Equipo [Ecoegg] Camila Gutierrez Toledo, Mariajosé Vazquez Pacheco
En México el derecho a una vivienda digna y asequible es considerado como un derecho humano, sin embargo los altos costos de vivienda afectan a las poblaciones más vulnerables y de menores ingresos. Adicionalmente la industria de la construcción es la segunda mayor consumidora de materias primas seguida la industria alimentaria, generando a su vez una gran cantidad de residuos de difícil eliminación causando un enorme impacto sobre el ambiente. Con este proyecto buscamos maneras de producir materiales útiles para la construcción utilizando materiales biodegradables, de origen natural como la cáscara de huevo que por su alto contenido de minerales pueden ofrecer alternativas resistentes y maleables, combinándolos con diferentes materiales con potencial cementante que reducirán los residuos en las distintas etapas de la construcción y ofreciendo la posibilidad de reciclar insumos comunes y de fácil acceso con un procedimiento sencillo y asequible.
In Mexico, the right to decent and affordable housing is considered a human right; however, high housing costs affect the most vulnerable and low-income populations. Additionally, the construction industry is the second-largest consumer of raw materials, following the food industry, and it generates a significant amount of hard-to-eliminate waste, causing a major environmental impact. With this project, we seek ways to produce useful construction materials using biodegradable, natural-origin components such as eggshells, which—due to their high mineral content—can offer strong and malleable alternatives. These are combined with various materials that have cementing potential, helping reduce waste throughout the different stages of construction and offering the possibility of recycling common and easily accessible inputs through a simple and affordable process.
Méxihco tlen, calli ipan titlatlacazca in tlamikilistli, in tlen huel cuali, in tlen huel techmomaquixtia,tlen tlatlauhca titlatlacazca. Ica inin tlamantli techpoua titēchpalehui, titechpoua tlachihualoāni tlamantli para calchihualiztli, ica tlamantli tlen huel techpano, tlen huel cuali, cuix xoxouhqui yolcatl tlen totolin. Inin techmaka titechpalehuia tlein xochicahuaz, amo hueli xochipatlaz, ica tlamantli tlen huel tlamahuiz, tlen amo momelahuac, tlen huel timochīua.
En este proyecto buscamos elaborar materiales útiles para la construcción utilizando cáscara de huevo y diversos materiales cementantes, como la carboximetilcelulosa (CMC) y la grenetina que facilitan su degradación en el ambiente, brindando alternativas ecológicas y sustentables para la industria de la construcción.
El derecho a una vivienda a una vivienda adecuada, definido por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) es aquella que reúne como mínimo estos siete criterios: seguridad jurídica, disponibilidad de servicios, asequibilidad, habitabilidad, accesibilidad, ubicación adecuada y adecuación cultural y está garantizada como derecho fundamental desde la Declaración de Universal de Derechos Humanos de 1948 (OHCHR, 2025). y en México se publicó en el 2024 una reforma constitucional que establece a la vivienda adecuada como derecho humano (SEDATU, 2024), Sin embargo, de acuerdo a la Comisión Nacional de la Evaluación de la Política de Desarrollo Social (CONEVAL), (2018) más de la mitad de las personas se encuentra por debajo de la línea del bienestar las cual las coloca en una situación de inasequibilidad económica para satisfacer su necesidad de vivienda y en poblaciones vulnerables, como la población indígena el 79.1% de las viviendas presentan algún tipo de rezago.
Y uno de los principales desafíos que se tienen en México, de acuerdo a David et at (2024), es la incorporación de materiales de construcción eficientes en energía. Aldana y Serpell (2012) en un estudio determinaron que la industria de la construcción es la segunda consumidora más grande de recursos naturales, seguida de la industria agroalimentaria y genera una gran cantidad de residuos de difícil eliminación causando un enorme impacto en el ambiente.
Lo anterior nos lleva a buscar alternativas sustentables a los materiales de construcción convencionales, que reduzcan los costos, y que el desperdicio generado pueda reintegrarse al ambiente, sin poner en riesgo la integridad de las viviendas.
El concreto es uno de los materiales más utilizados a nivel mundial, y se estima que aproximadamente 25 gigatoneladas de concreto son utilizadas al año (Hsing-Jung et al, 2024), y adicional a los residuos generados del concreto usado, se generan grandes cantidades de desperdicio de concreto, que incluyen concreto demolido, sedimento y residuos pulverizados (Hsing-Jung et al, 2024).
El concreto es una mezcla que está compuesta aproximadamente por un 70% de agregados y un 30% de cemento hidratado. (Hsing-Jung et al, 2024). El agregado está compuesto de arena y piedras, que son
químicamente inertes, y el cemento es una mezcla de compuestos alcalinos derivados del calcio, como el hidróxido de calcio (Ca(OH)2, silicatos de calcio hidratados y otros minerales (Hsing-Jung et al, 2024). Esto lo hace un compuesto alcalino que puede provocar daños ambientales adicionales.
Siendo el concreto una mezcla de agregados con compuestos de calcio, una posibilidad es utilizar cáscara de huevo, cuya composición es fundamentalmente carbonato de calcio (CaCO3) junto a otros agentes de origen natural como la carboximetilcelulosa (CMC). El CMC es un derivado de la celulosa pero con propiedades distintas, como una alta viscosidad, solubilidad, capacidad de emulsificación, capacidad de suspensión, adhesión y nula toxicidad (Celikci et al, 2022). El refinamiento y obtención del material es relativamente sencillo y utiliza como materias primas residuos vegetales como tallos y hojas del maíz, cáscara de piña, residuos de papel o textiles entre otros (Rahman et al, 2021) y ha sido utilizado en múltiples industrias como la alimentaria, cosmética, farmacéutica y construcción (Rahman et al, 2021).
Otra alternativa natural, que presenta propiedades de solubilidad, capacidad de suspensión y capacidad de formar polímeros es la grenetina. La grenetina es un polímero proteico obtenido de la hidrólisis de la piel, huesos y tejido conectivo de diversos animales y es uno de los hidrocoloides más utilizados a nivel mundial (Rather et al, 2022). Es ampliamente utilizado en la industria alimentaria y farmacéutica como una alternativa biodegradable al plástico y en procesos industriales y de construcción ha sido utilizada como recubrimiento resistente a la corrosión (Rather et al, 2022).
Estas sustancias por su versatilidad y fácil acceso, podrían ser utilizadas como alternativas en la industria de la construcción, brindando una opción de alta calidad, fácil acceso y bajo impacto ambiental.
Se pueden obtener materiales con alta dureza o flexibilidad derivadas de la cáscara de huevo, el CMC y la grenetina combinándolas en distintas proporciones.
Obtener un material de alta dureza y resistencia mezclando cáscara de huevo, CMC y grenetina.
Evaluar la viabilidad del cascarón de huevo como material de construcción.
Objetivo 9. En este objetivo se pretende garantizar la construcción de infraestructura resiliente, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación. Dado que nuestro producto puede ser utilizado como una alternativa sostenible para materiales de construcción, consideramos que puede aportar para lograr este objetivo.
Objetivo 12. En este objetivo se pretende garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles. Dado que nuestro producto utiliza ingredientes de origen natural, de fácil acceso y preparación sencilla, consideramos que puede brindar una solución innovadora a este objetivo.
Objetivo 15. En este objetivo se pretende proteger, restablecer y promover el uso sostenible de ecosistemas terrestres. Ya que los materiales que se utilizan para la elaboración de este producto son de origen orgánico obtenido a partir de residuos y biodegradables, consideramos que este producto hace un usos sustentable de los recursos naturales y provee de una alternativa menos contaminante a la actual.
Existen proyectos en los que el uso del CMC y la grenetina para la industria de la construcción y empaquetado de productos. Aquí se enumeran algunos.
1.- Uso de grenetina como material de construcción biodegradable y comestible en objetos aplicados a la industria, diseño y arquitectura. Zbigniew, O. Alemania. 2022. Patente DE10102972A1.
2.- Uso de carbonato de calcio como aditivo para materiales utilizados para la pavimentación y construcción. Henn et al. Estados Unidos 2022. Patente US11225438B2.
3.- Material compuesto de carbonato de calcio en películas de polieloina para materiales de empaquetamiento. Roussel et al. 2021. Estados Unidos. Patente US11117357B2.
4.- Materiales adhesivos para la construcción compuestos por hidrocoloides de CMC. Nordby y Ciok. 2015. Estados Unidos. Patente US8951237B2.
5.- Método de unión de superficies utilizando compuestos derivados de grenetina y CMC. Hjelmgor et al. 2020. Rusia. Patente RU2739066C2.
6.- Proceso para generar materiales de recubrimiento compuestos con fibras de celulosa y CMC. Aulin et al. 2018. Estados Unidos. Patente US1013859.
7.- Material para recubrimiento de construcciones elaborado a base de grenetina. Espinosa y Medina. 2002. México. Patente MXPA00004801A.
8.- Preparación de hidrogeles utilizando quitosano y grenetina. Yun et al. 2019. China. Patente CN108047465B.
9.- Materiales de construcción con propiedades absorbentes de CO2 utilizando carbonato de calcio. Constanz et al. 2013. Estados Unidos. Patente US8431100B2.
10.- Métodos de manufactura y composición de materiales similares al cemento utilizando carbonato de
calcio. Constanz et al. 2014. Canadá. Patente CA2785143C.
Para la elaboración de este proyecto realizamos un procedimiento experimental durante los meses de agosto y septiembre del 2025 en las instalaciones de Preparatoria GEA, con medidas de seguridad adecuadas e insumos provistos por la institución. El procedimiento fue el siguiente.
1.- Preparación de la cáscara de huevo. La cáscara de huevo fue recolectada de la cafetería escolar. A los cascarones recolectados se les dio un lavado con agua y se colocaron en una toalla absorbente hasta que quedaron totalmente secos. Se les retiró la membrana interna del huevo y se procedió a molerlos con un triturador eléctrico hasta obtener un polvo fino. El polvo fue recolectado y almacenado en un contenedor plástico.
2.- Pruebas preliminares. Para determinar si la mezcla podía ser realizada se realizaron pruebas preliminares con diferentes concentraciones de agentes cementantes. Se utilizó CMC y grenetina combinado con cáscara de huevo molida utilizando diferentes cantidades. En la tabla 1 (Ver anexos)
se encuentran las cantidades utilizadas para las pruebas donde se combinó CMC y cáscara de huevo, y la tabla 2 (ver anexos) contiene las cantidades que se utilizaron en las pruebas de grenetina y cáscara de huevo. Para todas las muestras se utilizaron 15 mL de agua, en las pruebas de CMC el agua, en las primeras pruebas se utilizó agua a temperatura ambiente y en pruebas posteriores se calentó a
aproximadamente 30 °C, mientras que en las pruebas de grenetina se calentó al punto de ebullición. Como control se elaboraron muestras de yeso con diversas concentraciones, que se pueden consultar en la tabla 3 (ver anexos), para que sirviera como material de referencia y comparación. También se determinaron los tiempos de secado y se realizaron observaciones del material antes del secado y después del secado.
3.- Elaboración de bloques muestra. Con las concentraciones que brindaron mejores resultados se procedió a realizar bloques de muestra utilizando un molde de silicón con pocillos de aproximadamente 3 cm3. Se prepararon 2 muestras de CMC/cáscara de huevo y 2 muestras de grenetina/cáscara de huevo 1 una muestra de yeso. Se les agregó colorante vegetal para estudiar posibilidades de teñido y fácil identificación de la muestra.
Preparación del huevo. En la figura 3 (ver anexos) se muestra el resultado del procesado del huevo. En términos generales el proceso es sencillo, pero laborioso.
Pruebas preliminares Los resultados de las pruebas preliminares se encuentran en las figuras 4, 5 y 6 (ver anexos). En ellas se puede observar materiales con distintas consistencias que pueden ser utilizados con distintos fines. El periodo de secado tomó aproximadamente una semana en el cual se observó un cambio en la textura y dureza de los materiales.
