Accesorios a base de fibra de caña
Accesorios a base de fibra de caña
Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Ciencias de los Materiales
Resumen
Actualmente existen una gran gama de artículos, tanto para uso personal como de oficina o el hogar, que duran muy poco, y que además en su elaboración se generan contaminantes tanto para el aire como para el suelo; además de que su valor es muy elevado. Por otro lado también hay gente de pocos recursos que con artículos naturales de bajo costo pueden ganarse la vida fabricando o elaborando dichos artículos. Nuestro planeta se encuentra en una situación muy difícil por la contaminación generalizada tanto de sus ríos, océanos, tierra y aire, y ya es tiempo de que le ayudemos elaborando y/o fabricando artículos naturales sin generar contaminantes sobre la Tierra. Nuestro trabajo es una búsqueda de materiales de bajo costo para la elaboración de accesorios a base de fibra de caña, con el fin de darle a la gente accesorios naturales para usar, y aparte que estos, cuando si vida útil se acabe, se puedan desechar sin que tenga efectos negativos sobre la tierra.La caña de azúcar la podemos aprovechar desde varios puntos de vista la cascara cuando se seca es un material muy duro como la madera, en cambio la pulpa si la desmenuzamos con ella podemos hacer artículos que sean porosos o suaves. La pulpa se puede utilizar para fabricar papel artesanal o papel tan suave como el papel sanitario. Utilizando la caña de azúcar que es un recurso renovable de crecimiento rápido podemos salvar miles de árboles que tienen un crecimiento muy lento, dejándolas la función de generadores de oxígeno.
Pregunta de Investigación
¿Qué es y cómo se obtiene la fibra de caña? ¿Cómo podríamos elaborar accesorios a base de fibra de caña?Planteamiento del Problema
En la actualidad, los problemas ambientales se agravan cada vez más, y conforme estos crecen nosotros debemos tomar diferentes medidas; sin embargo no hacemos nada al respecto.Los medios de comunicación nos informan sobre los estragos de nuestros actos que repercuten en el medio ambiente, nos proponen soluciones, pero muy pocas personas se preocupan, y tiene la disposición de hacer el cambio.En el año 2010 se propuso una propuesta que revolucionaria la moda y beneficiaria el cuidado del medio ambiente, por desgracia esta propuesta no recibió apoyo por parte de los consumidores lo que hizo que esta fracasara.Nosotros consumimos objetos en exceso; la mayoría de estos son innecesarios y terminan el el cesto de la basura. La producción de estos objetos consumen muchos de los recursos que son vitales para el ser humano y muchos de estos no son renovables.
La mayoría de los productos y accesorios que se venden en las tiendas de autoservicio están hechos para la población femenil, en su defecto estos son de poca duración y a consecuencia de esto, las ventas de estos productos aumentan excesivamente.
Antecedentes
Cosecha de caña de azúcar
El azúcar ha sido un ingrediente muy valorado en la elaboración de alimentos y bebidas desde que Alejandrino Magno descubrió la caña de azúcar o ‘la caña que hace la miel sin abejas’, en la India hace 2500 años
.En los EE.UU., el consumo promedio de azúcar en la actualidad es el doble del máximo del 10% de las calorías diarias recomendadas por la Organización Mundial de la Salud. Sin embargo, como la caña de azúcar se cultiva en 101 países, y para una docena de éstos representa el 25% de su tierra de cultivo, su cultivo y procesamiento proporciona sustento para millones de personas y su exportación mantiene a muchas economías nacionales. Aproximadamente el 70% de todo el azúcar proviene de la caña de azúcar, el resto de la remolacha azucarera. Estos cultivos crecen en zonas tropicales a sub-tropicales y templadas, respectivamente. Significativos problemas ambientales rodean a la caña de azúcar. Por un lado, la caña de azúcar es la materia prima para el bio-combustible que proporciona la mejor ganancia neta de energía y tiene la menor huella de carbono. Se ha elaborado biotenol a partir de la caña de azúcar a gran escala desde la crisis de petróleo de comienzos de los ‘70, el 55% del cultivo ahora se usa con este fin. Por otro lado, el Fondo para la Vida Silvestre (WWF por su sigla en ingles) considera que los principales problemas ambientales en la producción de caña de azúcar son los efluentes, la pérdida de hábitats a medida que se limpia la tierra para cultivo y todas las consecuencias de las diversas prácticas agronómicas, en especial:
- Erosión del suelo
- Contaminación del agua por el escurrimiento y la lixiviación de agroquímicos
- Resistencia de las malas hierbas, las plagas y las enfermedades
El paraquat es un herbicida no selectivo que cuando se lo usa para controlar malas hierbas en conjunto con otras prácticas puede ayudar a mitigar estas amenazas.
El paraquat es una herramienta esencial para los productores de caña de azúcar
El uso intensivo de glifosato ha causado nuevos problemas de malas hierbas ya que las especies no tan bien controladas se han ‘invertido’ para volverse más dominantes y problemáticas. Algunas especies han evolucionado bio-tipos que son resistentes al glifosato. El paraquat tiene un modo de acción diferente, de modo que cuando se lo utiliza en sistemas integrados de manejo de malas hierbas, ayuda a evitar problemas de inversiones y resistencia de las malas hierbas.
aquí se aborda la importancia del paraquat en la lucha contra la resistencia de las malas hierbas al glifosato y en mantener las opciones de los agricultores para el uso de sistemas de labranza de conservación. Puede leer más sobre los beneficios del uso de paraquat aquí.
¿Qué es la caña de azúcar?
Caña de azúcar
La caña de azúcar es una gramínea con un tallo grueso y fibroso, que crece hasta alcanzar los 6 metros de altura. Las variedades comerciales de la caña de azúcar son híbridos complejos de varias especies dentro del género Saccharum.
La especie más conocida es Saccharum officinarum.
Las plantas de caña de azúcar almacenan sacarosa en la savia del tallo para llenar las semillas luego de la floración. Sin embargo, es importante que los cultivos de caña de azúcar no florezcan para que den altos rindes de azúcar. En el momento de la cosecha, la caña contiene aproximadamente 10% de azúcar, lo cual cambia según la variedad, la estación y el lugar.
La extracción de azúcar cristalina comprende la molienda de la caña recién cosechada para producir azúcar en bruto que luego se purifica para elaborar azúcar blanca refinada que es 99% sacarosa.
En la molienda, se lava, corta y tritura la caña, luego se mezcla varias veces con agua y se aplasta con rodillos. El jugo obtenido (‘garapa’) contiene hasta 15% de sacarosa, mientras que los sólidos fibrosos restantes (‘bagazo’) constituyen una útil fuente de energía, alimento para animales o se usan para fabricar papel. El agregado de cal neutraliza el ph del jugo de la caña. Esto detiene la división de la sacarosa en glucosa y fructosa y precipita algunas impurezas. Se deja que los sólidos en suspensión se asienten antes de que se evapore el jugo para hacer un jarabe. El jarabe se concentra bajo vacío y el azúcar sale cristalizado de las ‘melazas’ líquidas cuando se lo grana con azúcar cristalina.
El azúcar en bruto se refina lavando para sacar el recubrimiento exterior contaminado de los cristales. Luego el azúcar que queda se disuelve para elaborar un jarabe con 70% sacarosa. Las impurezas filtradas y las siguientes rondas de concentración y cristalización dan como resultado azúcar blanca refinada. Los cristales de azúcar se vuelven a separar de las melazas en una centrífuga. resto del azúcar se recupera como azúcar negra. ya no se puede recuperar azúcar con fines económicos, las melazas finales siguen conteniendo 20–30% de sacarosa y también 15–25% de glucosa y fructosa. El azúcar granulado se elabora secando el azúcar en una secadora rotatoria caliente y luego se la acondiciona secándola con aire frío durante varios días.
¿Dónde se cultiva la caña de azúcar?
Se cultivan aproximadamente 20 millones de hectáreas de caña de azúcar en todo el mundo (Fig. 1). Como es un cultivo tropical, la gran mayoría se cultiva en América Latina, India y el Lejano Oriente. Muchos países en África cultivan individualmente pequeñas superficies. Brasil, India, China, Tailandia y Pakistán cultivan más de un millón de ha. La superficie en Brasil ha aumentado un 40% en la última década.Las áreas en India, Pakistán y EE.UU. han permanecido bastante estables, pero la superficie de caña de azúcar en Cuba ha disminuido drástica mente en los últimos años. La caída de la industria de la caña de azúcar en Cuba fue consecuencia del colapso de la Unión Soviética y del mercado garantizado que ésta representaba. El azúcar de caña es un importante producto de exportación para muchas islas del Caribe, pero se espera que colapse con la eliminación del actual sistema de proveedores preferenciales en la Unión Europea.
Durante los últimos diez años, la producción mundial de caña de azúcar ha aumentado en un 27%, a más de 1.8 billones de toneladas. Esto puede atribuirse a un 22% de aumento en el área cosechada y a un 6% de mejora en el rinde. Entre los países líderes, la producción de caña de azúcar ha estado aumentando más en Brasil, China y Colombia. En la Tabla 1 se muestran algunos datos de las cosechas.
Tabla 1. Producción de caña de azúcar en los países líderes (por área cosechada) en 2012 (pronósticos de la FAO).
| Área del país cosechada (en millones de ha) |
Producción anual (en millones de t) |
Rinde promedio (t/ha) |
|
| Brasil | 9.71 | 721 | 74.3 |
| India | 5.09 | 348 | 68.3 |
| China | 1.80 | 124 | 68.8 |
| Tailandia | 1.30 | 97 | 74.2 |
| Pakistán | 1.05 | 58 | 55.8 |
| México | 0.74 | 51 | 69.3 |
| Australia | 0.39 | 26 | 76.6 |
| Cuba | 0.36 | 14 | 39.9 |
| Colombia | 0.35 | 38 | 108.6 |
| Sudáfrica | 0.32 | 17 | 54.0 |
¿Cómo se cultiva la caña de azúcar?
La caña de azúcar se propaga a partir de cortes o ‘trozos’ de hasta 1 metro de largo, que se plantan en surcos. Los brotes salen a partir de yemas en estas secciones del tallo. En Brasil, se pueden obtener cinco a seis cosechas antes de replantar. La ‘planta caña’ es el nuevo cultivo que se cosecha a aproximadamente un año después de la plantación (se cosecha a principios de la estación lluviosa – septiembre a noviembre) o más comúnmente a los 18 meses de plantar (se cosecha en el período seco – julio, agosto). Luego de cortar, se planta un cultivo de ‘caña soca’ a partir de nuevos brotes que crecen de tocones de las plantas cosechadas. Los cultivos de caña soca se cosechan a intervalos anuales principalmente en las estaciones secas. La aplicación cuidadosa de fertilizante nitrogenado resulta crítica para los altos rindes del azúcar. Demasiado fertilizante fomenta el crecimiento de las hojas en lugar del almacenamiento de azúcar. La maduración se da naturalmente en los períodos secos más fríos. De lo contrario, se la acelera reteniendo el nitrógeno y el riego y aplicando un madurador químico como por ejemplo trinexapac, sulfometuron o glifosato
Cosecha manual de la caña de azúcar
La caña de azúcar con frecuencia se cultiva en tierras con pendiente o en suelos frágiles. Las tormentas tropicales causan mucha erosión en el suelo. La pérdida de la capa superficial del suelo reduce la fertilidad y la productividad, hace que las operaciones resulten difíciles en los lugares donde se han abierto grietas y el suelo erosionado bloquea los cursos de agua. El escurrimiento asociado de plaguicidas y nutrientes también puede reducir la biodiversidad y causar eutrofización en lagos y ríos. La reducción de la labranza del suelo también ayuda a minimizar la erosión. Al preparar la tierra para un nuevo cultivo, en lugar de arar los campos, se puede controlar el crecimiento de malas hierbas o de un cultivo de cobertura leguminoso mientras que la tierra está en barbecho mediante un herbicida no selectivo como el paraquat. El paraquat tiene la ventaja, con respecto a los herbicidas sistémicos como el glifosato, que mata los brotes muy rápido, dejando las raíces intactas para mejorar la estructura del suelo y proporcionar un efecto de anclaje para resistir la erosión. Luego se plantan trozos de caña en surcos individuales o franjas angostas de suelo labrado.
