Resumen

Uno de los problemas que tenemos en la actualidad es la contaminación  por unicel , este material es utilizado de muy diversas formas , una de ellas como aislante térmico En México se consumen  125 mil toneladas al año, dicho en un estudio de la ANIPAC y el 25% de eso es en el consumo de desechables. Tenemos que tomar en cuenta que el unicel tarda de 800 a 1600 años en degradarse. Este estudio lo ha hecho la UNAM y afirmado por la Cofepris y Profeco. A partir de esta información nos planteamos  el buscar  un material que tuviera propiedades térmicas parecidas al unicel pero que no fuera tan dañino para el ambiente.

Encontramos que  la  fibra de coco  tiene propiedades de aislante térmico y decidimos hacer recipientes aislantes de calor, lo primero que realizamos fue obtener fibra de este material y desmenuzarlo, posteriormente lo pusimos a secar , después  lo  fragmentamos en pequeñas estructuras  que mezclamos con una solución   de linaza que nos sirvió de pegamento .

Para  forrar el envase, se coloca una mezcla de coco con engrudo, para formar una  pasta,  ésta se coloca en el envase que previamente se le ha colocado una capa de Tetrapak que servirá como aislante del calor al igual que la fibra de coco recubrimos nuestros moldes y dejamos sacar. Para comprobar  la eficiencia de nuestro producto  calentamos  y vertimos la misma cantidad de agua a un recipiente de plástico y lo tapamos ( muestra testigo),  en recipientes térmicos (a base de fibra de coco) colocamos agua a la misma temperatura que el recipiente testigo, así  podemos comprobar la eficiencia de nuestros materiales

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Vasos, recipientes y platos desechables, espumas para proteger, entre otros artículos más son elaborados con unicel (derivados del petróleo), el cual, aunque facilita bastantes de las actividades diarias, es uno de los principales componentes más contaminantes y con el proceso de degradación más largos de la basura a diario.

El unicel  es cancerígeno y se le inyectan gases como espuma. Los gases químicos utilizados en su elaboración destruyen la capa de ozono, al llegar a los océanos, las especies marinas, como las tortugas, aves y peces, lo confunden con alimento y mueren al ingerirlo. Como consecuencia se contamina muchísimo y esto afecta seriamente al medio ambiente y al cambio climático.

Las bandejas de unicel, también llamadas espuma de polietileno, más conocidas como las charolas donde se guardan alimentos de comida rápida, son un plástico al cual se le introduce aire y se forman burbujas, un proceso conocido como “espumado”.

No es un material recomendable para calentar alimentos ya que resulta nocivo a largo plazo, cuando el unicel se calienta libera sustancias como las dioxinas que son capaces de causar envenenamiento y cáncer.

Además de contaminar la comida, una vez que se desecha el unicel ocasiona fuertes daños al medio ambiente, tales como contaminación del agua y aire, provocando desequilibrios a los ecosistemas.

Antecedentes

La Asociación Nacional de industrias del plástico (Anipac), afirma que anualmente se consumen 125 mil toneladas de unicelulares en México. 

El poliestireno expandido, es un material plástico derivado del petróleo, y este es cancerígeno, ya que se elabora de estreno (caucho sintético), se le inyectan gases que lo amplían como espuma.

El unicel es un material que se usa muy constantemente en empaques, construcciones y desechables para el sector alimenticio y manualidades, sin embargo, es un gran generador de basura, nocivo para la salud medio ambiente y ecosistemas.

Los gases químicos utilizados en su elaboración destruyen la capa de ozono, al llegar a los océanos, las especies marinas, como las tortugas, aves y peces, lo confunden con alimento y mueren al ingerirlo.

De acuerdo con un estudio realizado por el programa de las Naciones Unidas para el medio ambiente, más de ocho millones de toneladas de plástico llegan al mar cada año.

Al quemarse genera gases que producen un efecto invernadero, y libera sustancias tóxicas nocivas para el sistema respiratorio. El poliestireno expandido no es biodegradable, y tarda muchos años en desintegrarse.

Para reducir su consumo es necesario comenzar a utilizar materiales sustentables, llevar tus propios envases en lugar de utilizar desechables, y buscar productos donde su envoltura sea reciclable, como el cartón, papel, o los elaborados a base de maíz y papa 100 por ciento biodegradables.

El unicel posee un proceso de reciclaje, sumamente complicado. En México únicamente existen 3 lugares para procesarlo; para ello los residuos, deben limpiarse, compactarse y eliminarles el aire para transformarlos en pequeñas esferas de poliestireno.

La capacidad actual de reciclaje es de 400 toneladas anuales, lo cual representa el 0.00004% del unicel consumido en el país (más de 100 mil toneladas por año). Además, estas áreas de reciclaje están en el centro del país y aunque se contara con la capacidad de procesamiento, el traslado y almacenaje serían un reto mayor, puesto que los envases de unicel ocupan gran espacio. (95% aire y 5% material).

Objetivo

Elaborar un recipiente de fibras de coco para suplir al unicel y disminuir la contaminación por el Poliestireno expandido

Justificación

¿Qué son los materiales aislantes de calor? Son todos aquellos elementos que entre sus características  tienen la condición de generar una alta resistencia al paso del calor. Su uso en la industria se conoce como aislante térmico. Los aislantes térmicos pueden ser usados para nivelar temperaturas frías o de calor.

En el caso concreto del coco, se trata de un cultivo ya usado con fines industriales en la elaboración de jabones y para la alimentación; sin embargo, la cáscara de coco se suele desaprovechar. Por ello se desarrolló un procedimiento para usar fibra de coco para fabricar utensilios aislantes  de calor que se utilicen en varias ocasiones y después sean biodegradables, esto permitirá  disminuye considerablemente el tiempo de degradación y el impacto ambiental de este tipo de productos.

El problema es que hay mucha contaminación a través del unicel y puede haber otras maneras de sustituir las fibras vegetales, como el lino, el cáñamo o el coco, pueden sustituir el plástico en muchas cosas cotidianas, como en revestimientos, envases, etc.

La cáscara de coco se suele desaprovechar. Por ello, estudiantes de la Universidad de Chapingo en Texcoco (México), desarrollaron un procedimiento para usar fibra de coco para fabricar utensilios, en concreto platos de un solo uso, desechables y biodegradables, lo cual disminuye considerablemente el tiempo de degradación y el impacto ambiental de este tipo de productos.

Nuestro proyecto está basado en fibra de coco, que al combinarse con la tierra, puede servir finalmente como composta. Como resultado, con la fibra de coco elaboramos  recipientes desechables biodegradables

Hipótesis

El utilizar recipientes de fibra de coco como aislantes de calor disminuirá la contaminación por unicel

Método (materiales y procedimiento)

Para hacer nuestros recipientes a base de fibra de coco  utilizamos  los siguientes materiales:

Cascara de coco

Maizena

Linaza

Pinzas de disección

Rayador

Colador

Recipientes

Goggles

Martillo

Licuadora industrial

Moldes

Los pasos que llevamos a cabo fueron los siguientes  :

Primero desfibramos  la cáscara de los cocos  con nuestras manos o con ayuda de pinzas, si la cáscara es demasiado dura utilizamos un martillo. Para este paso  invertimos  mucho tiempo.

Después dejamos secar al sol la fibra del coco
Cuando la fibra ya está seca empezamos a hacerla fina, para lograr esto tenemos que utilizar tijeras, haciendo lo más pequeña que pudimos, posteriormente  lo  metemos a la licuadora industrial para que se haga aún más fina.
Cuando la fibra ya fue rayada lo pasamos a un colador y la fibra que no pase por este filtro lo reutilizamos para repetir el proceso repetirá el proceso  hasta que sea lo suficientemente fino (los pedazos de fibra de coco que no puedan ser rayados se desechan.)
Ya que tenemos la fibra de coco hecha polvo la guardamos en bolsas
Ahora tenemos que hacer un engrudo para pegar la fibra de coco el cual tiene Maizena, agua y linaza
Con el engrudo ya hecho podemos pasarlo a nuestro molde de silicona donde se va a quedar hasta que se seque.
Ya seco lo desmontamos y está listo para ser utilizado

Galería Método

Resultados

Una vez que se obtuvieron los recipientes a base de fibra de coco , se procedió a comprobar si el material elaborado era aislante del calor , primero se consideró que la fibra de coco al contacto con el agua podía modificar su estructura por tal motivo se usó un recipiente de vidrio el cual se forró con nuestro material experimental. Para tener un punto de comparación nuestro grupo testigo fue un recipiente de iguales características al que forramos con nuestro material. Ambos recipientes se les agregó la misma cantidad de agua y a la misma temperatura.
Consideramos dos variables tiempo y temperatura.
El registro de las variables fue en bloques de cada 5 minutos mostrando el siguiente cuadro de resultados

Tiempo ( min) Temp ( °C) Fco. Vidrio coco Temp (°C) Fco. Vidrio
0 80 80
5 75 70
10 72 65
15 68 61
20 66 57
25 63 52
30 62 49
35 59 46
40 57 41
45 54 37
50 51 35
55 49 31
60 47 28
65 46 26
70 44 25
75 43 24
80 40 23
85 39 23
90 38 23

Es importante aclarar que una vez que la temperatura del agua que se encontraba en el recipiente de vidrio sin cubierta de fibra de coco fue estable (23°C) detuvimos el proceso

Galería Resultados

Discusión

Los resultados  nos muestran la eficiencia de la fibra de coco como aislante , por lo tanto el plan a seguir consiste en elaborar termos para bebidas calientes o frías que consuman miembros de nuestra comunidad y con ello evitar utilizar los envases convencionales a partir del unicel que son altamente contaminantes.

Conclusiones

La contaminación por recipientes de unicel es uno de los problemas ambientales que nos preocupan en la actualidad , a pesar de que hay propuestas para ya no consumirlo en grandes cantidades todavía no se ha mejorado el daño ambiental por este tipo de polímeros, los resultados que obtuvimos de nuestro proyecto nos permite plantear que a partir de la fibra de coco podemos obtener un material con propiedades aislantes parecidas al unicel pero amigable con el ambiente, además de que la materia prima que utilizamos (fibra de coco ) por lo general se desecha , entonces tenemos una combinación que nos permite contar fabricar un  recipiente eficiente y ecológico

Bibliografía

https://www.gob.mx/conafor/prensa/crean-platos-desechables-biodegradables-con-fibra-de-coco
https://www.tvnotas.com.mx/gente-y-mas-gente-ejemplar/estudiantes-chiapanecas-crearon-un-plato-biodegradable-base-de-coco

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https://www.liverpool.com.mx/tienda/pdp/molde-para-pan-dulces-besos-rectangular-azul-claro/1081116624?skuid=1081116624

https://www.moldesydetalles.com/tienda-online/MS-15-Molde-Silicon-Panque-p380637466

https://www.moldesydetalles.com/tienda-online/WILTON-570-0118-Molde-Silicon-Shot-6-Cavidades-p195065712

https://ecoinventos.com/como-hacer-pegamento-casero-y-ecologico/

Summary

One of the problems we currently have is contamination by Styrofoam, this material is used in many different ways, one of them as a thermal insulator. In Mexico, 125 thousand tons are consumed per year, according to a study by ANIPAC and 25 % of that is in the consumption of disposables. We have to take into account that Styrofoam takes 800 to 1600 years to degrade. This study was carried out by UNAM and confirmed by Cofepris and Profeco. Based on this information, we decided to look for a material that had thermal properties similar to Styrofoam but that was not as harmful to the environment.

We found that coconut fiber has thermal insulating properties and we decided to make heat insulating containers. The first thing we did was obtain fiber from this material and shred it, then we dried it, then we fragmented it into small structures that we mixed with a solution of flaxseed that served as glue.

To line the container, a mixture of coconut and paste is placed to form a paste, this is placed in the container that has previously been placed with a layer of Tetrapak that will serve as a heat insulator just like the coconut fiber we cover our molds and let it take out. To check the efficiency of our product, we heat and pour the same amount of water into a plastic container and cover it (control sample), in thermal containers (based on coconut fiber) we place water at the same temperature as the control container, so we can check the efficiency of our materials

Research Question

Problem approach

Disposable glasses, containers and plates, foams to protect, among other items, are made with Styrofoam (derived from petroleum), which, although it facilitates many daily activities, is one of the main most polluting components and with the degradation process. longer garbage daily.

Styrofoam is carcinogenic and gases are injected into it as foam. The chemical gases used in its production destroy the ozone layer; upon reaching the oceans, marine species, such as turtles, birds and fish, mistake it for food and die when ingesting it. As a consequence, a lot of pollution is generated and this seriously affects the environment and climate change.

Styrofoam trays, also called polyethylene foam, better known as fast food trays, are a plastic into which air is introduced and bubbles are formed, a process known as “foaming.”

It is not a recommended material for heating food as it is harmful in the long term, when Styrofoam is heated it releases substances such as dioxins that are capable of causing poisoning and cancer.

In addition to contaminating food, once Styrofoam is discarded it causes severe damage to the environment, such as water and air pollution, causing imbalances in ecosystems.

Background

The National Association of Plastic Industries (Anipac) states that 125 thousand tons of single-cell plastics are consumed annually in Mexico.

Expanded polystyrene is a plastic material derived from petroleum, and it is carcinogenic, since it is made from scratch (synthetic rubber), and gases are injected into it that expand it like foam.

Styrofoam is a material that is used very constantly in packaging, construction and disposables for the food and craft sector, however, it is a large generator of garbage, harmful to the health of the environment and ecosystems.

The chemical gases used in its production destroy the ozone layer; upon reaching the oceans, marine species, such as turtles, birds and fish, mistake it for food and die when ingesting it.

According to a study carried out by the United Nations Environment Programme, more than eight million tons of plastic end up in the sea every year.

When burned, it generates gases that produce a greenhouse effect, and releases toxic substances that are harmful to the respiratory system. Expanded polystyrene is not biodegradable, and takes many years to disintegrate.

To reduce consumption, it is necessary to start using sustainable materials, bring your own packaging instead of using disposables, and look for products whose packaging is recyclable, such as cardboard, paper, or those made from 100 percent biodegradable corn and potatoes. .

Styrofoam has an extremely complicated recycling process. In Mexico there are only 3 places to process it; To do this, the waste must be cleaned, compacted and the air removed to transform it into small polystyrene spheres.

The current recycling capacity is 400 tons per year, which represents 0.00004% of the Styrofoam consumed in the country (more than 100 thousand tons per year). Furthermore, these recycling areas are in the center of the country and even if the processing capacity were available, transportation and storage would be a greater challenge, since Styrofoam containers take up a lot of space. (95% air and 5% material).

Objective

Create a container of coconut fibers to replace Styrofoam and reduce contamination from expanded polystyrene.

Justification

What are heat insulating materials? They are all those elements that among their characteristics have the condition of generating high resistance to the passage of heat. Its use in industry is known as a thermal insulator. Thermal insulators can be used to level out cold or hot temperatures.

In the specific case of coconut, it is a crop already used for industrial purposes in the production of soaps and for food; However, the coconut shell is often wasted. For this reason, a procedure was developed to use coconut fiber to manufacture heat insulating utensils that are used repeatedly and then biodegradable, this will considerably reduce the degradation time and the environmental impact of this type of products.

The problem is that there is a lot of pollution through Styrofoam and there may be other ways to replace plant fibers, such as flax, hemp or coconut, they can replace plastic in many everyday things, such as coatings, packaging, etc.

The coconut shell is usually wasted. For this reason, students from the University of Chapingo in Texcoco (Mexico) developed a procedure to use coconut fiber to make utensils, specifically single-use, disposable and biodegradable plates, which considerably reduces the degradation time and the impact environmental of this type of products.

Our project is based on coconut fiber, which when combined with soil, can ultimately serve as compost. As a result, with coconut fiber we make biodegradable disposable containers.

Hypothesis

Using coconut fiber containers as heat insulators will reduce Styrofoam contamination.

Method (materials and procedure)

To make our coconut fiber-based containers we use the following materials:

Coconut shell

Cornstarch

Flax

Dissection forceps

Scratcher

Strainer

Containers

Goggles

Hammer

Industrial blender

Molds

The steps we carried out were the following:

First we break up the coconut shell with our hands or with the help of tongs, if the shell is too hard we use a hammer. For this step we invested a lot of time.

Then we let the coconut fiber dry in the sun.
When the fiber is dry we begin to make it fine, to achieve this we have to use scissors, making it as small as we could, later we put it in the industrial blender so that it becomes even finer.
When the fiber has already been scratched, we put it into a strainer and reuse the fiber that does not pass through this filter to repeat the process until it is fine enough (the pieces of coconut fiber that cannot be scratched are discarded. )
Since we have the coconut fiber powdered, we keep it in bags.
Now we have to make a paste to stick the coconut fiber which has Cornstarch, water and linseed.
With the paste already made we can transfer it to our silicone mold where it will stay until it dries.
Once dry, we disassemble it and it is ready to be used.

Method Gallery

Results

Once the coconut fiber-based containers were obtained, we proceeded to check whether the material made was heat insulating. First, it was considered that the coconut fiber in contact with water could modify its structure. For this reason, a glass container which was lined with our experimental material. To have a point of comparison, our control group was a container with the same characteristics as the one we lined with our material. The same amount of water was added to both containers and at the same temperature.
We consider two variables time and temperature.
The recording of the variables was in blocks of every 5 minutes, showing the following results table

Time ( min) Temp ( °C) coconut covered glass container Temp (°C) glass container
0 80 80
5 75 70
10 72 65
15 68 61
20 66 57
25 63 52
30 62 49
35 59 46
40 57 41
45 54 37
50 51 35
55 49 31
60 47 28
65 46 26
70 44 25
75 43 24
80 40 23
85 39 23
90 38 23
It is important to clarify that once the temperature of the water that was in the glass container without a coconut fiber cover was stable (23°C) we stopped the process.

Results Gallery

Discussion

The results show us the efficiency of coconut fiber as an insulator, therefore the plan to follow is to make thermoses for hot or cold drinks that members of our community consume and thus avoid using conventional containers made from Styrofoam, which are highly polluting.

Conclusions

Pollution from Styrofoam containers is one of the environmental problems that concern us today, although there are proposals to no longer consume it in large quantities, the environmental damage caused by this type of polymer has not yet been improved. The results we obtained of our project allows us to propose that from coconut fiber we can obtain a material with insulating properties similar to Styrofoam but friendly to the environment, in addition to the fact that the raw material we use (coconut fiber) is generally discarded, so We have a combination that allows us to manufacture an efficient and ecological container

Bibliography

https://www.gob.mx/conafor/prensa/crean-platos-desechables-biodegradables-con-fibra-de-coco
https://www.tvnotas.com.mx/gente-y-mas-gente-ejemplar/estudiantes-chiapanecas-crearon-un-plato-biodegradable-base-de-coco

https://www.tvnotas.com.mx/gente-y-mas-gente-ejemplar/estudiantes-chiapanecas-crearon-un-plato-biodegradable-base-de-coco

https://www.liverpool.com.mx/tienda/pdp/molde-para-pan-dulces-besos-rectangular-azul-claro/1081116624?skuid=1081116624

https://www.moldesydetalles.com/tienda-online/MS-15-Molde-Silicon-Panque-p380637466

https://www.moldesydetalles.com/tienda-online/WILTON-570-0118-Molde-Silicon-Shot-6-Cavidades-p195065712

https://ecoinventos.com/como-hacer-pegamento-casero-y-ecologico/