Bloques muestra. La figura 7 (ver anexos) contiene las imágenes con los bloques muestra. Se puede observar que las muestras pueden ser teñidas con colorantes vegetales y tienen una apariencia sólida y compacta pero rugosa. Se tomaron 2 concentraciones de CMC (1 g y 2 g) y las 2 concentraciones de grenetina (5 g con 10 g de huevo y 5 g con 5 g de huevo). A modo de comparación se colocó una muestra de yeso (31g de yeso con 15 mL de agua).
En este proyecto fue posible obtener materiales de alta dureza y maleabilidad utilizando una mezcla de CMC, grenetina y cáscara de huevo. Los materiales elaborados con CMC presentaron mayor maleabilidad que dureza y los elaborados con grenetina mayor dureza que maleabilidad. Sin embargo, para analizar su viabilidad se deben realizar pruebas a mayor escala y análisis de laboratorio para determinar su dureza y resistencia.
La composición y el procesamiento de los materiales son importantes para obtener materiales con distintas propiedades. Para realizar un análisis costo – eficiencia adecuado se debe de tomar en cuenta el tiempo e insumos adecuados para el procesamiento del material. Adicionalmente es necesario explorar diferentes composiciones para poder determinar qué cantidades son las que brindan la mayor resistencia a los efectos del ambiente. La adición de productos adicionales para brindar una mayor impermeabilidad es necesario.
Estos materiales pueden ser una alternativa sostenible para la industria de la construcción, por su bajo costo, fácil obtención y capacidad de generar residuos biodegradables, contribuyendo así a una mejora en las condiciones de comunidades marginadas. Futuras investigaciones son necesarias para obtener materiales de calidad con un menor impacto en el ambiente.
Oficina del Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los Derechos Humanos (OHCHR). 2025. El derecho humano a una vivienda adecuada. Consultado el 16 de septiembre de 2025 en https://www.ohchr.org/es/special-proce dures/sr-housing/human-right-adequate housing#:~:text=%2D%20Disponibili dad%20de%20servicios%2C%20mate riales%2C,expresi%C3%B3n%20de% 20la%20identidad%20cultural.
Secretaria de Desarrollo Agrario, Territorial y Urbano (SEDATU). 2024. Publica el DOF reforma constitucional que establece la vivienda adecuada como derecho humano. Consultado el 16 de septiembre de 2025 en https://www.gob.mx/sedatu/prensa/publica-dof-reforma-constitucional-que-establece-a-la vivienda-adecuada-como- un-derecho-humano
Consejo Nacional de Evaluación de la Política de Desarrollo Social (CONEVAL). 2018. Principales retos en el ejercicio del derecho a la vivienda digna y decorosa. Ciudad de México. CONEVAL.
David, J., Campos, M., Elizondo, P. M., Vega, A. 2024. Cinco elementos clave para impulsar la vivienda adecuada en México: prioridades para la nueva administración. Consultado e1 16 de septiembre de 2025 en https://es.wri.org/insights/cinco-elementos-clave-para-impulsar-la-vivienda-adecuada-en- mexico-prioridades-para-la
Aldana, J., & A, Serpell. 2012. Temas y tendencias sobre residuos de construcción y demolición: un metaanálisis. Revista de la construcción (2): 2. Santiago, Chile.
Hsing-Jung, H.. Atsushi, I., Etsuro, S. 2021. Chemical recycling and use of various types of concrete waste: A review. Journal of cleaner production. (284) 15.
Celicki, N., Ayhan Ziba, C., Dolaz, M. 2022. Synthesis and characterization of carboxymethyl cellulose (CMC) from different waste sources containing cellulose and investigation of its use in the construction industry. Cellulose Chem. Technol. 56 (1-2), 55 – 68.
Rahman, S., Hasan, S., Nital, A. S., Nam, S., Karmakar, A. K., Ahsan, S., Shiddiky, M. J. A., Ahmed, M. B. 2021. Recent developments in carboxymethyl cellulose.Polymers 13 (8), 1345.
Rather, J. A., Akhter, N., Ashraf, Q. S., Mir, S. A., Makroo, H. A., Majid, D., Barba, F. J., Khaneghah, A. M., Dar, B. N. 2022. A comprehensive review of gelatin: Understanding impact of the sources, extraction methods, and modifications on potential packaging
applications. Food Packaging and Shelf Life (34), 100945.
