Resumen

Existen varios tipos de pegamento, como el pegamento a base de mucilago de nopal “baba de nopal” que es considerado de origen natural. Esta es una planta abundante en América, siendo México el país con mayor abundancia de especies, por lo que el pegamento se elabora fácilmente. La investigadora de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán (FESC) de la UNAM Leticia Figueroa Villarreal comenta que: actualmente en México, la producción de nopal puede clasificarse en tres tipos: nopaleras silvestres, huertos familiares y plantaciones. Algunos investigadores sugieren que en tiempos prehispánicos el nopal servía para elaborar alimentos, bebidas, aceite, papel, pegamento, aislante para el agua y postres, entre otros.

Se han realizado varias investigaciones (más en la farmacéutica) para conservar valor nutritivo de esa cactácea y su fruto, la tuna. Una de los factores a considerar en la conservación de las propiedades del nopal son: el desespinado, la cantidad de agua contenida y su actividad respiratoria, que continúa aún después de la cosecha (poniendo especial interés en este punto ya que afecta notablemente su conservación).

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Dentro del ambiente familiar (familias con hijos en edad escolar) se destina parte del presupuesto para útiles escolares. Una de las herramientas más usadas durante el ciclo escolar es el pegamento. El uso del pegamento también se ocupa en casa, en oficinas, talleres y más lugares a  parte del ámbito escolar, por lo que se convierte en un gasto constante durante el año.

Considerando lo anterior el presente proyecto propone una solución accesible y económica para las familias que tienen hijos en edad escolar. De antemano aclaramos que el ámbito de aplicación puede ser más amplio, sin embargo la propuesta es hacerlo accesible en cuanto a elaboración para que sea una opción inmediata para las familias y en casa se tenga una opción más para la optimización de los recursos

La elaboración de pegamentos se ha hecho desde hace mucho tiempo, incluso existen datos en culturas originarias del continente, en este proyecto utilizaremos  el mucilago, mejor conocido como “baba de nopal” ya que muchas veces no se ocupa o se considera un residuo, también porque sus propiedades están más que estudiadas, además de que existen muchas técnica (de laboratorio y artesanales) para procesarlo.

El presente trabajo de investigación consiste en la elaboración de un pegamento a base de mucilago de nopal, en su totalidad, utilizando la pectina encontrada en las paredes celulares como factor principal en su consistencia y efectividad complementando con glicerina y con grenetina.

Antecedentes

Nopal: El nopal (Opuntia fictus-indica) pertenece a la familia cactácea, especies endémicas del continente americano que se desarrollan principalmente en las regiones áridas y semiáridas. En el centro primitivo de diferenciación de las cactáceas fue el golfo de México y el Caribe

Taxonomía

• Reino: plantae
• División clase: magnoliophyta
• Orden: caryophyllales
• Familia: cactaceae
• Tribu: opuntiae
• Género: opuntia
• Especie: opuntia ficus-indica mil

Origen y distribución geográfica

México es el país con mayor abundancia de especies, por lo que se puede considerar como origen y diversidad de esta especie. La producción se puede clasificar en tres tipos: nopaleras silvestres, huertos familiares y plantaciones. Según datos de la secretaria de Secretaría de Agricultura, ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) en 2017 la producción en nopalera (en su gran mayoría silvestres) fue de3 millones de hectáreas, distribuidas en 15 estados del país, produciendo 250 mil 292 toneladas de nopal. El 52.5% de superficie nacional está ocupada por zonas áridas y semiáridas haciendo favorable su producción.

Usos del nopal: En su desarrollo histórico, el nopal se ha posicionado como uno de los elementos bióticos más relevantes y de mayor significado cultural, ya que se utiliza como alimento, bebida alcohólica, dulce, forraje, cerco vivo, producto industrial, etc. Su valor cultural y biótico ha quedado modelado en códices, pinturas y datos antiguos; su significado histórico es evidente, el mucílago de nopal de algunas especies, es tan pegajoso, que las personas que viven en comunidades rurales lo emplean como pegamento; llegó a ser tan importante ese uso que se industrializó en el sur de los Estados Unidos.

Incluso pintores como Diego Rivera y Javier Guerrero, pintores mexicanos, emplearon en su técnica, la baba de nopal.

PEGAMENTO: Un pegamento es un producto que se emplea para aglutinar y lograr la adhesión de un objeto con otro. Lo que hace el pegamento, por lo tanto, es pegar la finalidad de un pegamento es lograr que las cosas queden unidas una vez que sus superficies entran en contacto. Esto quiere decir que los objetos en cuestión no se cruzan ni se ensamblan, sino que se vinculan sólo gracias a la capa de pegamento.

Þ     Adhesivos sintéticos: A base de polímeros derivados del petróleo (colas de poli-vinil-acetato, colas etilénicas, colas de poliuretano, colas de caucho sintético, adhesivos anaeróbicos o de cianoacrilato, etc.);

Þ     Adhesivos de origen vegetal: a base de derivados de la fécula de patata, el maíz (colas de almidón, dextrinas, cauchos naturales, etc.);

Þ     Adhesivos de origen animal: cola tradicional, hecha a base de pieles de animales o su esqueleto (colas de pezuña, de gelatina); colas de derivados lácteos (caseína).

Componentes del adhesivo: Al igual que ocurre en las pinturas los adhesivos están formados por diversos componentes químicos donde cada uno de estos compuestos tiene una función específica, dentro de un adhesivo además del polímero principal que lo forma y aporta las propiedades principales, se encuentran otros compuestos como los aditivos y las cargas que aportan una serie de propiedades específicas al adhesivo.

Los adhesivos son polímeros que se pueden clasificar en 2 grandes grupos atendiendo a la manera en la que reticular o alcanza su curado Adhesivos químicamente reactivos: incluidos los poliuretanos, epoxis, fenólicos, poliimidas y anaeróbicos. Hay de uno y de dos componentes; los primeros se curan por reaccionar químicamente a la temperatura, a la humedad o al calor, mientras que los de dos componentes al entrar en contacto las dos resinas.

Adhesivo por evaporación o difusión: Estos se preparan como solución al disolverse en solventes orgánicos o en agua y se aplican sobre el lugar que se quiere mantener pegado. Hay una preferencia notable hacia los adhesivos de base agua por el hecho de la seguridad ambiental que representa su consumo.

Objetivo

Elaborar pegamento natural a base de mucilago (baba) de nopal con  productos de fácil acceso y de fácil elaboración para contribuir a reducir el gasto en pegamentos de uso escolar.

Justificación

Gracias a las diferentes investigaciones que se han hecho sobre el mucilago ofi (nopal o baba de nopal) desde los 50^s se han encontrado diferentes aplicaciones que van desde la construcción hasta ambientes naturales. Se encontraron aplicaciones desde: coagulante natural, desinfectante, antinflamatorio, inhibidor de corrosión,  desarrollado como película comestible para aumentar la vida de anaquel de alimentos como las fresas y por último la que nos tiene en esta investigación como emulsificante (pegamento natural). Del mismo modo podemos considerar la nobleza y economía ya que se encuentra en diversas zonas de México (incluso en las áridas) y el país es líder en la producción de nopal.

Otro detalle a considerar es el uso que se da en los pegamentos en casa se compran para uso escolar y en la mayoría de los casos se usa poco, solo en ocasiones específicas. Por eso consideramos hacer pruebas para elaborar pegamento a base de mucilago para poder llegar a hogares de Centro Escolar Zamá y de ahí a más hogares mediante la presentación del producto y la instrucción en su elaboración.

Hipótesis

Si elaboramos  un pegamento a base de mucílago de nopal integrado con glicerina y/o con grenetina además de otros productos que se utilizarán en la experimentación como ejemplo  el limón, entonces tendremos un pegamento de uso casero y a bajo costo.

Método (materiales y procedimiento)

Se desarrolla la experimentación con observación directa: se realizan los modelos con diferentes concentraciones de los materiales utilizados, incluso con variación de materiales para determinar qué combinación nos da más adherencia en diferentes objetos como: papel, cartón, madera, etc.

Los siguientes pasos se utilizaron como fórmula base para el resto de las pruebas, buscando mejorar la mezcla,se hizo la reducción  a cantidades disminuidas, en glicerina y grenetina, demostrando que el pegamento es viable gracias a la baba del nopal y no al polímero formado por estos dos ingredientes antes mencionados.

Materiales:

FORMULA PRINCIPAL

150 ml de baba de nopal

20 gramos grenetina natural

50 ml de glicerina

5 gramos de sal

Pasos

1. Se corta el nopal en cuadros de 1cm aproximadamente.
2. Se pone sobre la coladera para que suelte el mucilago.
3. Se coloca el colador sobre el recipiente de 1 litro.
4. Se deja escurrir el nopal aproximadamente 2 horas para que suelte el mucilago (también se pude hervir con un poco de agua para que sea más rápido).
5. Se toman 150 ml de mucilago de nopal con el recipiente medidor.
6. Se coloca en otro recipiente de plástico con capacidad para un litro.
7. Se disuelve la grenetina en 15 mililitros de agua tibia (se debe colocar poco a poco la glicerina en forma de lluvia).
8. Disolver poco a poco, mezclando completamente la grenetina y el agua.
9. Mezclar el mucilago, la glicerina y la grenetina.
10. Agregar 5 gramos de sal y mezclar bien.
11. Dejar reposar por media hora.
12. Hacer las pruebas de pegado con diferentes materiales.
13. Conservar la mezcla a temperatura ambiente durante 28 días y revisar periódicamente sus características organolépticas.

Materiales

Se utilizaron los siguientes materiales en diferentes concentraciones y diferentes combinaciones que en los resultados y discusión se describirán.

1. Nopal (mucilago)
2. Glicerina
3. Grenetina
4. Limón
5. Sal
6. Agua

También se requieren:

1. Dos recipientes de plástico con capacidad para un litro.
2. Recipiente de plástico con capacidad para dos litros.
3. Recipiente de plástico con tapa con capacidad para 250 ml.
4. Recipientes medidores.
5. Escurridor (coladera).
6. Tabla para picar.
7. Cuchillo

Galería Método

Resultados

Para la experimentación fue necesario realizar varias pruebas con diferentes cantidades de materiales. La primera prueba se hizo con todos los materiales, después fue necesario cambiar las concentraciones y retirar la glicerina para comprobar la efectividad de los productos naturales (con el propósito de probar la efectividad del mucilago).

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Se realizaron 5 pruebas encontrando los mejores resultados en la No. 4:

100 ml de mucilago,

10 ml de grenetina natural,

2.5 gr de sal,

5 ml limón

El mucilago de nopal es muy buen pegamento natural, tiene buena adherencia, claro que debe ser acompañado de glicerina para ayudar a la consistencia y la formación del polímero que ayuda a la adherencia. Esto forma un pegamento muy eficaz barato y libre de cualquier tóxico, la sal fue agregada a la mezcla para ayudar a la adherencia en las moléculas y también se agregó el limón como conservador para que dure más de seis meses el pegamento sin que llegue a descomponerse.

El limón como ácido actúa de manera más afectiva en las pectinas, gelificándolas de manera uniforme. Contribuyó a eliminar el mal olor y la consistencia

Serán necesarias más pruebas con otras cantidades ya que encontramos estudios en los que se utiliza como impermeabilizante, como aislante exterior en casas, como cemento natural en casas de adobe o ladrillo. Incluso en Zamá se aprovechó las propiedades del mucilago para crear un pegamento (no natural por adición de productos químicos sintéticos) para comercializar.

Bibliografía

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• Granados, D. y Castañeada, A. D. (1997). El nopal. México: Trillas

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography