial de la compañía CMPC, en el marco de un proyecto de excelencia operacional. La empresa produce el 45% del total de celulosa chilena. El enfoque del trabajo es en la Línea de Fibra de mayor capacidad de la planta Santa Fe. Ésta cuenta con estanques de almacenamiento entre las áreas, con el objetivo de enfrentar la variabilidad que puede presentar la producción de las secciones. La mayor capacidad la tienen las torres de pasta blanca que pueden contener hasta 1800 ADt. Según un análisis de la empresa, al menos un 30% de las pérdidas que tuvieron en la planta durante el 2016 se debe a un mal manejo de los inventarios durante las paradas. A raíz de eso, el objetivo de este estudio es diseñar e implementar un modelo para optimizar el nivel de los inventarios en los estanques de almacenamiento de pulpa. Las mayores probabilidades de falla, durante el 2016, la presentaron las áreas de secado en la Línea de Fibra y evaporadores para el caso de Recuperación y Energía. Se logró implementar un modelo en Excel, que permite definir el nivel óptimo de las torres de pasta blanca, considerando la aleatoriedad de las fallas. Según los datos, para el año 2016 el óptimo correspondería a 410 ADt, permitiendo reducir las pérdidas en un 70% para los casos analizados. A partir de los principios de la ética profesional, se pudo determinar los principales efectos relacionados al desarrollo de este estudio y su posible implementación, destacando el aumento del bien social, el ambiental y el económico de la empresa. La reflexión ética permitió entregar una visión general y contextualizada del trabajo. Como principal conclusión se tiene que a partir de la operación del modelo, se logró determinar la existencia de un nivel óptimo para el estanque de pulpa blanca y que este valor no es único para el proceso, depende de algunas variables, resultando más sensible para cambios en las probabilidades de falla y en los tiempos de falla. Además, se determinó que el modelo de reflexión ética es replicable en diferentes contextos dentro del ejercicio profesional, y se recomienda promoverlo al interior de la empresa.

Ingeniero Civil / El presente trabajo trata sobre la reutilización de un residuo de la industria papelera para su uso en la industria cementera, la que a raíz de la creciente preocupación por el medioambiente ha de buscar métodos de disminuir su huella ecológica y que a la vez sean eficientes y convenientes para la industria. El objetivo de esta memoria es investigar si los lodos residuales de la industria papelera pueden ser utilizados como reemplazante parcial del cemento al fabricar hormigón, inquietud que surge a raíz de la composición mineralógica de los lodos de papel, la que da un indicio de que sometiéndolos a un proceso de calcinación podrían presentar propiedades puzolánicas y/o hidráulicas. El trabajo contempló dos fases, la primera consistió en investigar las variables involucradas en la calcinación de los lodos que permitieran optimizar la actividad puzolánica y/o hidráulica de las cenizas. Para ello se evaluó la actividad puzolánica de lodos calcinados a diferentes temperaturas, obteniendo como resultado que las cenizas obtenidas de una calcinación a 750°C por 3 horas, son las que presentan mayor actividad puzolánica y/o hidráulica. En la segunda fase, y con el objetivo de evaluar el efecto de las cenizas en las mezclas de hormigón, se confeccionaron morteros de prueba en donde se reemplazó, en parte, dosis de cemento por ceniza obtenida a 750°C. Posteriormente se evaluó la resistencia a compresión en morteros con reemplazos entre un 0% y 8% de cemento por cenizas, a las edades de 7, 14, 28, 42 y 56 días. Los resultados obtenidos muestran que es factible la utilización de cenizas de lodos de papel como material cementicio suplementario. En efecto, comparando con la muestra patrón, se pudo observar que a mediano plazo (14-42 días) las diferentes mezclas no pierden resistencia. En el caso de las muestras con bajo reemplazo de cenizas (1% - 3%) incluso se puede observar que a primeras edades presentan un alza en la resistencia, manteniéndose por sobre el patrón hasta los 56 días. Por su parte, las mezclas con mayores porcentajes de reemplazo muestran que las cenizas también poseen reactividad puzolánica y/o hidráulica, ya que si bien en las primeras edades obtienen valores de resistencia menores al patrón, a mediano plazo logran igualar los valores obtenidos por la muestra sin reemplazo. En síntesis, el uso de cenizas como reemplazante parcial de cemento es factible, ya que se demostró que poseen propiedades hidráulicas y/o puzolánicas. Estas cenizas en bajas dosis de reemplazo son capaces, incluso, de aumentar la resistencia de la mezcla y en dosis mayores, si bien generan una caída de la resistencia inicial, a mediano plazo logran que las mezclas adquieran resistencias comparables con respecto a la mezcla patrón.

Ingeniera Civil Química / Uno de los problemas que afecta a la industria papelera es la pérdida de fibra debido a los grandes costos que conlleva, correspondiendo aproximadamente al 3,3% en relación al costo de producción. Esta situación se ve magnificada en los procesos con mayor proporción de papel reciclado por su contenido de contaminantes. A raíz de esto, surge la necesidad de cuantificar las pérdidas actuales de fibra de la empresa Papeles Cordillera de CMPC, que están siendo derivadas hacia la planta de tratamiento de efluentes y de evaluar el beneficio económico de recuperación. Para lograr esto, el presente estudió analizó equipos y procesos que separen la fibra de contaminantes, además de evaluar estrategias que permitan recuperar parte de la fibra reutilizable (fibra de buena calidad entendida como partículas retenidas en malla Tyler 28 y 48) que podría llegar a ser utilizada en la fabricación de papel. Así, el objetivo principal de este trabajo fue evaluar la recuperación de fibra en la salida del proceso papelero. Este informe presenta el uso de enzimas esterasas como alternativa para la remoción de contaminantes en la fibra. La utilidad de estas enzimas radica en el aumento de la velocidad de ruptura de los enlaces ésteres en los adhesivos, ocasionando una reducción de estos contaminantes. También evalúa la recuperación de fibra con procesos mecánicos mediante cribas, pues constituyen una tecnología madura en comparación con otros equipos en cuanto a separación de fibra y adhesivos. En la primera parte de este trabajo se expone la búsqueda de alternativas de recuperación de fibra en la salida del proceso papelero (canal Parshall Cordillera), evaluando cuatro posibles configuraciones; todas estas alternativas involucran cribas, mientras que solo dos incluyen además el uso de enzimas. Sin embargo, al realizar una evaluación económica preliminar, considerando los costos del trayecto, se propone analizar otros canales Parshall existentes debido a que las distancias de las líneas de trazado son menores en comparación con las del canal Parshall Cordillera. Hecho esto, se agregaron dos nuevas configuraciones. Por lo tanto, este trabajo presenta seis alternativas de solución en el que se realizó un análisis de factibilidad sobre cada una de ellas, para proponer finalmente, la alternativa más atractiva. El análisis permite concluir que la alternativa con una mayor utilidad corresponde al proyecto en que se transporta la pasta desde el canal Parshall Cordillera a un espesador ubicado en el sector de papel viejo de la máquina papelera N°20. Esta opción presenta un VAN proyectado a 5 años de 1,68 [MM US$] y una TIR del 75%, recuperando la inversión en 15 meses, siendo el proyecto más rentable. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Papeles Cordillera S.A. del grupo CMPC

El presente trabajo de investigación consiste en diseñar un modelo de planificación de requerimiento de materiales (MRP) para ser aplicado en la unidad de negocio de fabricación de papel fotocopia de la empresa Papelera Nacional S.A. Papelera Nacional S.A., que en adelante se le denominará PANASA es una empresa líder en la industria papelera y con presencia en el mercado latinoamericano. Tiene cuatro unidades de negocio: cuadernos, papel fotocopia, conversión y absorbentes. La unidad de negocio objeto de estudio de la presente tesis es papel fotocopia. La razón de elegir esta unidad de negocio es que la empresa manifiesta atravesar por situaciones de sobre-stock y roturas de stock de papel bond en rollos, su principal materia prima. El objetivo del presente estudio es minimizar los dos problemas mencionados y, a la vez, generar beneficios económicos para la empresa. El estudio incluye un breve análisis del ambiente externo e interno de la empresa, así como un análisis de sus fortalezas y debilidades para enfrentar al mercado, que dará por consiguiente las estrategias a emplear por la empresa, y la propuesta de mejora alineada a estas. Se propone diseñar un modelo de planificación que integre las áreas de ventas, producción y compras, permitiendo obtener cantidades óptimas y tiempos adecuados en los requerimientos de compra de materiales críticos, generando ahorros a nivel de costos de inventarios y ventas perdidas. El alcance de la propuesta de solución no incluye el proceso de implementación del módulo de planificación de materiales dentro del sistema ERP SAP, sistema de información gerencial que integra todas las áreas funcionales de la empresa, con el que actualmente opera PANASA. Los beneficios obtenidos con esta planificación contribuirán en gran medida con el objetivo general de la empresa, que es el crecimiento en 2% anual del EBITDA.

The thesis deals with the development of piezoresistive materials. Its objective is to investigate a system formed of a knitted fabric to be used as a piezoresistive sensor that allows electrical behaviour to be interrelated based on the elongation applied. Simultaneously, the correlation between elastic deformation and that caused by applying pressure by detecting the area where the pressure is produced will also be studied. For this purpose, knitted fabrics will be used and conductive textiles will be added to them. A testing method will be designed and the properties of the fabric will be evaluated. As a result, a smart textile will be obtained. / La tesis versa sobre el desarrollo de materiales piezoresistivos. Como objetivo se plantea la investigación de un sistema compuesto por un tejido de punto para ser utilizado como sensor piezoresistivo que permita relacionar el comportamiento eléctrico en función del a elongación aplicada. Paralelamente también se estudiará la correlación entre la deformación elástica y la ocasionada al aplicar una presión detectando la zona donde se produce la presión. Para ello se utilizarán tejidos de punto y se les incorporarán textiles conductores. Se diseñará un método de ensayo y se evalúan las propiedades de los tejidos. Como resultado final se obtendrá un textil inteligente. / La tesi versa sobre el desenvolupament de materials piezoresistius. Com a objectiu es planteja la investigació d'un sistema compost per un teixit de punt per a ser utilitzat com a sensor piezoresistiu que permeta relacionar el comportament elèctric en funció de l'elongació aplicada. Paral·lelament, també s'estudiarà la correlació entre la deformació elàstica i l'ocasionada a l'aplicar una pressió i la detecció de la zona on es produeix la pressió. Per a dur-ho a terme s'utilitzaran teixits de punt als quals s'incorporaran tèxtils conductors. Es dissenyarà un mètode d'assaig i s'avaluaran les propietats dels teixits. Com a resultat final, s'obtindrà un tèxtil intel·ligent. / Cambra Sánchez, V. (2017). ESTUDIO DE LA RESPUESTA ELÉCTRICA DE TEJIDOS PIEZORESISTIVOS SOMETIDOS A ESTIRAMIENTO Y DEFORMACIÓN POR PRESIÓN [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90404 / TESIS

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo se desarrolla en una de las empresas del holding de CMPC, Papeles Cordillera S.A. cuyas instalaciones se ubican en Puente Alto. La compañía comercializa, aproximadamente, 320.000 toneladas al año de productos para la industria de papel corrugado. Para este proceso, se encuentra la máquina papelera MP20 que consume el 70% del vapor en los procesos de secado y hasta el 87% de energía eléctrica de la planta durante el periodo escogido para la Línea Base de la Energía. El objetivo general del proyecto es realizar una auditoría de eficiencia energética en la planta productiva de Papeles Cordillera S.A, enfocada en las instalaciones de planta térmica. Para lograr este objetivo, se plantean los siguientes objetivos específicos: reconocer y evaluar el perfil de demanda y la matriz energética, identificar los sistemas energéticamente relevantes y los usos energéticos de la compañía, identificar principales consumidores y determinar: potenciales mejoras, reducción de costos, obtener el diseño general de las MEE y generar un listado priorizado, evaluar la factibilidad técnica y económica de las MEE de acuerdo a los criterios de diseño y al plan de inversiones de la compañía. La metodología de trabajo empleada para el desarrollo del proyecto se fundamenta en lo sugerido por el pack de la norma ISO 50.00x. Lo anterior busca, principalmente, encontrar medidas de eficiencia energética que no requieren grandes inversiones. La matriz energética de Papeles Cordillera S.A. está compuesta por energía eléctrica que suministra la Planta de Cogeneración mediante una turbina a gas, además, de gas natural para la misma turbina junto a las 3 calderas de Planta térmica y agua suministrada desde el canal Eyzaguirre. Como Medidas de Eficiencia Energética (MEE) se establece la incorporación de un control dinámico eficiente de las cargas de las calderas para aumentar en hasta un 11% el rendimiento de estas, lo que anualmente equivale a USD$760.000 en costo de gas natural. También se recomienda el cambio de una de las calderas por una caldera marca Babcock & Wilcox de 30 ton/h con un costo de USD$1.953.100 junto a la actualización del P&ID del sistema de distribución de vapor y la incorporación de un control dinámico eficiente. Este proyecto genera indicadores que, para el caso del VAN, están entre $USD39.921 y USD$5.022.473, con una TIR que varía entre un 13% hasta un 71%. Junto a lo anterior, el periodo de retorno de inversión para el mejor caso es de 2 años 7 meses y 2 días. A pesar de que la evaluación económica arroja que el proyecto es factible económicamente, este no cumple con los criterios entregados por Papeles Cordillera que requieren un periodo de inversión menor o igual a 2 años.

[EN] In order to improve biopolymer properties, one of the methods of study is the nanosized incorporation of inorganic fillers, known as nanoclays. Using nanoclays, improvements in certain biopolymer properties - mainly mechanical and thermal - have been achieved, leading to new bionanocomposites. However, research has been much less focused on changing optical properties through the incorporation of nanoclays. At the same time, current research has focused on obtaining nanostructured hybrid pigments, or nanopigments, in order to achieve sustainable colouring and high performance materials that can replace some of the colouring materials used in the industry that are highly polluting, presenting difficulties for their disposal in wastewater systems. For such purpose, organic dye reinforcement techniques have been applied, involving exchange with different nanoclays. However, the effect of the conditions for obtaining a nanopigment, when applied to different kinds of materials, such as biopolymers, is a question that remains unanswered. By combining advances in these lines of research, biodegradable composites with optimal mechanical and optical properties can be obtained. The aim of this Doctoral dissertation is to find the optimal formulation of naturally sourced nanopigments, incorporate them into a biological origin epoxy resin, and obtain a significant improvement in their physical, chemical, and optical (colourimetric) properties. To achieve this aim, a statistical experiment design approach was used in order to obtain as much information as possible using the lowest number of experiments, thereby saving time and material. Moreover, a wide variety of instrumental techniques was incorporated, looking for the synergy among colour science, material physics and chemistry, and statistical science, with the aim of decreasing the original limitations of bioresins. Three natural dyes were selected for all the experiments in order to obtain a wide range of colour in the bionanocomposite materials. Chlorophyll, beta-carotene, and beetroot extract (betanin) were used in three different experimental blocks. A physicochemical characterization was performed, firstly, with the nanopigments, and secondly, with the bionanocomposite materials from these nanopigments. This work was divided in two principal blocks. In the first one, the aim was to look for the suitable modifier or additive for nanoclays, as well as the synthesis factors in nanopigments for the optimal application performance. In this phase two surfactants, a silane coupling agent and a mordant (alum) were selected as modifiers. The latter was selected in order to replicate the mordant textile dyeing with natural dyes, using the three selected dyes and the nanoclays as the `` dyed textile''. Two kinds of laminar nanoclays, differentiated by the ion exchange charge: montmorillonite with cations (positive), and hydrotalcite with anions (negative charge) were also selected. The pH in the synthesis process was also added as a factor in the experiment. A fractional Taguchi's design L8 was applied, such that five factors with two levels can be studied, setting free two interactions, the silane-surfactant and mordant-surfactant interactions. In the second experimental phase, answer the question about the best moment to add the three selected modifiers. In this case, a Taguchi's L9 design was used. In numerous experiments involving the natural dye intercalations in the nanoclays, compatibility with the bioresin was achieved, showing the improvement of the tested properties. It may therefore be concluded that bioresin properties have been improved with the addition of nanopigments, and there are significant effects in the studied properties due to the factor levels as well as the additive types, like the incorporation time. / [ES] Una de las vías en estudio para la mejora de las propiedades de los biopolímeros es la incorporación de cargas inorgánicas de tamaño nanométrico conocidas como nanoarcillas, con las que se han ido viendo mejoras de las propiedades mecánicas y térmicas de los bionanocompuestos obtenidos. En lo que no se han centrado las investigaciones en este área, es en las propiedades ópticas obtenidas que cambian con la incorporación de los nanomateriales. En paralelo otras líneas de investigación se han centrado en la obtención de pigmentos híbridos nanoestructurados, o nanopigmentos, con el fin de obtener materiales colorantes sostenibles y de altas prestaciones que puedan sustituir algunos de los materiales colorantes empleados en la industria altamente contaminantes, y difíciles de procesar en las aguas residuales. Para ello se han aplicado técnicas de refuerzo de las propiedades de gran diversidad de colorantes orgánicos, mediante el intercambio con distintas nanoarcillas. Pero no se ha repuesto al efecto de las condiciones de obtención de los nanopigmentos en su aplicación en diversas clases de materiales, como es el caso de los biopolímeros. Combinando los avances en estas líneas de investigación, se pueden obtener materiales compuestos de origen biodegradable con las mejores prestaciones mecánicas y ópticas. El objetivo de esta tesis consiste en encontrar la formulación óptima de nanopimentos de origen natural, para su aplicación en una resina de origen natural y biodegradable, y obtener una mejora considerable de las propiedades físico-químicas y ópticas (colorimétricas) de la bioresina correspondiente. Para conseguir el objetivo de este trabajo, se ha empleado el diseño de experimentos con el fin de obtener la mayor cantidad de información posible a partir del menor número de experimentos, con el consecuente ahorro de tiempo y de materiales. Además se ha incorporado una gran variedad de técnicas instrumentales, y se ha buscado la sinergia entre la ciencia del color, la física y la química de los materiales, y la estadística, para reducir las limitaciones de la bioresina original. Se seleccionan tres colorantes naturales para todos los experimentos diseñados, con el fin obtener una amplia gama de colores en los materiales compuestos. Se emplean clorofila, beta-caroteno y extracto de raíz de remolacha (betanina), y para cada uno de ellos se reproducen los experimentos en bloques diferenciados únicamente por el colorante. La caracterización físico-química se realiza con los nanopigmentos generados, y por otro lado con los materiales compuestos con la bioresina. El trabajo se desarrolla en dos fases experimentales. En la primera se busca encontrar la clase de compuesto o modificador adecuado, así como las variables de la síntesis de los nanopigmentos para mejorar sus propiedades en la aplicación. En esta fase se seleccionan como modificadores orgánicos dos tensoactivos, un agente de acoplamiento tipo silano, y por último el alumbre. Este último se escoge con la idea de imitar el proceso de mordentado de la tintura textil, en el seno de las nanoarcillas. Por otro lado se realizan pruebas con dos clases de nanoarcilla, diferenciadas por la carga de los iones en el espacio interlaminar, siendo positiva en la montmorillonita y negativa en la hidrotalcita. También se incorpora como factor de control el pH durante el proceso de síntesis. Para esto se diseña un experimental de Taguchi L8, en el que se pueden estudiar los cinco factores nombrados a dos niveles, y se dejan libres las interacciones entre tensoactivo y mordiente o silano. En la segunda fase se decide responder a la pregunta de en qué momento se deben emplear los modificadores. Se plantea un experimental L9 de Taguchi. Mediante la incorporación de los colorantes naturales como nanopigmentos, se consigue en la mayoría de los casos la compatibilidad entre la materia colorante y la bioresina, mejorando consigo las propieda / [CA] Una de les vies d'estudi per millorar les propietats dels biopolímers és la incorporació de càrregues inorgàniques de proporcions nanomètriques, anomenades nanoargiles, amb les quals han anat descobrint-se millores de les propietats tèrmiques i mecàniques als bionanocompostos obtinguts. Ara bé, aquestes investigacions no han comprovat l'efecte que es produeix en les propietats òptiques obtingudes que canvien amb la incorporació de les nanoargiles.En paral¿lel, altres línies d'investigació s'han centrat en l'obtenció de pigments híbrids nanoestructurats, o nanopigments, amb la finalitat d'obtenir matèries colorants sostenibles i amb elevades prestacions que puguen substituir alguns dels materials colorants emprats en la industria, que són molt contaminants i difícils de processar a les aigües residuals. Per aconseguir-ho, s'han aplicat tècniques de reforç de les propietats d'una gran diversitat de colorants orgànics mitjançant l'intercanvi amb diferents nanoargiles. Amb tot, no s'ha trobat una resposta a l'efecte de les condicions d'obtenció dels nanopigments en la seua aplicació en diferents classes de materials com ara els biopolímers. Combinant els avanços en aquestes línies d'investigació es poden obtindre materials compostos d'origen biodegradable amb les millores prestacions. L'objectiu principal d'aquesta tesi consisteix en trobar la formulació òptima de nanopigments d'origen natural per la seua aplicació en una resina d'origen biodegradable i obtindre així una millora considerable de les seues propietats mecàniques, tèrmiques i òptiques (color). Per fer-ho, hem utilitzat un disseny estadístic d'experiments amb la finalitat d'obtindre la major quantitat d'informació possible amb el menor nombre d'experiments i el conseqüent estalvi de temps i recursos. A més, hem incorporat una gran varietat de tècniques instrumentals i hem buscat la sinèrgia entre les ciències del color, la física i la química dels materials i l'estadística. Es seleccionen tres colorants naturals per tots els experiments, amb la finalitat d'obtindre una gama de color amplia amb els bionanocompostos. Hem utilitzat clorofil¿la, beta-carotè i extracte d'arrel de remolatxa i per cadascun d'aquestos elements hem replicat les condicions experimentals plantejades diferenciant els blocs per colorants. La caracterització físico-química es realitza amb els nanopigments generats i amb els materials compostos amb la bioresina. El treball es realitza en dues fases experimentals. En la primera, es busca la classe de compost o modificador adequat així com les variables del procés de síntesi dels nanopigments que milloren les seues propietats d'aplicació. En aquesta fase, es trien com a modificadors dos tensoactius, un agent d'acoblament tipus silà i, per últim, un mordent (alum). Aquest últim es va escollir per tal d'imitar originalment el procés de mordentat en la tintura tèxtil, en el interior de les nanoargiles. D'altra banda, es fan proves amb dues classes de nanoargiles diferenciades per la càrrega dels ions a l'espai interlaminar, positiva la de la montmorillonita i negativa la de la hidrotalcita. També incorporem el pH com a factor de control. Per açò, hem dissenyat un experimental de Taguchi L8, amb el qual es poden estudiar els efectes dels cinc factors comentats a dos nivells, amb encara llibertat per estudiar dues interaccions, la del tensoactiu amb el mordent o el silà. En la segona fase cal saber en quin moment és millor incorporar els modificadors triats, i pledegem un disseny experimental L9 de Taguchi. Mitjançant la incorporació dels colorants naturals en forma de nanopigments, s'aconsegueix en la majoria dels casos millorar la compatibilitat amb la bioresina i millorar així les propietats assajades. La conclusió és que milloren pràcticament totes les propietats de la bioresina original amb els nanopigments i que, en general, els factors seleccionats als dissenys experimentals / Micó Vicent, B. (2015). OPTIMIZACIÓN DE LA SÍNTESIS DE NANOPIGMENTOS DE ORIGEN NATURAL PARA BIOPOLÍMEROS MEDIANTE EL USO DE DISEÑO DE EXPERIMENTOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59449 / TESIS