Resumen

La crisis ambiental ocasionada por los plásticos es muy preocupante en la actualidad, tardan cientos de años en degradarse y esto ocasiona que se vayan acumulando generando así una gran cantidad de basura. En la actualidad se han elaborado diferentes productos para sustituir a los plásticos convencionales, usando materiales orgánicos. Nuestro proyecto tiene como objetivo elaborar bioplástico con materiales biodegradables, que además de degradarse rápidamente tenga propiedades que le permitan ser utilizado en diferentes productos. Se obtuvieron tres tipos de bioplástico, esto dependiendo la concentración de ingredientes que se usaron. Los bioplásticos son impermeables, resistentes al calor y con diferentes grados de dureza y maleabilidad, además de que todos se degradan en pocos meses en tierra y en agua. 

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En la actualidad los problemas relacionados con él son uno excesivo del plástico están generando una crisis global. La basura y daños en los ecosistemas se vuelven irreversibles e incontrolables. Las alternativas de plástico biodegradable se están convirtiendo en una solución a dichos problemas.

Antecedentes

Anualmente se producen millones de toneladas de plástico a nivel mundial y sólo un pequeño porcentaje se puede reciclar.  Este se desecha en vertederos y termina llegando a ríos y océanos donde se acumula, ya que no es biodegradable. Se ha demostrado la presencia de pequeños fragmentos de plástico en grandes cantidades en el océano así como también en suelos, en la lluvia y en los lugares más remotos del planeta (Buteler M. 2019).

México se encuentra entre los países que producen mayor cantidad de polietileno debido al alto consumo de refrescos y de agua embotellada se estima que al año se producen 200 botellas de pet por cada mexicano. Un poco más de 8 millones de toneladas de plástico van a parar a los océanos, esto ocasiona que los plásticos de gran tamaño provoquen problemas como asfixia o atragantamiento en animales y las pequeñas partículas de plástico sean ingeridas por especies marinas ( CONANP, 2018).

En la actualidad y a raíz de estos problemas, se ha buscado elaborar productos que sustituyan al plástico convencional con plástico elaborado de otros materiales. Se han utilizado cereales, hojas, féculas, etc. para su elaboración, algunos de estos se mencionarán a continuación. 

Uno de estos es el de Castillo et al. en 2015, elaboraron un material a base de cáscara de plátano que es considerado como un residuo agrícola, para utilizarlo como materia prima en la producción de bioplásticos a partir de almidón.

Del mismo modo, Holguín Cardona en el 2019, trabajo en la obtención de un bio plástico teniendo como materia prima el olvido el almidón de papa se realizarían varios procesos teniendo en cuenta factores como la calidad del material y el tiempo de producción.

Se han creado bioplasticos a partir de diversos tipos de ingredientes orgánicos, uno de ellos es el de Pari Ticona et. al quienes en 2021 realizaron un bioplastico para sustituir al convencional, así como realizaron un estudio de mercado y un estudio de degradación del mismo. 

Objetivo

General 

Elaborar bioplástico a base de fécula de maíz a diferentes concentraciones como alternativa al deterioro ambiental.

Particulares 

Producir bioplástico para la elaboración de objetos de diferente dureza. 

Medios la biodegradación del bioplástico de diferente dureza, tanto en tierra como en agua. 

Identificar la variedad de productos que se pueden elaborar con el bioplástico.

De desarrollo sostenible 

12 Producción y consumo responsable 

Justificación

En la actualidad, en México los plásticos de un solo uso representan el 50% de los que se producen cada año, generando así una gran cantidad de basura que además tarda cientos de años en degradarse.  Por este motivo se busca elaborar alternativas que puedan sustituir a estos plásticos, tanto en la disminución de contaminantes como en su tiempo de vida. 

Hipótesis

El bioplástico con fécula de maíz,  vinagre y glicerina a diferentes concentraciones es una opción viable en la elaboración de productos plásticos con características de dureza, impermeabilidad y duración diferentes.

Método (materiales y procedimiento)

En un primer paso colocamos 200 ml de agua en una olla a fuego medio, a esta se le añade el colorante vegetal según la tonalidad que deseemos lograr. En seguida, incorporamos entre 20 a 30 ml de vinagre, simultáneamente se añade la misma cantidad de glicerina. Se mezcla hasta que se vea homogéneo. Posteriormente, se añade poco a poco de 20 a 40gr de maicena, y se continúa mezclando a fuego bajo hasta que se combinen todos los ingredientes. Para evitar el crecimiento de microorganismos se añaden clavos de olor o canela a la mezcla.

Cabe señalar que las porciones de los ingredientes van a variar dependiendo la rigidez y maleabilidad que se quiera obtener en el bioplástico final. 

Cuando la mezcla ha alcanzado una consistencia pastosa y uniforme, se vierte cuidadosamente sobre papel encerado o de aluminio. En este paso, es fundamental extender la mezcla para obtener el grosor deseado del producto final. 

Posteriormente, se deja secar aproximadamente una semana, tiempo necesario para que se endurezca completamente y se transforme en el bioplástico que buscamos producir.

Este es el procedimiento estándar que seguimos en la fabricación de todos nuestros plásticos biodegradables, asegurando un producto de calidad que cumple con nuestras expectativas de sostenibilidad y funcionalidad.

Galería Método

Resultados

Se lograron obtener diferentes tipos de bioplástico, esto dependiendo de las concentraciones de los ingredientes (Foto 1). De manera general los podemos clasificar en tres tipos, el primero es el más suave y flexible, el segundo es el que tiene características más comunes, y el tercero es el que tiene la mayor dureza (Tabla 1). 

Los bioplásticos resistieron las pruebas de calor e impermeabilidad, además de las pruebas a temperaturas bajas. Cabe mencionar que al meterlos al horno de microondas, muestran una resistencia buena pero el olor a vinagre se hace presente. 

Los tres tipos de bioplástico se degradaron (Foto 2), en tierra tardaron entre dos a tres meses dependiendo el grosor del bioplástico, mientras que en agua fue de dos meses aproximadamente. Si desprende pequeñas cantidades del bioplástico pero no se muestra un daño visible a las plantas que se encuentran en el sustrato, por otro lado, en el agua si se encuentra suspendido en la columna. 

Galería Resultados

Discusión

Desde hace varias décadas, en México y todo el mundo, el problema de basura por plásticos es muy evidente y por lo tanto muy alarmante, se han realizado estudios que demuestran la preocupación por hacer algo con urgencia y de no hacerlo este problema puede ser irreversible. 

En Ecuador se ha buscado una alternativa para sustituir al plástico con cáscara de cacao ya que en esa zona es un producto muy común (Lema , 2021). En el presente trabajo se utiliza la fécula de maíz como producto base en la elaboración de bioplástico, mostrando así un buen resultado en la elaboración de diferentes tipos. 

En otros países, ya se busca la manera de elaborar productos en masa elaborados con fécula de país, el plan es fabricar cubiertos y platos biodegradables en grandes cantidades y con precio bajo, para competir con la industria de los plásticos convencionales (Bautista Jeri y Gallegos Jaime, 2023). El presente trabajo tiene las bases para generar lo antes mencionado ya que los plásticos elaborados si cumplen con las características necesarias, sin embargo hacen falta varios estudios para poder llevarlo a cabo en nuestro país. 

Los plásticos elaborados en el presente proyecto  mostraron un gran potencial para la elaboración de productos de un solo uso o de corta vida que se elaboran con plástico convencional (Tabla 2). Las líneas a futuro buscan elaborarán estos productos para poder comercializarlos y encontrar un método más práctico y económico para realizarlo a gran escala. 

Conclusiones

Los bioplásticos elaborados con fécula de maíz, vinagre y glicerina son una alternativa viable en la sustitución de los plásticos convencionales de un solo uso. 

Las diferentes concentraciones de los ingredientes arrojaron una variedad de tipos de bioplástico, esto nos ayuda a extender el abanico de posibilidades de elaboración de productos. 

El bioplástico elaborado con fécula de maíz arroja una variedad de bioplástico que se puede utilizar en bolsas, cepillos, envases etc. 

La degradación del bioplástico elaborado en el presente proyecto tiene un tiempo de dos a tres meses, esto muestra que además de sustituir a los plásticos convencionales, también apoyan a la disminución de la contaminación ya que su tiempo de vida es corto. 

Bibliografía

Bautista Jeri, P. R. & Gallegos Jaime, M. C. (2023). Estudio de prefactibilidad para la instalación de una planta de producción de cubiertos y platos biodegradables a base de la fécula de maíz (Zea mays) [Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Industrial, Universidad de Lima]. Repositorio institucional de la Universidad de Lima. https://hdl.handle.net/20.500.12724/18401

Buteler, Micaela; ¿Qué es la contaminación por plástico y por qué nos afecta a todos?; Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche; Desde la Patagonia. Difundiendo Saberes; 16; 28; 12-2019; 56-60

Castillo, R., Escobar, E., FernándezD., GutiérrezR., Morcillo, J., Núñez N.,& PeñalozaS. (1). BIOPLÁSTICO A BASE DE LA CÁSCARA DEL PLÁTANO. Revista De Iniciación Científica, 1(1), 34-37.

Holguin Cardona, J. S. (2019) Obtención de un bioplástico a partir de almidón de papa (Trabajo de grado). Fundación Universidad de América.

Lema Vera, E. (2021). Bioplásticos a partir de residuos del cacao, una alternativa para mitigar la contaminación por plástico. Ingeniería E Innovación, 9(1). https://revistas.unicordoba.edu.co/index.php/rii/article/view/2407

Pari Ticona A, Alanoca Flores M y Pérez Marca L. 2021.Obtención de bioplastico de fácil degradación a partir de desechos orgánicos. Universidad Pública de el Alto, Bolivia. 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography