Volumen II - SAM

Se utilizaron 2 tipos de almidón (maíz y papa) de grado alimenticio disponibles en el país.
La caracterización de la forma y tamaño de los gránulos individuales se realizó por microscopia electrónica
de barrido (SEM, Jeol JSM 6360 LV). Además se determinó la distribución de tamaños de los almidones con
un granulómetro láser.
El dispersante utilizado es una solución comercial (Dolapix, Zschimmers and Schwartz, Alemania) de sal de
ácido policarboxílico sin álcalis (polielectrolito aniónico). El contenido óptimo de dispersante para lograr la
estabilización de la suspensión de la mezcla zirconia-almidón se ajustó previamente.
Figura 1. Micrografías SEM de los gránulos de almidón de maíz y papa utilizados (barra 50 µm)
2.2 Procesamiento
Las piezas porosas se produjeron por sinterización del compacto de zirconia conteniendo almidón. Los
compactos se conformaron por el método de consolidación directa con almidón. El procesamiento se inició
con la preparación y dispersión de la suspensión acuosa de zirconia a la que luego se adicionó el almidón. Se
prepararon diferentes composiciones zirconia-almidón con una fracción volumétrica de almidón variable
entre 0.45 y 0.71 (expresada en base al volumen de sólidos totales). La suspensión concentrada de
aproximadamente 50 vol% de sólidos se desaglomeró con ultrasonido.
La suspensión de zirconia y almidón se consolidó térmicamente en un molde de plástico a 90 ºC 30 min para
promover la gelificación del almidón. A temperaturas superiores a 60 ºC los enlaces de la estructura del
almidón se debilitan favoreciendo la hidratación del gránulo que finalmente conduce al hinchamiento,
ruptura y a la gelificación del almidón. La solificación de la suspensión ocurre entonces por la reducción
del volumen de agua libre y la expansión de los gránulos.
Por este método se conformaron cilindros de 2 cm de diámetro y 1.5 cm de altura. El producto se secó a 100
°C. El contenido de almidón en el producto en verde se expresó como la fracción volumétrica de almidón
respecto del volumen del producto en seco. Finalmente, las piezas se sinterizaron a temperaturas entre 1000
y 1500 ºC-2h. Durante la sinterización se descompone el almidón (aditivo fugitivo) originando poros en la
matriz de zirconia.
2.3 Caracterización del producto en verde y sinterizado
La densidad de la pieza en verde se midió por inmersión en mercurio. La densidad y porosidad abierta de las
muestras sinterizadas se midió por el método de absorción de agua. La microestructura (distribución, tamaño
y forma de los poros) se examinó por microscopia electrónica de barrido (SEM Jeol JSM 6360 LV). La
distribución y tamaño medio de canales o interconexiones entre los poros se determinó con un porosímetro
de mercurio (Carlo Erba modelo 2000, Italia). El radio medio de poros correspondió al valor del máximo del
pico de la curva diferencial (tamaño más frecuente).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Efecto del tipo de almidón en las características del producto en verde
De acuerdo con la Figura 1 el almidón de maíz se compone de gránulos con un tamaño aproximado de 14
µm. En el caso del almidón de papa, la figura muestra que los gránulos exhiben una distribución de tamaños
bimodal. Esta consiste de dos fracciones: gránulos con tamaño promedio cercano a 54 µm y una fracción fina
correspondiente al 10 vol% de la muestra con diámetros menores que 10 µm.
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