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PJ – MA – 79 Muro cigarret, reutilizando colillas


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Medio Ambiente

Equipo: Muro cigarret, reutilizando colillas

Miembros del equipo:
José Luis Sánchez Soto
Liam Antonio Salazar Martínez

Asesor: Ana Gabriela Pérez Alvarado

Escuela: Instituto Acatitlan

Resumen

En México se tiran aproximadamente 5 mil millones de colillas de cigarro al año, lo cual es alarmante debido a su alta toxicidad. Están compuestas de acetato de celulosa así como de otras sustancias tóxicas que son nocivas para el medio ambiente y los organismos vivientes que lo habita. Una alternativa del uso de las colillas es en la industria de la construcción, industria que por sí sola genera un gran impacto en el medio ambiente y llega a ser un problema de salud. El presente trabajó tiene como objetivo disminuir el impacto ambiental de ambos problemas generando ladrillos a base de colilla de cigarro y papel. Se utilizaron aproximadamente 2000 colillas para la construcción de 15 ladrillos, estos se sometieron a diversas pruebas de dureza y flamabilidad para probar su
resistencia. Los ladrillos con colilla de cigarro son una opción viable para el uso en muros falsos, ornamentales o de carga ligera.

 

 

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Pregunta de Investigación

¿Los ladrillos elaborados de colilla y papel son una alternativa viable para dismnuir la contaminacion ambiental, siendo adecuados para su uso?

Planteamiento del Problema

La industria de la construcción y la contaminación de cuerpos de agua con colillas de cigarros son dos de los principales problemas ambientales en la actualidad. Alternativas ecológicas para ambos problemas pueden generar un menor impacto ambiental.

Antecedentes

En la actualidad los problemas ocasionados por la contaminación y el impacto ambiental son más populares a comparación de hace algunas décadas, en México se han implementado medidas que aunque son populares no son las adecuadas para hacer un verdadero cambio.
Una de las principales causas del deterioro ambiental es la producción de materiales de construcción. Los contaminantes arrojados por estas industrias además de afectar al medio ambiente causan enfermedades a los seres humanos y deterioro en seres vivos y el medio ambiente.
Una de las alternativas que se proponen alrededor del mundo es utilizar materiales reciclados para la industria de la construcción. El uso de papel es una alternativa potencial, sin embargo a nivel mundial está muy por debajo de índices deseados ya que la mayor parte de los residuos de papel terminan en basureros perdiendo totalmente su utilidad.
Por otro lado la industria del tabaco también es una fuente de contaminación.  Las colillas de cigarrillo son uno de los  residuos sólidos más comunes en las calles de  cualquier ciudad, estas cuentan con varios  elementos básicos como filtro, tabaco y  envoltura; el ingrediente activo responsable de  generar satisfacción y dependencia es la  nicotina, un alcaloide proveniente del tabaco  (Nicotiana tabacum) (Manrique- Pinzón et al., 2017). En México hay unos 14 millones de fumadores que consumen casi 250 millones de cajetillas de cigarro al año, en este lapso se tiran 50 mil millones de colillas de cigarro a la vía pública. A demás de esto, representan más del 25% de basura en las playas (Garduño R. y E. Méndez, 2016).
Una gran parte de los fumadores suelen tirar las colillas en el suelo cuando terminan de fumar, las lluvias suelen arrastrar estos desechos hasta los cuerpos de agua, donde desprenden químicos y metales pesados. Esto representa un serio problema de contaminación ya que los filtros están hechos con acetato de celulosa, un elemento que por sí solo tarda más de 100 años en degradarse de manera
natural,  además de que si un filtro llega a los ríos y mares, y hace contacto con el agua, todos los residuos peligrosos se desprenden, contaminando así hasta ocho litros de agua (Gaxiola, 2017).
Un cigarro contiene 4,000 sustancias químicas, de las cuales 200 son venenosas y 40 pueden ser cancerígenas. Algunas de las más dañinas son: la nicotina, que es el principio activo del tabaco, y una sustancia cinco veces más adictiva que la cocaína y ocho veces más que la heroína; el arsénico, utilizado en veneno para ratas; el metanol, un componente de la gasolina de los cohetes; el amoniaco, que se usa en productos de limpieza, y el monóxido de carbono, parte de los desechos tóxicos de los automóviles (García Galindo M. A. y V. Santamaría Sánchez, 2013).
Además de que fumar puede causar cáncer, tiene otros efectos inmediatos que también son dañinos para el organismo. Entre los menos graves están: arrugas prematuras, cabello reseco y quebradizo, disfunciones sexuales y problemas de fertilidad, pues en las mujeres fumadoras las probabilidades de embarazo se reducen.  Entre los padecimientos relacionados con el tabaquismo están varias enfermedades del corazón, entre las que se encuentra el infarto agudo de miocardio. También enfermedades cerebrovasculares, que pueden provocar desde parálisis hasta la muerte, y enfermedades pulmonares como la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar (Manrique-Pinzón et al., 2017).