Protección de los cultivos de caña de azúcar
Las malas hierbas y el manejo integrado de malas hierbas
Las malas hierbas reducen los rindes de la caña de azúcar al competir por la obtención de luz, agua y nutrientes, al albergar plagas y enfermedades, interferir con la molienda y limitar el número de cultivos de caña soca. El control de las malas hierbas puede ser uno de los componentes más costosos de la producción de caña de azúcar. Las gramíneas perennes como el pasto Guinea (Panicum maximum), el zacate Alexander u horquetilla (Brachiaria planteginea), el sorgo de Alepo (Sorghum halepense) y el pasto Bermuda (Cynodon dactylon) son malas hierbas importantes y muy difundidas. Los herbicidas residuales que actúan en el suelo sobre las semillas de malas hierbas que están germinando se utilizan mucho en la caña de azúcar. Sin embargo, si bien estos herbicidas brindan un control de malas hierbas a largo plazo, tienen que moverse en el suelo para ser efectivos y pueden lixiviar. Muchos no son totalmente selectivos para la caña de azúcar y pueden causar daño. El paraquat queda inmóvil en el suelo por lo tanto no puede llegar a las raíces y dañar el cultivo.
En los cultivos de caña soca que se cosechan mecánicamente, el uso de residuos de hoja verde como mulch ayuda a controlar las malas hierbas. El mulch da sombra a las malas hierbas y reduce los nuevos brotes de emergencia luego de la cosecha .El paraquat tiene una función vital en el manejo integrado de malas hierbas. Si bien el glifosato proporciona un buen control de las malas hierbas perennes , su uso intensivo puede fomentar el desarrollo de malas hierbas de hoja ancha agresivas e incluso resistencia de las malas hierbas. El paraquat proporciona un excelente control de un amplio espectro de malas hierbas anuales, por lo tanto se lo puede alternar con el glifosato para proporcionar un control de malas hierbas efectivo y sustentable, reduciendo así el riesgo de resistencia .Otra ventaja del paraquat es que no es sistémico. El glifosato se traslada de las hojas a toda la planta y con facilidad puede dañar gravemente la caña de azúcar. Sin embargo, el paraquat se puede usar entre las hileras de caña y las pequeñas cantidades de pulverización que aterrizan en las hojas del cultivo no causan ningún daño.
Plagas
Gorgojos, barrenadores o taladrillos, áfidos y gusanos de alambre son todas plagas de insectos que atacan a la caña de azúcar. Los barrenadores del tallo son los más destructivos. Son larvas de polillas que excavan dentro de los tallos, debilitándolos y ocasionando la pérdida de sacarosa. En los EE.UU., en la actualidad una avispa parásita (Cotesia flavipes) controla al barrenador de la caña de azúcar (Diatrea saccharalis). Un ejemplo famoso de un intento fallido de control biológico fue la introducción del sapo de caña (Bufo marinus) en Queensland, Australia, en 1935 provenientes de Hawái en un intento por controlar las larvas de los escarabajos de caña (gusanos blancos). Sin embargo, los sapos de caña ahora constituyen una grave plaga. De las glándulas ubicadas en la cabeza sale un chorro de veneno. Cazan fauna nativa como las abejas y transmiten enfermedades a los sapos y peces nativos. Los insectos no son las únicas plagas de la caña de azúcar. Las ratas pueden ser un problema y en Hawái deben controlar a los chanchos o puercos salvajes.
Enfermedades
La podredumbre roja (Colletotrichum falcatum) es una enfermedad fúngica de los trozos plantados a bajas temperaturas. La enfermedad de la piña o ananá (Thielaviopsis parodoxa) ataca también a los trozos haciendo que los centros se pongan negros y huelan como piñas o ananás pasados. La roya (Puccinia melanocephola) se presenta como pústulas ovaladas elongadas amarillas a marrones en ambas superficies de la hoja. Las pérdidas en los rindes pueden alcanzar el 20% y desarrollar resistencia es un objetivo importante. El carbón (Ustilago scitaminea) hace que surjan órganos negros en forma de látigos de las vainas de hojas enrolladas, en especial en el Sudeste Asiático y en Sudáfrica. Las enfermedades bacterianas incluyen la gomosis, Xanthomonas vasculorum, en la cual aparecen rayas amarillas en las puntas de las hojas y los tallos cortados exudan una goma amarilla y la escaldadura de la hoja, Xanthomonas albilineans, en la cual las rayas amarillas se dan en el cuerpo de las hojas y las plantas forman mocollos en exceso. El mosaico es una enfermedad viral transmitida por los áfidos que causa achaparramiento.
Moda Ecológica
La moda ecológica o eco moda, se basa en la confección de ropa orgánica: telas libres de químicos, que no contaminen el agua, ni el aire, que protejan el suelo, reduzcan residuos, ahorren energía y prevengan el calentamiento global. Los materiales orgánicos que se usan están libres de pesticidas y fertilizantes. El algodón es el más conocido, pero también hay prendas de ortiga y bambú.
Este estilo de ropa, que cuida y respeta el medio ambiente, apareció en los años 80′. En esa época se consideraba pobre, pero hoy marca tendencia en Londres, Nueva York y Milán. En México, la encargada de promulgar este mensaje de respeto por la tierra es la diseñadora Nallely Hernández. Ella ha presentado las colecciones Folk Army, Acid Pepper y Space Race, todas para que las futuras generaciones conozcan la importancia de las telas orgánicas. En Madrid realizaron el desfile Moda sin tóxicos, donde participaron las marcas Mango, Camper y Ágata Ruiz de la Prada.
Nike, Levi’s, Adidas, Zara, Armani y Dolce & Gabbana, están fabricando prendas de vestir conscientes con nuestro planeta. La tienda Fair Hemp hace ropa y bolsas con cáñamo en Londres y Nueva York. Otros materiales del estilo son las algas para fabricar pantalones, cajas de huevo para los trajes y fibra de soja para hacer mantas.
El Bagazo de caña se produce como consecuencia de la fabricación de azúcar y constituye un subproducto de esta producción. Es un combustible natural para producir vapor en las fábricas azucareras
Es un material fibroso, heterogéneo en cuanto a su composición granulométrica y estructural, que presenta relativamente baja densidad y un alto contenido de humedad, en las condiciones en que se obtiene del proceso de molienda de la caña.
El término Bagazo proviene de la palabra francesa bagasse y se empleaba antiguamente para denominar al residuo de la aceituna después que era molida y prensada para extraerle el aceite.
Actualmente se aplica este término al residuo fibroso que se obtiene al triturar y comprimir la caña de azúcar en los molinos del central para extraerle el jugo (guarapo ). Fundamentalmente constituye la parte fibrosa de esta planta.
Cuando el bagazo sale del molino posee aproximadamente la siguiente composición:
- Humedad (50%)
- Sólidos soluble (5%)
- Sólidos insolubles o fibra cruda (45%)
Además su composición química es la siguiente:
- Carbono: 47 %
- Hidrógeno: 6,5 %
- Oxígeno: 44 %
- Cenizas: 2,5%
El bagazo consta de dos partes fundamentales:
- La fibra: Fibras relativamente largas, derivadas principalmente de la corteza y otros haces de fibra del interior del tallo.
- El meollo: Se deriva del parénquima, parte de la planta donde se almacena el jugo que contiene el azúcar.
La longitud media de las fibras del bagazo es de 1 a 4 milímetros y su ancho varía entre 0.01 y 0.04 milímetros.
Propiedades de la fibra de caña
El bagazo de caña de azúcar es un material lignocelulósico constituido principalmente por celulosa, hemicelulosa ligadas fuertemente a la lignina. Tradicionalmente en los centrales azucareros este desecho se quema como una forma de limitar la disposición final de este desecho, desperdiciando un elemento de tan valiosa importancia para diversas industrias como la fabricación de papel, producción de alimentos balanceados para animales, elaboración de aglomerados para la construcción, industrias donde se usa actualmente el bagazo de caña, pero no en todo su potencial.
En el Ecuador el bagazo de caña es un residuo obtenido en la industria azucarera, aproximadamente se obtiene 15 800 ton de este producto y actualmente este es usado en varios campos, como: elaboración de balanceados para animales, pulpa de papel, etc., el ocupar este residuo en toda su capacidad es una opción ante la sobre producción de este contra la importación de 150 millones de dólares de celulosa y hemicelulosa a nuestro país.
Por lo que este proyecto va orientado al aprovechamiento de los residuos de la extracción del jugo de la caña de azúcar, al degradar la lignina en celulosa y hemicelulosa mediante organismos levaduriformes y fonológicos degradadores de este compuesto.
La caña de azúcar crece en climas tropicales y subtropicales. El bagazo es el residuo fibroso que queda de la caña después de ser exprimida y de pasar por el proceso de extracción. Por lo general el bagazo se utiliza en los ingenios azucareros como combustible, sin embargo para la industria papelera representa una de las materias primas más importantes.
El bagazo, subproducto de la industria azucarera, conserva una posición única entre las fibras no leñosas consiste en que el costo de su recolección, la extracción de jugo y su limpieza, son cargo del ingenio azucarero.
La temporada de procesamiento de la caña dura usualmente de cuatro a seis meses, pero se extiende hasta nueve meses en Hawaii, Perú, México. Puede reunirse y almacenarse una cantidad adecuada de bagazo durante la temporada, con el fin de lograr una operación continua en la fábrica de pulpa en tanto llegó a México.
Objetivo
Elaborar accesorios a base de fibra de caña.
Justificación
La fibra de caña,gracias a sus propiedades biodegradables nos brinda una alternativa a la forma de pensar en cuanto a la moda.Es por ello que decidimos utilizar la fibra de caña como materia prima para la producción de accesorios de uso común.
Además de ser una fruta fácil de conseguir, las personas podrían elaborar sus propios accesorios mediante un procedimiento sencillo y casero.Hay accesorios especialmente para las mujeres, que tiene un precio muy alto y desafortunadamente la vida de estos es muy corta. En cambio la caña tiene un precio accesible, lo que da oportunidad a las personas de escasos recursos, obtener uno de estos accesorios.
Hipótesis
Si logramos elaborar accesorios a base de fibra de caña, entonces les brindaremos a la gente una alternativa ecológica para verse bien y cuidar el ambiente.
Método (materiales y procedimiento)
Materiales:
- 2 kg de caña
- 2 firjoles
- Hilo
- Aguja
- Cuchillo
- Silicón
- Cacerola
Procedimiento:
- Lavar la caña
- Separar la fibra de la cáscara con el cuchillo
- Cortar en tiras la cáscara de la caña
- Tejer dos triángulos de 10×4
- Tejer la cáscara de la caña de modo que queden:un rectángulo de 10×4 y dos rectángulos de 10×7
- En una cacerola con agua hirviendo, colocar la fibra dentro de la cacerola
- Esperar a que este tibia y sacar la fibra
- Con la fibra de caña, empezar a manipularla y comenzar a hacer una placa delgada, del tamaño de los rectángulos de 10×7
- Con el hilo unir los rectángulos y triángulos hasta formar un prisma triangular
10.-Con el silicón, pegar los frijoles, en la parte superior del prisma triangular, esto nos servirá como seguro del monedero
Pluma
Materiales:
- Palo de caña de 12.5 cm
- Cuchillo
- Tinta de pluma
- Hilo de color (variable) 24 cm
- Cuenta de madera circular grande
- Silicón frío
Procedimiento:
- Con el cuchillo separar la cáscara de la caña, haciendo tiras delgadas de 1 cm de ancho por 12 cm de altura.
- Dejar secar las tiras de cáscara por 1 semana
- Ya seca la cáscara cubrir la tinta de una forma vertical y mantenerlo en esa posición
- Cortar el hilo por la mitad
- Enrollar una mitad del hilo en la parte superior y fijarlo con el silicón, realizar lo mismo en la parte inferior
- Poner silicón en la parte superior de la pluma, posteriormente colocar la cuenta grande, dejar secar
Galería Método
Resultados
Como producto final obtuvimos una pluma de 12.5 cm de largo, con el color natural de la caña, un tono entre verde claro y amarillo.
En cuanto al monedero no lo realizamos solamente de fibra de caña, empleamos yute y pellón. Quedando así un monedero de 10 cm de largo por 4 cm de ancho y 7 cm de altura, además de ser biodegradable.
Galería Resultados
Discusión
Una de las ventajas de utilizar la cáscara y fibra de caña, es que se aprovechan los desperdicios de la elaboración de alimentos con caña.
También se reduce un largo proceso industrial, que a se vez daña el ambiente. Además, da una alternativa a la forma de ver la moda.
Conclusiones
La fibra de caña no es un material tan manipulable como esperábamos. Sin embargo con la realización de la pluma y el monedero, reduce el impacto ambiental que una familia produce al comprar y desechar accesorios para el hogar y de uso personal.
Bibliografía
http://www.ecured.cu/index.php/Bagazo_de_ca%C3%B1a
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar31/HTML/Articulo02N.htm
http://www.uv.mx/universo/272/infgral/infgral01.htm
Accesorios a base de fibra de caña
Accesorios a base de fibra de caña
Summary
Currently, there is a wide range of items, both for personal use as office or home, that last a few time, besides the fact that during its making several pollutants are generated both to the air and ground; furthermore, its value is very high. On the other hand there are people with low economic resources, who can make a living developing or making such articles from natural inexpensive materials. Our planet is in a very difficult situation due to the widespread pollution on its rivers, oceans, land and air, and it is time for us to help it developing and/or manufacturing natural items without generating pollutants which damage the Earth. Our duty is a searching for low-cost materials for the production of accessories based on cane fiber in order to provide people with natural accessories to use, and besides, as soon as their active life is over, they can be disposed without having negative effects on the environment. We can take advantage of the sugarcane from several points of view, when the peel dried, it is a very hard material such as wood. The pulp instead, can be used to make items that are porous or soft such as toilet tissue paper. Using sugar cane, which is a fast growing renewable resource, we can save thousands of trees that have very slow growth, so they have the function of oxygen generators.
Research Question
What is and how can we get the fiber of the sugar cane? How can we elaborate accesories based on the fiber cane?Problem approach
Currently, environmental problems are getting worse, and as they grow we must take different measures; however we do not anything.The communication media inform us about the ravages of our actions affecting the environment, we propose solutions, but very few people care about it, and have the willing to make changes. In the year 2010 there was a proposal about revolutionary fashion and beneficiary care of the environment, unfortunately this proposal did not receive support from consumers who made this failed.
We consume goods in excess; most of these are unnecessary and end on the wastebasket. The production of these objects consume a lot of resources that are vital to human beings and many of these are not renewable.
Most products and accessories sold in supermarkets are made to the female population, failing these are short-lived and as a result of this, sales of these products increase excessively.
Background
Cosecha de caña de azúcar
El azúcar ha sido un ingrediente muy valorado en la elaboración de alimentos y bebidas desde que Alejandrino Magno descubrió la caña de azúcar o ‘la caña que hace la miel sin abejas’, en la India hace 2500 años
.En los EE.UU., el consumo promedio de azúcar en la actualidad es el doble del máximo del 10% de las calorías diarias recomendadas por la Organización Mundial de la Salud. Sin embargo, como la caña de azúcar se cultiva en 101 países, y para una docena de éstos representa el 25% de su tierra de cultivo, su cultivo y procesamiento proporciona sustento para millones de personas y su exportación mantiene a muchas economías nacionales. Aproximadamente el 70% de todo el azúcar proviene de la caña de azúcar, el resto de la remolacha azucarera. Estos cultivos crecen en zonas tropicales a sub-tropicales y templadas, respectivamente. Significativos problemas ambientales rodean a la caña de azúcar. Por un lado, la caña de azúcar es la materia prima para el bio-combustible que proporciona la mejor ganancia neta de energía y tiene la menor huella de carbono. Se ha elaborado biotenol a partir de la caña de azúcar a gran escala desde la crisis de petróleo de comienzos de los ‘70, el 55% del cultivo ahora se usa con este fin. Por otro lado, el Fondo para la Vida Silvestre (WWF por su sigla en ingles) considera que los principales problemas ambientales en la producción de caña de azúcar son los efluentes, la pérdida de hábitats a medida que se limpia la tierra para cultivo y todas las consecuencias de las diversas prácticas agronómicas, en especial:
- Erosión del suelo
- Contaminación del agua por el escurrimiento y la lixiviación de agroquímicos
- Resistencia de las malas hierbas, las plagas y las enfermedades
El paraquat es un herbicida no selectivo que cuando se lo usa para controlar malas hierbas en conjunto con otras prácticas puede ayudar a mitigar estas amenazas.
El paraquat es una herramienta esencial para los productores de caña de azúcar
El uso intensivo de glifosato ha causado nuevos problemas de malas hierbas ya que las especies no tan bien controladas se han ‘invertido’ para volverse más dominantes y problemáticas. Algunas especies han evolucionado bio-tipos que son resistentes al glifosato. El paraquat tiene un modo de acción diferente, de modo que cuando se lo utiliza en sistemas integrados de manejo de malas hierbas, ayuda a evitar problemas de inversiones y resistencia de las malas hierbas.
aquí se aborda la importancia del paraquat en la lucha contra la resistencia de las malas hierbas al glifosato y en mantener las opciones de los agricultores para el uso de sistemas de labranza de conservación. Puede leer más sobre los beneficios del uso de paraquat aquí.
¿Qué es la caña de azúcar?
Caña de azúcar
La caña de azúcar es una gramínea con un tallo grueso y fibroso, que crece hasta alcanzar los 6 metros de altura. Las variedades comerciales de la caña de azúcar son híbridos complejos de varias especies dentro del género Saccharum.
La especie más conocida es Saccharum officinarum.
Las plantas de caña de azúcar almacenan sacarosa en la savia del tallo para llenar las semillas luego de la floración. Sin embargo, es importante que los cultivos de caña de azúcar no florezcan para que den altos rindes de azúcar. En el momento de la cosecha, la caña contiene aproximadamente 10% de azúcar, lo cual cambia según la variedad, la estación y el lugar.
La extracción de azúcar cristalina comprende la molienda de la caña recién cosechada para producir azúcar en bruto que luego se purifica para elaborar azúcar blanca refinada que es 99% sacarosa.
En la molienda, se lava, corta y tritura la caña, luego se mezcla varias veces con agua y se aplasta con rodillos. El jugo obtenido (‘garapa’) contiene hasta 15% de sacarosa, mientras que los sólidos fibrosos restantes (‘bagazo’) constituyen una útil fuente de energía, alimento para animales o se usan para fabricar papel. El agregado de cal neutraliza el ph del jugo de la caña. Esto detiene la división de la sacarosa en glucosa y fructosa y precipita algunas impurezas. Se deja que los sólidos en suspensión se asienten antes de que se evapore el jugo para hacer un jarabe. El jarabe se concentra bajo vacío y el azúcar sale cristalizado de las ‘melazas’ líquidas cuando se lo grana con azúcar cristalina.
El azúcar en bruto se refina lavando para sacar el recubrimiento exterior contaminado de los cristales. Luego el azúcar que queda se disuelve para elaborar un jarabe con 70% sacarosa. Las impurezas filtradas y las siguientes rondas de concentración y cristalización dan como resultado azúcar blanca refinada. Los cristales de azúcar se vuelven a separar de las melazas en una centrífuga. resto del azúcar se recupera como azúcar negra. ya no se puede recuperar azúcar con fines económicos, las melazas finales siguen conteniendo 20–30% de sacarosa y también 15–25% de glucosa y fructosa. El azúcar granulado se elabora secando el azúcar en una secadora rotatoria caliente y luego se la acondiciona secándola con aire frío durante varios días.
¿Dónde se cultiva la caña de azúcar?
Se cultivan aproximadamente 20 millones de hectáreas de caña de azúcar en todo el mundo (Fig. 1). Como es un cultivo tropical, la gran mayoría se cultiva en América Latina, India y el Lejano Oriente. Muchos países en África cultivan individualmente pequeñas superficies. Brasil, India, China, Tailandia y Pakistán cultivan más de un millón de ha. La superficie en Brasil ha aumentado un 40% en la última década.Las áreas en India, Pakistán y EE.UU. han permanecido bastante estables, pero la superficie de caña de azúcar en Cuba ha disminuido drástica mente en los últimos años. La caída de la industria de la caña de azúcar en Cuba fue consecuencia del colapso de la Unión Soviética y del mercado garantizado que ésta representaba. El azúcar de caña es un importante producto de exportación para muchas islas del Caribe, pero se espera que colapse con la eliminación del actual sistema de proveedores preferenciales en la Unión Europea.
Durante los últimos diez años, la producción mundial de caña de azúcar ha aumentado en un 27%, a más de 1.8 billones de toneladas. Esto puede atribuirse a un 22% de aumento en el área cosechada y a un 6% de mejora en el rinde. Entre los países líderes, la producción de caña de azúcar ha estado aumentando más en Brasil, China y Colombia. En la Tabla 1 se muestran algunos datos de las cosechas.
Tabla 1. Producción de caña de azúcar en los países líderes (por área cosechada) en 2012 (pronósticos de la FAO).
| Área del país cosechada (en millones de ha) |
Producción anual (en millones de t) |
Rinde promedio (t/ha) |
|
| Brasil | 9.71 | 721 | 74.3 |
| India | 5.09 | 348 | 68.3 |
| China | 1.80 | 124 | 68.8 |
| Tailandia | 1.30 | 97 | 74.2 |
| Pakistán | 1.05 | 58 | 55.8 |
| México | 0.74 | 51 | 69.3 |
| Australia | 0.39 | 26 | 76.6 |
| Cuba | 0.36 | 14 | 39.9 |
| Colombia | 0.35 | 38 | 108.6 |
| Sudáfrica | 0.32 | 17 | 54.0 |
¿Cómo se cultiva la caña de azúcar?
La caña de azúcar se propaga a partir de cortes o ‘trozos’ de hasta 1 metro de largo, que se plantan en surcos. Los brotes salen a partir de yemas en estas secciones del tallo. En Brasil, se pueden obtener cinco a seis cosechas antes de replantar. La ‘planta caña’ es el nuevo cultivo que se cosecha a aproximadamente un año después de la plantación (se cosecha a principios de la estación lluviosa – septiembre a noviembre) o más comúnmente a los 18 meses de plantar (se cosecha en el período seco – julio, agosto). Luego de cortar, se planta un cultivo de ‘caña soca’ a partir de nuevos brotes que crecen de tocones de las plantas cosechadas. Los cultivos de caña soca se cosechan a intervalos anuales principalmente en las estaciones secas. La aplicación cuidadosa de fertilizante nitrogenado resulta crítica para los altos rindes del azúcar. Demasiado fertilizante fomenta el crecimiento de las hojas en lugar del almacenamiento de azúcar. La maduración se da naturalmente en los períodos secos más fríos. De lo contrario, se la acelera reteniendo el nitrógeno y el riego y aplicando un madurador químico como por ejemplo trinexapac, sulfometuron o glifosato
Cosecha manual de la caña de azúcar
La caña de azúcar con frecuencia se cultiva en tierras con pendiente o en suelos frágiles. Las tormentas tropicales causan mucha erosión en el suelo. La pérdida de la capa superficial del suelo reduce la fertilidad y la productividad, hace que las operaciones resulten difíciles en los lugares donde se han abierto grietas y el suelo erosionado bloquea los cursos de agua. El escurrimiento asociado de plaguicidas y nutrientes también puede reducir la biodiversidad y causar eutrofización en lagos y ríos. La reducción de la labranza del suelo también ayuda a minimizar la erosión. Al preparar la tierra para un nuevo cultivo, en lugar de arar los campos, se puede controlar el crecimiento de malas hierbas o de un cultivo de cobertura leguminoso mientras que la tierra está en barbecho mediante un herbicida no selectivo como el paraquat. El paraquat tiene la ventaja, con respecto a los herbicidas sistémicos como el glifosato, que mata los brotes muy rápido, dejando las raíces intactas para mejorar la estructura del suelo y proporcionar un efecto de anclaje para resistir la erosión. Luego se plantan trozos de caña en surcos individuales o franjas angostas de suelo labrado.
Protección de los cultivos de caña de azúcar
Las malas hierbas y el manejo integrado de malas hierbas
Las malas hierbas reducen los rindes de la caña de azúcar al competir por la obtención de luz, agua y nutrientes, al albergar plagas y enfermedades, interferir con la molienda y limitar el número de cultivos de caña soca. El control de las malas hierbas puede ser uno de los componentes más costosos de la producción de caña de azúcar. Las gramíneas perennes como el pasto Guinea (Panicum maximum), el zacate Alexander u horquetilla (Brachiaria planteginea), el sorgo de Alepo (Sorghum halepense) y el pasto Bermuda (Cynodon dactylon) son malas hierbas importantes y muy difundidas. Los herbicidas residuales que actúan en el suelo sobre las semillas de malas hierbas que están germinando se utilizan mucho en la caña de azúcar. Sin embargo, si bien estos herbicidas brindan un control de malas hierbas a largo plazo, tienen que moverse en el suelo para ser efectivos y pueden lixiviar. Muchos no son totalmente selectivos para la caña de azúcar y pueden causar daño. El paraquat queda inmóvil en el suelo por lo tanto no puede llegar a las raíces y dañar el cultivo.
En los cultivos de caña soca que se cosechan mecánicamente, el uso de residuos de hoja verde como mulch ayuda a controlar las malas hierbas. El mulch da sombra a las malas hierbas y reduce los nuevos brotes de emergencia luego de la cosecha .El paraquat tiene una función vital en el manejo integrado de malas hierbas. Si bien el glifosato proporciona un buen control de las malas hierbas perennes , su uso intensivo puede fomentar el desarrollo de malas hierbas de hoja ancha agresivas e incluso resistencia de las malas hierbas. El paraquat proporciona un excelente control de un amplio espectro de malas hierbas anuales, por lo tanto se lo puede alternar con el glifosato para proporcionar un control de malas hierbas efectivo y sustentable, reduciendo así el riesgo de resistencia .Otra ventaja del paraquat es que no es sistémico. El glifosato se traslada de las hojas a toda la planta y con facilidad puede dañar gravemente la caña de azúcar. Sin embargo, el paraquat se puede usar entre las hileras de caña y las pequeñas cantidades de pulverización que aterrizan en las hojas del cultivo no causan ningún daño.
Plagas
Gorgojos, barrenadores o taladrillos, áfidos y gusanos de alambre son todas plagas de insectos que atacan a la caña de azúcar. Los barrenadores del tallo son los más destructivos. Son larvas de polillas que excavan dentro de los tallos, debilitándolos y ocasionando la pérdida de sacarosa. En los EE.UU., en la actualidad una avispa parásita (Cotesia flavipes) controla al barrenador de la caña de azúcar (Diatrea saccharalis). Un ejemplo famoso de un intento fallido de control biológico fue la introducción del sapo de caña (Bufo marinus) en Queensland, Australia, en 1935 provenientes de Hawái en un intento por controlar las larvas de los escarabajos de caña (gusanos blancos). Sin embargo, los sapos de caña ahora constituyen una grave plaga. De las glándulas ubicadas en la cabeza sale un chorro de veneno. Cazan fauna nativa como las abejas y transmiten enfermedades a los sapos y peces nativos. Los insectos no son las únicas plagas de la caña de azúcar. Las ratas pueden ser un problema y en Hawái deben controlar a los chanchos o puercos salvajes.
Enfermedades
La podredumbre roja (Colletotrichum falcatum) es una enfermedad fúngica de los trozos plantados a bajas temperaturas. La enfermedad de la piña o ananá (Thielaviopsis parodoxa) ataca también a los trozos haciendo que los centros se pongan negros y huelan como piñas o ananás pasados. La roya (Puccinia melanocephola) se presenta como pústulas ovaladas elongadas amarillas a marrones en ambas superficies de la hoja. Las pérdidas en los rindes pueden alcanzar el 20% y desarrollar resistencia es un objetivo importante. El carbón (Ustilago scitaminea) hace que surjan órganos negros en forma de látigos de las vainas de hojas enrolladas, en especial en el Sudeste Asiático y en Sudáfrica. Las enfermedades bacterianas incluyen la gomosis, Xanthomonas vasculorum, en la cual aparecen rayas amarillas en las puntas de las hojas y los tallos cortados exudan una goma amarilla y la escaldadura de la hoja, Xanthomonas albilineans, en la cual las rayas amarillas se dan en el cuerpo de las hojas y las plantas forman mocollos en exceso. El mosaico es una enfermedad viral transmitida por los áfidos que causa achaparramiento.
Moda Ecológica
La moda ecológica o eco moda, se basa en la confección de ropa orgánica: telas libres de químicos, que no contaminen el agua, ni el aire, que protejan el suelo, reduzcan residuos, ahorren energía y prevengan el calentamiento global. Los materiales orgánicos que se usan están libres de pesticidas y fertilizantes. El algodón es el más conocido, pero también hay prendas de ortiga y bambú.
Este estilo de ropa, que cuida y respeta el medio ambiente, apareció en los años 80′. En esa época se consideraba pobre, pero hoy marca tendencia en Londres, Nueva York y Milán. En México, la encargada de promulgar este mensaje de respeto por la tierra es la diseñadora Nallely Hernández. Ella ha presentado las colecciones Folk Army, Acid Pepper y Space Race, todas para que las futuras generaciones conozcan la importancia de las telas orgánicas. En Madrid realizaron el desfile Moda sin tóxicos, donde participaron las marcas Mango, Camper y Ágata Ruiz de la Prada.
Nike, Levi’s, Adidas, Zara, Armani y Dolce & Gabbana, están fabricando prendas de vestir conscientes con nuestro planeta. La tienda Fair Hemp hace ropa y bolsas con cáñamo en Londres y Nueva York. Otros materiales del estilo son las algas para fabricar pantalones, cajas de huevo para los trajes y fibra de soja para hacer mantas.
El Bagazo de caña se produce como consecuencia de la fabricación de azúcar y constituye un subproducto de esta producción. Es un combustible natural para producir vapor en las fábricas azucareras
Es un material fibroso, heterogéneo en cuanto a su composición granulométrica y estructural, que presenta relativamente baja densidad y un alto contenido de humedad, en las condiciones en que se obtiene del proceso de molienda de la caña.
El término Bagazo proviene de la palabra francesa bagasse y se empleaba antiguamente para denominar al residuo de la aceituna después que era molida y prensada para extraerle el aceite.
Actualmente se aplica este término al residuo fibroso que se obtiene al triturar y comprimir la caña de azúcar en los molinos del central para extraerle el jugo (guarapo ). Fundamentalmente constituye la parte fibrosa de esta planta.
Cuando el bagazo sale del molino posee aproximadamente la siguiente composición:
- Humedad (50%)
- Sólidos soluble (5%)
- Sólidos insolubles o fibra cruda (45%)
Además su composición química es la siguiente:
- Carbono: 47 %
- Hidrógeno: 6,5 %
- Oxígeno: 44 %
- Cenizas: 2,5%
El bagazo consta de dos partes fundamentales:
- La fibra: Fibras relativamente largas, derivadas principalmente de la corteza y otros haces de fibra del interior del tallo.
- El meollo: Se deriva del parénquima, parte de la planta donde se almacena el jugo que contiene el azúcar.
La longitud media de las fibras del bagazo es de 1 a 4 milímetros y su ancho varía entre 0.01 y 0.04 milímetros.
Propiedades de la fibra de caña
El bagazo de caña de azúcar es un material lignocelulósico constituido principalmente por celulosa, hemicelulosa ligadas fuertemente a la lignina. Tradicionalmente en los centrales azucareros este desecho se quema como una forma de limitar la disposición final de este desecho, desperdiciando un elemento de tan valiosa importancia para diversas industrias como la fabricación de papel, producción de alimentos balanceados para animales, elaboración de aglomerados para la construcción, industrias donde se usa actualmente el bagazo de caña, pero no en todo su potencial.
En el Ecuador el bagazo de caña es un residuo obtenido en la industria azucarera, aproximadamente se obtiene 15 800 ton de este producto y actualmente este es usado en varios campos, como: elaboración de balanceados para animales, pulpa de papel, etc., el ocupar este residuo en toda su capacidad es una opción ante la sobre producción de este contra la importación de 150 millones de dólares de celulosa y hemicelulosa a nuestro país.
Por lo que este proyecto va orientado al aprovechamiento de los residuos de la extracción del jugo de la caña de azúcar, al degradar la lignina en celulosa y hemicelulosa mediante organismos levaduriformes y fonológicos degradadores de este compuesto.
La caña de azúcar crece en climas tropicales y subtropicales. El bagazo es el residuo fibroso que queda de la caña después de ser exprimida y de pasar por el proceso de extracción. Por lo general el bagazo se utiliza en los ingenios azucareros como combustible, sin embargo para la industria papelera representa una de las materias primas más importantes.
El bagazo, subproducto de la industria azucarera, conserva una posición única entre las fibras no leñosas consiste en que el costo de su recolección, la extracción de jugo y su limpieza, son cargo del ingenio azucarero.
La temporada de procesamiento de la caña dura usualmente de cuatro a seis meses, pero se extiende hasta nueve meses en Hawaii, Perú, México. Puede reunirse y almacenarse una cantidad adecuada de bagazo durante la temporada, con el fin de lograr una operación continua en la fábrica de pulpa en tanto llegó a México.
Objective
To develop accesories based on fiber of the cane
Justification
The cane fiber, thanks to it’s biodegradable properties, give us an alternative to think in the fashion thermes.
That is why we decide to use the cane fiber as raw material for the production of commonly used accesories.
Besides being an easier fruit to get, people could elaborate their own accesories by a simple and homemade procedure.
Hypothesis
If we achive to develop fiber-based on cane accesories, then we would give people an environmentally friendly alternative to look good and protect the environment.
Method (materials and procedure)
Purse
Materials:
- 2 kg of cane
- 2 beans
- Thread
- A needle
- A knife
- Silicone
- A pan
- Yute
- Pellón
Process:
- Wash the sugar cane.
- Separate the fiber shell with the knife.
- Cut the skin of the sugar cane into stripes.
- Knit two triangles of 10 × 4 cm
- Knit the skin of the cane so they form a rectangle of 10 × 4 cm and two rectangles of 10 × 7 cm.
- Put the fiber shells in a pan with boiling water.
- Wait until the water is warm and take out the fiber from the pan.
- Manipulate the fiber cane making a thin plate: develop two rectangles 10 × 7.
- Join the rectangles and triangles along with the thread to form a triangular prism.
- Using silicone, paste the beans on the top of the triangular prism, this will serve as a safe for the purse.
Pen
Materials:
- A stick cane of 12.5 cm
- Knife
- Ink for a pen
- Thread color (variable) 24 cm
- A circular wooden bead
- Cold Silicone
- A paper hole punch
Process:
- Separate the shell cane using the knife making thin strips 1 cm wide by 12 cm high.
- Dry the strips for 1 week.
- When the skin of the cane is dry, cover the ink cartridge in a vertical position and keep it there.
- Cut the threat by the half.
- Roll one half of the thread at the top and secure it with silicone, do the same at the bottom.
- Put silicone on the top of the pen, then place the wooden bead and let it dry
Method Gallery
Results
As a final result we got a pen of 12 cm with the natural color of the cane, a tone between light green and yellow.
Regarding the purse we did not just use fiber cane, but we also used “jute”, which is another natural fiber from Mexico and “pellón” a reinforcement fabric . We got a purse of 10 cm long, 4 cm wide and 7cm depth, besides being biodegradable it is useful for its purpose.
Results Gallery
Discussion
One of the advantages of using the skin and the fiber of the cane is that we can use the food waste of this fruit reducing a long industrial process which turns into damage to the environment. It also gives an alternative to the way we see fashion.
Conclusions
The fiber cane is not so handleable as expected. However, performing the pen and the purse it was reduced the environmental impact that a family produces at the moment of buying and throwing away different accessories for home and personal use.
Bibliography
http://www.ecured.cu/index.php/Bagazo_de_ca%C3%B1a
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar31/HTML/Articulo02N.htm
http://www.uv.mx/universo/272/infgral/infgral01.htm
