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MS – MA – 3 ECOALGA


Categoría: Medio Superior (Preparatoria)
Área de participación: Medio Ambiente

Equipo: MS - MA - 3 ECOALGA

Miembros del equipo:
Yoltzin Aurora Gutiérrez Félix
Andrés Medellín Llanos
Arantza Porras Cervantes

Asesor: José Octavio Matias Rodríguez

Escuela: Colegio Baden Powell

Resumen

Como sabemos, la contaminación está cada vez más marcada hoy en día por el exceso consumo que nosotros como habitantes del planeta, producimos día a día a nivel global. El proyecto se trata sobre cómo nosotros como seres humanos, podamos seguir consumiendo envases de plástico de una manera higiénica y ecológica. Este proyecto se creó con el fin de reducir el plástico utilizando métodos naturales como lo son las algas (agar-agar), después de una investigación previa nos dimos cuenta que este proyecto puede ser innovador y usado a largo plazo, y así ayudar tanto al océano como al medio ambiente.

Pregunta de Investigación

Se podrá desarrollar un sustituto del plástico, con ayuda de la alga Agar Agar.

Planteamiento del Problema

El plástico es uno de los mayores contaminantes con mayor tiempo de degradación, por consecuencia ha afectado nuestro entorno natural con el paso del tiempo.

Antecedentes

¿Qué es el agar-agar?

El “alga” conocida con el nombre de agar-agar, también conocida como “gelosa” en países de habla francesa y portuguesa, no es una alga en sí, sino una sustancia blanca formada por un extracto de algas. Concretamente es un compuesto extraído de diversas algas rodofíceas, es decir algas rojas fundamentalmente del género Gelidium y/o Gracilaria. Se trata de un polisacárido que encontramos formando parte de la estructura de la pared de algunas algas.

Químicamente el agar es un polímero de subunidades de galactosa; en realidad es una mezcla heterogénea de dos clases de polisacáridos: agaropectina y agarosa.

Posee numerosas propiedades digestivas ayudando a eliminar residuos del estómago y del intestino, regula el estreñimiento y disminuye el colesterol y los triglicéridos ya que gracias a su propiedad depurativa, logra arrastrar su exceso, impidiendo que pasen a la sangre.

El agar agar también regula los niveles de azúcar y es ideal para las dietas en las que quieres perder peso debido a su elevado poder saciante y su bajo aporte calórico.

el agar se extrae de algas rojas de diferentes especies.  Según la especie de la cual se extraiga, el agar varía en su composición química y propiedades físicas, sin embargo, sus componentes principales son la galactosa y el ácido glucuronico.   Entre las principales especies de alga que se utilizan para la producción de agar están Gracilaria lichenoides, Gelidium corneum, G. amansii, entre otras, sin embargo, la producción del agar originalmente comenzó con G. amansii (Rodophyaceae), ya que es una de las algas más abundantes en las costas japonesas.

Originalmente, el procedimiento para producir agar se basaba en el congelamiento del agar para extraer el gel resultante.   Luego surgieron técnicas en las cuales  se hervían las algas con vinagre o sake para acidificar el agua y luego se filtraba el extracto y se dejaba enfriar para solidificarlo.  La gel resultante se cortaba y se congelaba.  Luego de dos días se descongelaba y se secaba al sol.   Actualmente el proceso está industrializado, y el proceso de extracción utiliza congelamiento, diálisis, filtración, entre otros procesos para la obtención de agar.

El agar-agar constituye una buenísima opción como gelatina natural pero además presenta cualidades saludables muy interesantes. Es muy hidratante y por su altísimo contenido en fibra soluble y su gran digestibilidad es muy favorecedora para el tránsito intestinal. Además es saciante, muy ligera y eminentemente refrescante.

Facilita y regula el tránsito intestinal por su altísimo contenido en fibra.

Aporta minerales, que ayuda a eliminar la acidez estomacal.

Se hincha al entrar en contacto con ésta, por lo tanto para usarlo hay disolverlo en un líquido, llevar a hervor suave durante unos minutos y remover hasta su total disolución. Posteriormente hay que dejarlo enfriar para que solidifique.

Por otro lado, puede soportar hasta 70-85ºC de calor sin derretirse. Ésta propiedad ofrece la posibilidad de calentarla junto con otros ingredientes conservando su consistencia sólida. Además, es reversible, es decir, se puede gelificar, derretir y volver a gelificar de nuevo, lo cual permite rectificar su consistencia si no hemos obtenido la textura deseada.

Se procesa en forma de barras, tiras, copos y en polvo, y se utiliza como espesante, estabilizante, texturizante y gelificante de numerosas recetas; mejorante y estabilizante de productos de la industria alimentaria como bebidas, pescados, postres y se emplea en la preparación de medios de cultivo sólidos para microorganismos en trabajos de laboratorio.

Para extraer el alga  se hierven las algas durante horas para poder extraer la sustancia gelatinosa, que posteriormente se congela y se derrite para poder separar el agua del gel agar-agar.

En la industria alimentaria se zante y agente gelificante en productos de panadería, productos de confitería, productos lácteos, carne y pescado enlatados, sopas, salsas, bebidas, rellenos de tartas, glaseados. Se usa como estabilizador en helados y sorbetes y como agente mejorante de la textura de queso.

 Niveles de contaminación mundiales

La contaminación atmosférica es el principal riesgo ambiental para la salud en las América. La Organización Mundial de la Salud estimó que una de cada nueve muertes en todo el mundo es el resultado de condiciones relacionadas con la contaminación atmosférica.

La mayoría de los contaminantes son el producto de la quema de combustibles fósiles, pero su composición puede variar según sus fuentes.

Los riesgos y efectos en la salud no están distribuidos equitativamente en la población. Las personas con enfermedades previas, los niños menores de cinco años y los adultos entre 50 y 75 años de edad son los más afectados. Las personas pobres y aquellas que viven en situación de vulnerabilidad, así como las mujeres y sus hijos que utilizan estufas tradicionales de biomasa para cocinar y calentarse, también corren mayor riesgo.

Sin embargo, el mayor impacto es sobre la mortalidad infantil, ya que más de la mitad de las muertes de niños menores de 5 años por infecciones agudas de las vías respiratorias inferiores (ALRI) son debidas a partículas inhaladas por la contaminación del aire.

El 79% de la población de ALC vive en pueblos y ciudades con más de 20 000 habitantes. Esto representa una importante demanda de energía, incluyendo la provisión de servicios, la producción y consumo de materiales y bienes, el transporte y la movilidad, todo lo cual contribuye con la contaminación del aire. (Anexos 1.1)

 Producción de plástico

Cada año se generan entre 7.5 y 8 millones de toneladas de PET en el país.

De está cantidad solamente se recupera 13%, del cual, 11% se ocupa para reciclar y 2% para producir energía.

Hay diversas formas de comercializar el plástico más de una vez , una de ellas es la dilución del plástico para convertirse en Pellet, un producto que se utiliza como forma de negocio.

En México este material se exporta a otros países que lo utilizan en lugar de las botellas de plástico, debido a que es más caro. Un kilo de plástico en forma de botella cuesta 4 pesos y un kilo de plástico desintegrado (Pellet) llega a costar 13 pesos.

Las botellas hechas con PET y que envasan líquidos como refresco, agua y jugo deben de mantenerse frías, pero fuera del refrigerador, debido a que dentro de éste el plástico “suda” y libera partículas de petróleo que son tóxicas para el ser humano,además 3 mil millones de pesos es lo que invierte al año el Gobierno del Distrito Federal en el servicio de recolección de basura.

El Tereftalato de Polietileno, mejor conocido como PET, es uno de los tipos de plástico más usados en la actualidad. Es comúnmente utilizado por las empresas dedicadas a proveer agua mineral, jugos, lácteos y químicos. Se calcula que al menos 12 millones de toneladas de PET se generan anualmente en el mundo y que cada año tiene un aumento porcentual de 6%.

Objetivo

Crear una botella de agua, a base de productos biodegradables para sustituir el plástico.

Justificación

El proyecto se tratará acerca de unas botellas hechas a base de alga, esto ayudará al proceso de descomposición de la botella y también al medio ambiente ya que esta botella se tardará en degradar un mes aproximadamente.

Hipótesis

Debido a la experimentación se logrará hacer una botella que se desintegre con menor tiempo sin afectar al medio ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales

-3 g  de  glicerol

-12 g  de gelatina /100 g agar-agar

-60 ml de agua caliente

-colorante alimentario (opcional)

 Procedimiento

– Como polímero se usa una sustancia polisacárido gelatinosa que se extrae de las algas rojas por ebullición. El agar es muy utilizado en la industria de la alimentación como espesante. Luego se añade agua como plastificante y tintes naturales para añadir un color suave.

– La mezcla líquida se lleva a una temperatura de unos 80 ºC y se vierte sobre una superficie o molde. Cuando la temperatura de la mezcla desciende por debajo de los 20 ºC, se convierte en un gel.

– El material se seca en un ambiente ventilado a temperatura constante. El agar genera una película cuando se seca que puede ser más opaca o brillante dependiendo del molde que se utilice. Esta condición hace que el material sea similar a ciertos tipos de plástico.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos nuestra muestra después de haber cambiado el molde con el fin de que las paredes tuvieran un secado más rápido pero aún siguen siendo un poco frágiles para el uso que buscamos.

Nuestra muestra aún no tiene integrado ningún sabor, por lo que se puede consumir pero el sabor será nulo.

Videos de desarrollo y resultado.

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Galería Resultados

Discusión

En nuestra primera experimentación no agregamos las cantidades correctas de agua a nuestra mezcla, por lo que la botella a pesar de llevar dos días secando, seguía húmeda por dentro y era demasiado frágil para ser utilizada.

En nuestra segunda experimentación reducimos la cantidad de agua y aumentamos la cantidad de agar-agar sin embargo la mezcla no pudo ser moldeada ya que aún no eran las cantidades correctas.

Con nuestra tercer prueba obtuvimos la mezcla deseada en la cual pusimos a prueba su resistencia al calor para ver si podía ser derretida nuevamente y así darle una nueva forma, pero la botella solo tomo un color más oscuro.

Con nuestra cuarta experimentación volvimos a cambiar la cantidad de ingredientes, provocando que la botella se derritiera dándonos el resultado que buscábamos.

En nuestra quinta experimentación ocupamos los restos de botella derretida de la prueba anterior para ocuparlos como composta, la planta utilizada no mostró ningún cambio negativo y al contrario se mantuvo hidratada durante varios días a pesar de no haber sido regada días antes.

Con nuestra sexta y última experimentación, ocupamos un  molde más pequeño para que el secado fuera rápido, nos guiamos por las medidas de las pruebas anteriores adaptándolas hasta obtener nuestro producto final.

Conclusiones

Gracias a la investigación concluimos que la contaminación es de los problemas que más  afectan al mundo entero tomando en cuenta que poca parte de la población busca maneras distintas para ayudar al medio ambiente.

Nuestro proyecto aún sigue en proceso tanto de experimentación como de investigación, por lo que esto solo es la base para un proyecto en desarrollo con el  el cual ya se han obtenido resultados positivos.

Al iniciar este proyecto, pudimos hacer conciencia de la cantidad de basura que se genera día a día, ya que se hace una necesidad para nosotros el consumir, pero no quita el hecho de que tenemos que disminuirlo. Al inicio de la realización de la botella, es notorio que, si hiciéramos las cosas para un beneficio al medio ambiente y nuestro consumismo, hoy en día estaríamos viviendo con menos contaminación.

Bibliografía

  • Alonso, GALICIA PÉREZ. (2005). Agar-agar. (12a ed.). Li Hernán, J. (2004). Introducción al reino botánico. Recuperado el 10 de enero de 2017 de https://www.fitoterapia.net › vademecum › plantas › planta=446sboa, Portugal: Ciencias.
  • Hermida, A. (2008). Aislamiento e identificación de la flora bacteriana (tesis de licenciatura). Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
  • El PET, un negocio redondo que pocos ven – Máspormás. (2015, 21 agosto). Recuperado 17 enero, 2020
  • Paso a paso: Cómo se fabrica una botella de PET. (2017, 24 enero). Recuperado 21 enero, 2020,
  • ¿De dónde viene el agar? (2013, 20 octubre). Recuperado 21 enero, 2020,


MS – MA – 3 ECOALGA

Summary

As we know, pollution is increasingly marked today by the excess consumption that we, 
as inhabitants of the planet, produce every day at a global level. 
The project is about how we as human beings can continue to consume plastic packaging 
in a hygienic and ecological way. This project was created in order to reduce plastic 
using natural methods such as algae (agar-agar), after a previous research we realized 
that this project can be innovative and used in the long term, and thus help both the 

ocean and environment.

Research Question

A substitute for plastic can be developed, with the help of the alga Agar Agar.

Problem approach

Plastic is one of the biggest pollutants with the longest degradation time, 
consequently it has affected our natural environment over time.

Background

What is agar agar?

The "alga" known by the name of agar-agar, also known as "gelosa" in French and Portuguese speaking countries, is not an alga itself, but a white substance formed by an extract of algae. Specifically, it is a compound extracted from various rhodophyte algae, that is to say, red algae fundamentally from the genus Gelidium and / or Gracilaria. It is a polysaccharide that we find as part of the wall structure of some algae.

Chemically agar is a polymer of galactose subunits; it is actually a heterogeneous mixture of two classes of polysaccharides: agaropectin and agarose.

It has numerous digestive properties helping to eliminate waste from the stomach and intestine, regulates constipation and lowers cholesterol and triglycerides since thanks to its purifying property, it manages to drag its excess, preventing it from entering the blood.

Agar agar also regulates sugar levels and is ideal for diets in which you want to lose weight due to its high satiating power and low caloric intake.

the agar is extracted from red algae of different species. Depending on the species from which it is extracted, agar varies in its chemical composition and physical properties, however, its main components are galactose and glucuronic acid. Among the main species of algae that are used for the production of agar are Gracilaria lichenoides, Gelidium corneum, G. amansii, among others, however, the production of the agar originally began with G. amansii (Rodophyaceae), since it is one of the most abundant algae on the Japanese coasts.

Originally, the process for producing agar relied on freezing the agar to extract the resulting gel. Then techniques arose in which the algae were boiled with vinegar or sake to acidify the water and then the extract was filtered and allowed to cool to solidify it. The resulting gel was cut and frozen. After two days it was thawed and dried in the sun. Currently the process is industrialized, and the extraction process uses freezing, dialysis, filtration, among other processes to obtain agar.

Agar-agar is a very good option as natural gelatin but it also has very interesting healthy qualities. It is very moisturizing and due to its high soluble fiber content and its great digestibility it is very favorable for intestinal transit. It is also satiating, very light and eminently refreshing.
 

Objective

Create a water bottle, based on biodegradable products to replace plastic.

Justification

The project will be about bottles made from algae, 
this will help the decomposition process of the bottle and also the environment 
since this bottle will take about a month to degrade.

Hypothesis

Due to experimentation, it will be possible to make a bottle that disintegrates 
in less time without affecting the environment.

Method (materials and procedure)

Materials

-3 g of glycerol

-12 g gelatin / 100 g agar-agar

-60 ml of hot water

-food coloring (optional)

Procedure

- A gelatinous polysaccharide substance that is extracted from red algae by boiling is used as a polymer. Agar is widely used in the food industry as a thickener. Water is then added as a plasticizer and natural dyes to add a smooth color.

- The liquid mixture is brought to a temperature of about 80 ºC and poured onto a surface or mold. When the temperature of the mixture drops below 20 ° C, it turns into a gel.

- The material is dried in a ventilated environment at a constant temperature. Agar generates a film when it dries that can be more opaque or glossy depending on the mold used. This condition makes the material similar to certain types of plastic.
 

Results

We obtained our sample after having changed the mold in order to allow the walls to dry 
faster but they are still a bit brittle for our intended use.

Our sample does not yet have any flavor integrated, so it can be consumed but 
the flavor will be null.

Discussion

In our first experimentation we did not add the correct amounts of water to our mix, so the bottle, despite having been drying for two days, was still wet inside and was too fragile to be used.

In our second experimentation we reduced the amount of water and increased the amount of agar-agar, however the mixture could not be molded as they were not yet the correct amounts.

With our third test we obtained the desired mixture in which we tested its resistance to heat to see if it could be melted again and thus give it a new shape, but the bottle only took a darker color.

With our fourth experimentation we changed the amount of ingredients again, causing the bottle to melt giving us the result we were looking for.

In our fifth experiment, we used the remains of the melted bottle from the previous test to use them as compost, the plant used did not show any negative change and on the contrary, it remained hydrated for several days despite not having been watered days before.

With our sixth and last experimentation, we occupied a smaller mold so that drying was fast, we were guided by the measurements of the previous tests, adapting them until we obtained our final product.

Conclusions

By starting this project, we were able to raise awareness of the amount of garbage 
that is generated every day, since it is a necessity for us to consume, 
but it does not remove the fact that we have to reduce it. At the beginning of the making 
of the bottle, it is noticeable that, if we did things for the benefit of the environment 

and our consumerism, today we would be living with less pollution.

Bibliography

  • Alonso, GALICIA PÉREZ. (2005). Agar-agar. (12a ed.). Li Hernán, J. (2004). Introducción al reino botánico. Recuperado el 10 de enero de 2017 de https://www.fitoterapia.net › vademecum › plantas › planta=446sboa, Portugal: Ciencias.
  • Hermida, A. (2008). Aislamiento e identificación de la flora bacteriana (tesis de licenciatura). Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
  • El PET, un negocio redondo que pocos ven – Máspormás. (2015, 21 agosto). Recuperado 17 enero, 2020
  • Paso a paso: Cómo se fabrica una botella de PET. (2017, 24 enero). Recuperado 21 enero, 2020,
  • ¿De dónde viene el agar? (2013, 20 octubre). Recuperado 21 enero, 2020,