La concientizarían en relación al cuidado del medio ambiente va en aumento, por lo que cada vez son más las iniciativas ecológicas que intentan reinventar o reemplazar materiales contaminantes utiliizando materiales sostenibles o propiciando una sostenibilidad con su uso que nos ayude a ahorrar energía y recursos. Se han realizado estudios utilizando materiales de deshecho para la construcción de ladrillos; tal es el caso de un estudio realizado 2015 donde se utilizó papel picado seco y húmedo en la fabricación de ladrillos para muros divisorios, se utilizaron concentraciones de papel picado, papel húmedo y yeso (Valero-Lozano et al. 2015).
Del mismo modo en 2016 Saldaña- Acosta et al., elaboraron ladrillos de papel, cemento, aserrín y cal. Realizaron pruebas de compresión, absorción de agua, resistencia al fuego y resistencia a insectos.
Con la finalidad de usar material reciclado y crear ladrillos amigables con el ambiente, se realizó un estudio en el cual se utilizaba del 10 al 40% de PET en sustitución de la arcilla para la creación de ladrillos para mampostería no portante (Angumba Aguilar, P.,2016).
En Durango, México en el cual se utilizó vidrio en un 15% combinado con arcilla para producir material para construcción de alta calidad (González Lozano y Ponce Peña, 2012)
Por otro lado, el tratamiento y reutilización de las colillas de cigarro ha sido un tema de estudio muy reciente. Se han realizado trabajos como el de Neri Jiménez R. et al. en 2014 quienes trabajaron con acetato de celulosa proveniente de colillas de cigarro para la elaboración de una cubierta 100% reciclada y ecológica y a su vez reducir una parte de los deshechos de cigarro.
En México, se han realizado trabajos para implementar la degradación de manera natural de las colillas de cigarro, uno de ellos es el de Peña González J. quien en el 2017 comenzó un tratamiento empleando micorremediación obteniendo como resultados que solo una especie de hongo puede degradar de manera parcial las colillas.

Objetivo

General

Elaborar ladrillos para muros falsos, divisorios o que no sean de carga a base de colilla de cigarro como sustituto ecológico para la industria de la construcción.

Particulares

Purificar las colillas de cigarro
Obtener papel reciclado del papel que cubre la colilla
Obtener un insecticida de la purificación de las colillas
Elaborar ladrillos con una concentración 60-40 de colillas de cigarro y papel

Justificación

La industria de la construcción y el consumo de tabaco son dos de los principales problemas ambientales en la actualidad, ambos causan daños en el medio ambiente así como en la salud del ser humano. El presente trabajo busca elaborar ladrillos que además de utilizar desechos dañinos para el medio ambiente no generen un impacto al mismo.

Hipótesis

Cada día se buscan diferentes alternativas para reducir la contaminación ambiental. Los ladrillos a base de colilla de cigarro no sólo ayudarían a disminuir los contaminantes producidos por la industria de la construcción sino que disminuirían la contaminación de cuerpos de agua por colillas de cigarro.

Método (materiales y procedimiento)

La recolección de colilla de cigarro tuvo una duración de 8 meses aproximadamente, se recolectó con familiares y personas cercanas.
De inicio las colillas se limpiaron, es decir, se desprendió el papel y tabaco para dejar solamente el filtro.
El papel proveniente de la colilla se dejó remojando por un par de horas, se molió en la licuadora para formar una pasta, se colocó en una superficie plana donde se le dió una forma rectangular, se dejó secando de 48 a 72 horas.
A las colillas se les cortaron las partes quemadas solo en caso de que existieran, para evitar que se siguiera preservando el olor a tabaco después de la purificación.
La purificación consiste en sumergir las colillas en agua y dejarla hervir durante unos minutos, tres repeticiones. Posteriormente, las colillas se sumergen en alcohol al 96 durante 24 a 48 horas, dos repeticiones. El residuo de agua se almacena para su uso posterior.  Es importante mencionar que para la purificación se uso equipo de seguridad por los vapores que desprendían las colillas.
El residuo que se obtiene de la purificación con alcohol contiene las sustancias activas de las colillas, a este residuo no se le puede dar un segundo uso ni se puede desechar por el drenaje, por lo cual se colocó en botellas de plástico y se depositó en la basura.
Las colillas se dejan secando durante 24 a 48 horas. Ya que las colillas están secas se desmenuzan para un fácil manejo.
Para la elaboración de los ladrillos se deja remojando papel de rehuso durante una hora, posterior a eso se mezcla con la colilla de cigarro a una concentración de 60-40 (colilla-papel), se mezcla en la licuadora y se le añade engrudo.
A la masa que se obtiene de este procedimiento se le quita en exceso de agua y se coloca en moldes de 12cm de largo, 6 cm de ancho y aunque el molde tiene 6 cm de grosor, los ladrillos se elaboraron con 3 cm de grosor. Se saca del molde y se deja secar al Sol durante 48 a 96 horas.
A los ladrillos ya secos se les hace una prueba de dureza y de inflamabilidad.

Galería Método

Resultados

De la recolecta de colillas se obtuvieron aproximadamente 5000 colillas, de las cuales se procesaron aproximadamente 2000.
De la separación del papel se obtuvieron dos hojas de papel reciclado, sin olor a tabaco y con una resistencia similar a las hojas comunes.
Del procedimiento de purificación con agua se obtuvo un insecticida a base de tabaco efectivo para varios tipos de insectos.
Las colillas toman un tono café claro y ya no desprenden ningún olor a tabaco, por lo que su manipulación ya no implicaba ningún riesgo.
Se obtuvieron 10 ladrillos elaborados con colilla de cigarro, estos ladrillos fueron fabricados sin la necesidad de realizar cocción ni calentamiento mediante la quema de combustibles y por lo tanto no hubo emisiones de CO2. Se dejaron secar bajo el Sol por 48 a 96 horas. El secado fue lento debido a las condiciones climáticas.
Finalmente se realizó una prueba de inflamabilidad en donde se expuso a los tabiques a una temperatura cercana a los 900°C durante 1 minuto por medio de un soplete y los resultados arrojaron resistencia aparente al fuego, sin embargo, faltaría realizar más pruebas para determinar esto con otras temperaturas y otros tiempos.
Los ladrillos cuentan con la dureza y resistencia necesarias para ser utilizados desde un punto de vista ornamental, para la colocación de muros
falsos, soporte de estructuras de diseño y adornos domésticos que no tengan mucho peso.

Galería Resultados

Discusión

En el estudio que realizó Saldaña-Acosta et al. en el 2016, construyeron ladrillos con una concentración de cemento (40%), papel reciclado (29%), aserrín (17%) y cal (14%), a diferencia del presente trabajo donde se trabajó con una concentración de colilla (60%), papel (40%). En ambos estudios se obtuvieron ladrillos resistentes al fuego y de poca compresión.
En el trabajo realizado por Di Marco- Morales y Leon-Téllez en el 2017 donde construyeron ladrillos con diferentes concentraciones de PET (20%, 25%, 30%, 35%, y 40%), siendo el que cumple todas las especificaciones de un ladrillo convencional el de la concentración de 25%. Por el contrario en trabajo actual utiliza una concentración de colilla al 60% y de papel 40%, evitando así el uso de productos elaborados en la industria cementera.
Al igual que en el estudio realizado por Valero-Lozano en 2015 se elaboraron ladrillos que generan beneficios económicos y ecológicos, además de presentar resistencia al fuego y de dureza. Del mismo modo que los autores recomiendan, usar estos ladrillo en espacios interiores debido a la vulnerabilidad a la humedad y para muros que no sean de carga o muros divisorios.
Además de los ladrillos, en el presente trabajo se obtuvo un insecticida a base de tabaco, se ha comprobado su eficacia sobre pulgones, mosca blanca, insectos y gusanos del suelo, la  función de la nicotina es alterar el sistema  nervioso de los insectos lo que conlleva a paro  respiratorio y muerte (Manrique-Pinzón et al., 2017).
El desecho de colillas de cigarro es de los principales factores contaminantes de cuerpos de agua como mantos freaticos o pozos, por lo cual se han realizado trabajos para evitar este tipo de contaminación, uno de los más actuales es la degradación del acetato de celulosa por acción de hongos basidiomisetos, la celulosa proveniente de la degradación se comprime para su posterior uso (Ecofilter, 2019)

Conclusiones

Los ladrillos elaborados en el presente trabajo se dejan secando al Sol por lo que la emisión de gases contaminantes como metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) es nula, a diferencia de los ladrillos convencionales que su producción es altamente dañina para el ambiente.
Los ladrillos de colilla-papel resisten altas temperaturas y su dureza es suficiente para ser usados en muros divisorios o que no sean de carga.
Debido a la naturaleza de los materiales con los que están construidos los ladrillos del presente trabajo, no soportan la humedad, por lo que se recomienda utilizarlo sólo en muros que no estén a la intemperie.
Se pretende evitar todo tipo de residuos por lo que del proceso de purificación de las colillas se obtiene papel reciclado y un insecticida a base de agua, la purificación es un proceso importante para la implementación de estas en su
uso comercial ya que elimina el olor y parcialmente el color de las colillas usadas.

Bibliografía

Angumba Aguilar, P. 2016. Ladrillo elaborados con platico reciclado PET para mampostería no portante. Tesis de Maestría en Construcciones. Universidad de Cuenca.
Di Marco Morales, R. Y H. Leon Téllez. 2017. Ladrillos con adición de PET, una solución amigable para núcleos rurales del municipio del Socorro. 5to Simposio Internacional de Investigación en Ciencias Económicas, Administrativas y Contables. Bogota, Colombia.
García Galindo M. E y V. Santamaría Sánchez, 2013. ECO-LILLAS: Una opción. TESIS. México Distrito Federal.
Garduño R. y E. Méndez, 2016. Se desechan 5 mil millones de colillas anuales. La Jornada. www.jornada.unam.mx/2016/08/0 3/sociedad
Gaxiola, M, 2016. Colillas de cigarro: una amenaza para la biodiversidad. Revista digital. www.mxcity.mx/2016/03/colillas- de-cigarro-una-amenaza-para-la- biodiversidad
Manrique Pinzón J., Eslava Moyano I. y J. Pascual Chaparro, 2017. Uso integral de colillas de cigarrillo con fines ambientales y comerciales. Boletín Semillas Ambientales. Bogotá, Colombia. 11 (1): 72 – 79.
Peña Gonzales J. 2017. Procesos de biorremediación en el tratamiento de residuos sólidos de cigarrillo. TESIS. Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Departamento de Química Bogotá, Colombia.
Saldaña-Acosta, J., J, Rósales y A. Muñoz. 2016. Reutilización de papel reciclado en la producción de material de construcción aislante térmico y acústico. Revista de investigación y desarrollo. Vol.2 No.6 68-74.
Valero Lozano A., N. Vargas Vargas y Y. Andrea Vargas. 2015. Eco Rick ladrillos ecológicos a base de papel reciclado para muros divisorios. Universidad la gran Colonia. Bogota, Colombia.



PJ – MA – 79 Muro cigarret, reutilizando colillas


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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography