Ciencias de los materiales

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

PJ-CM-23 Cubrebocas a base de cáscaras de fruta melón, plátano y mango

Asesor: Laura Saldaña

Ian Alejandro Avilés Pérez[!ro. Copán], Patrick Mier Estrada[1ro. Copán], Franco Vargas Alva[1ro Copán]

Resumen

Lo que tratamos de hacer en este proyecto es que la gente tome en cuenta cuánto contaminan con los cubrebocas desechables que tomen conciencia que debemos cuidar el medio ambiente y disminuir la contaminación en el planeta.Debido a la problemática de la pandemia causada por el COVID 19 hemos tenido que cambiar nuestros hábitos de vida cotidiana y hemos sufrido una contingencia sanitaria por lo que hemos empezado a usar las máscaras quirúrgicas o cubrebocas protegen de posibles contagios y evitan al portador contagiar pero no por completo .Los kn95 o n95 funcionan bien hoy en día pero no son biodegradables y es necesario que cubra bien nariz y boca.Atrapan bien partículas pero el material no es biodegradable.Y no se puede reutilizar por completo aunque lo desinfectes dura aprox de 5 a 10 días y no son lavables.Por lo tanto reducen el esparcimiento de partículas portadoras de bacterias o virus generadas al estornudar o toser.Sin embargo,no están diseñadas para proteger al usuario de inhalar partículas ;pueden atrapar algunas pero son poco efectivas para ello,ya que no están diseñadas para este propósito hoy en día.Aunque los científicos todavía están aprendiendo sobre cómo se transmite el virus entre las personas, parece que se propaga principalmente a través de gotitas, y potencialmente a través de partículas de aerosol en lugares muy cercanos.

Las gotas son grandes partículas de líquido que suele producir alguien que ha tosido o estornudado. Debido a su tamaño, las gotitas no suelen viajar muy lejos antes de caer a la superficie.

 

FORMATO CUBREBOCAS BIODEGRADABLE A BASE DE CASCARAS DE MELÓN, PLÁTANO Y MANGO

LONAS CUBREBOCAS BIODEGRADABLE A BASE DE CASCARAS DE MELÓN, PLÁTANO Y MANGO

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un cubrebocas a base bioplástico con cáscaras de frutas ?

Planteamiento del Problema

Debido a la problemática de la pandemia causada por el COVID 19 hemos tenido que cambiar nuestros hábitos de vida cotidiana y hemos sufrido una contingencia sanitaria a lo que llevó una “nueva normalidad”.
Dia a dia las personas que salen de sus casas para conseguir los recursos necesarios , deben salir con cubrebocas que permiten que no se propaga este virus del COVID-19.
Aunque la mayoría de esos cubrebocas  son desechables o con telas sintéticas, pero por los cubrebocas desechables ha aumentado demasiado  la contaminación de cubrebocas debido a la pandemia COVID-19.
Para prevenir el contagio del famoso virus COVID-19 las personas deben de tener un uso obligatorio de cubreboca.
Estos cubrebocas causan un daño tremendo al ambiente debido a que se tardan en degradarse 4 años y por ello la contaminación ha aumentado un 30% por la nueva normalidad (dependiendo  su composición.
En promedio en México cada habitante tira aproximadamente 2 cubrebocas al día y cada semana tira 1 o 2 kilos en promedio.Aunque la mayoría de esos cubrebocas  son desechables o con telas sintéticas, pero por los cubrebocas desechables ha aumentado demasiado  la contaminación de cubrebocas debido a la pandemia COVID-19.
Para prevenir el contagio del famoso virus COVID-19 las personas deben de tener un uso obligatorio de cubreboca.
Estos cubrebocas causan un daño tremendo al ambiente debido a que se tardan en degradarse 4 años y por ello la contaminación ha aumentado un 30% por la nueva normalidad (dependiendo  su composición.
En promedio en México cada habitante tira aproximadamente 2 cubrebocas al día y cada semana tira 1 o 2 kilos en promedio.

Antecedentes

El bioplástico no contiene sustancias químicas perjudiciales para el medio ambiente en su mayoría son biodegradables así qué contribuye al cuidado del planeta produciendo menos residuos, el calentamiento global se genera por plásticos, la quema de bosques y por lo tanto el bioplástico reduciría los efectos del calentamiento global.Las mascarillas cómo la kn 95 n95 funcionan bien hoy en día pero no son biodegradables y es necesario que cubra bien nariz y boca.

Atrapan bien partículas pero el material no es biodegradable.

Y no se puede reutilizar por completo aunque lo desinfectes dura aprox de 5 a 10 días y no son lavables.

Se denomina bioplástico a un tipo de plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite de soja, el maíz o la fécula de patata, a diferencia de los plásticos convencionales, derivados del petróleo. Los plásticos tradicionales (polietileno, polipropileno, ABS, PET, entre otros) están sintetizados a partir del petróleo por la industria petroquímica. La característica de este combustible fósil, su carácter de resistencia a la degradación natural y el hecho de que es una fuente que, tarde o temprano, acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. Para la fabricación de los plásticos se emplean técnicas de polimerización de compuestos sintéticos derivados del petróleo, los cuales son sumamente resistentes y, por lo tanto, difícilmente degradables, logrando perdurar en el ambiente de 100 a 400 año.El plástico biodegradable o bioplástico está fabricado con materias primas orgánicas .A diferencia de los plásticos biodegradables, el plástico convencional solo se degrada por la acción de los rayos ultravioletas del sol. Con el paso del tiempo, se fragmenta en pequeñas partículas, los microplásticos, que no experimentan cambios en su composición y que, por tanto, no pueden ser digeridas por los seres vivos.Es por ello que muchas bolsas de plástico y otros elementos cotidianos comienzan a venir etiquetados como “biodegradables”.como restos de frutas, celulosa o legumbres y, al ser depositado con los residuos orgánicos, entra en contacto con microorganismos que lo degradan y termina desapareciendo completamente


Los plásticos biodegradables se clasifican en diferentes categorías atendiendo a su origen y a si se pueden compostar o no.

  1. a)  Por su origen

 

Plásticos biodegradables de origen fósil.Plásticos biodegradables de origen biológico, o bioplásticos.

biológico, o bioplásticos.

 

  1. b)  Por su compostabilidad

 

Plásticos biodegradables no compostables.Plásticos BioCom que, según la Asociación Española de Plásticos Biodegradables Compostables (Asobiocom), se definen como plásticos de origen vegetal (maíz, trigo, patata, yuca, guisantes…), parcialmente vegetal o sintético que son biodegradables y compostables

El proceso de descomposición de los plásticos biodegradables no solo resulta inocuo para el medio ambiente, sino que también presenta otra ventaja: es mucho más rápido que el de las resinas plásticas convencionales.

Los plásticos biodegradables suelen ser aptos para el uso durante un periodo de unos 18 meses a contar desde su fecha de fabricación. Después, requieren entre año y medio y tres años para desaparecer y ser absorbidos por la naturaleza.

No obstante, y a pesar de sus implicaciones positivas, la utilización de plásticos biodegradables en la fabricación de envases y embalajes crea un problema. Y es que los bioplásticos no pueden mezclarse con los plásticos convencionales cara al reciclaje, o esto imposibilitaría la recuperación de todo el lote. A la hora de separar los residuos, los plásticos de origen orgánico deberían ir por un lado, y los no biodegradables, por otro.Se denomina bioplástico a un tipo de plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite de soja, el maíz o la fécula de patata, a diferencia de los plásticos convencionales, derivados del petróleo. Los plásticos tradicionales (polietileno, polipropileno, ABS, PET, entre otros) están sintetizados a partir del petróleo por la industria petroquímica. La característica de este combustible fósil, su carácter de resistencia a la degradación natural y el hecho de que es una fuente que, tarde o temprano, acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. El ácido poliláctico, sintetizado a partir del maíz, es una de las más prometedoras, sin embargo aun es pobre en propiedades mecánicas, su costo es mucho mayor comparado con los plásticos de origen fósil y no puede ser reciclado

Uno de los principales problemas del plástico convencional lo constituyen las emisiones de efecto invernadero que se producen como resultado de su fabricación. El bioplástico emite entre 0,8 y 3,2 toneladas menos de dióxido de carbono por tonelada que el plástico derivado del petróleo.

El uso de cultivos para la producción de plásticos es controversial , ya que hay mayor preocupación por disminuir las tasas de hambruna que la producción de bioplasticos, así también la obtención de plástico a partir de materias primas renovables, no implica que tenga mejoras sociales, ya que no asegura prácticas sustentables, no asegura que el plástico seabiodegradable o incluso que pueda ser viable su producción y utilización.

Para los plásticos derivados del petróleo existe la tecnología oxo biodegradable. Se añade al plástico una pequeña parte de sales de metales pesados para que las cadenas de polímeros se desintegren tan solo 3 o 5 años en lugar de los más de cien que le toma al plástico convencional. Sin embargo su uso ha ido disminuyendo ya que se ha detectado que los fragmentos de plásticos puede migrar más lejos y más rápido que el plástico completo e incluso por su tamaño menor es más fácil que sea ingerido por mayor cantidad de animales ingresando así el plástico a las cadenas y redes tróficas.

 

Nuevas tecnologías prodegradantes han surgido para asegurar la reincorporación de los materiales plásticos al ambiente de manera acelerada, en la que los productos plásticos cuando son desechados en tiraderos de basura por acción microbiana los utiliza como sustrato produciendo como subproductos biogás y biomasa. El biogás puede y debe ser utilizado para recuperar energía y los subproductos comes el CO2 puede ser utilizado por árboles y microalgas en el proceso de fotosíntesis. Estos nuevos aditivos presentan la ventaja de permitir que el plástico se recicle ya que no pierde sus propiedades mecánicas, no se desintegra al contacto con el aire, luz o calor y solo por acción de microorganismos anaerobios que ocurren en los tiraderos comenzará la biodegradación del plástico.   

La producción es relativamente limitada y el precio aún no es competitivo. Pero esto puede cambiar rápidamente, teniendo en cuenta la escalada de precios del petróleo y los últimos desarrollos en el campo de los plásticos vegetales, que hacen que sus características de dureza y resistencia al calor se acerquen, cada vez más, a las del polietileno

Se denomina bioplástico a un tipo de plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite de soja, el maíz o la fécula de patata, a diferencia de los plásticos convencionales, derivados del petróleo. Los plásticos tradicionales están sintetizados a partir del petróleo por la industria petroquímica

Los plásticos biodegradables se distinguen del resto de plásticos porque, en determinadas condiciones de temperatura

y humedad, son consumidos por los microorganismos y entran en un proceso de oxidación que favorece su conversión en agua, dióxido de carbono y biomasa. De este modo, se reintegran en el ciclo del carbono sin dejar residuos.

 

A diferencia de los plásticos biodegradables, el plástico convencional solo se degrada por la acción de los rayos ultravioletas del sol. Con el paso del tiempo, se fragmenta en pequeñas partículas, los microplásticos, que no experimentan cambios en su composición y que, por tanto, no pueden ser digeridas por los seres vivos.

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) ahora recomiendan a todos los ciudadanos que usen una mascarilla como medida de protección, pero con tantas opciones disponibles puede ser confuso saber cuál es la mejor para el uso diario. Las mascarillas que necesitan los médicos y los equipos de primeros auxilios son diferentes de las que alguien debería usar cuando va al supermercado, y es importante entender la diferencia.

   Aunque los científicos todavía están aprendiendo sobre cómo se transmite el virus entre las personas, parece que se propaga principalmente a través de gotitas, y potencialmente a través de partículas de aerosol en lugares muy cercanos.

Las gotas son grandes partículas de líquido que suele producir alguien que ha tosido o estornudado. Debido a su tamaño, las gotitas no suelen viajar muy lejos antes de caer a la superficie. Así es como se puede producir la transmisión desde una superficie contaminada como la manija de una puerta.

Los aerosoles, por otra parte, son partículas extremadamente pequeñas que son tan livianas que pueden ser suspendidas en el aire por un período de tiempo prolongado. Además de propagarse por la tos y los estornudos, los aerosoles también pueden liberarse al hablar o al respirar.

Si sólo se cubre la boca, los microorganismos que se quedan en la parte externa del cubrebocas se van a respirar por la nariz y eso provoca que la persona se enferme.

Epidemiólogos del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) hicieron un llamado a la sociedad sobre la importancia del uso

correcto de cubrebocas, el cual debe cubrir nariz y boca para evitar contagios por enfermedades respiratorias.

“Si sólo se cubre la boca, los microorganismos que se quedan en la parte externa del cubrebocas se van a respirar por la nariz y eso provoca que la persona se enferme”, explicó la doctora Paola Johana Hernández Rodríguez, coordinadora auxiliar de vigilancia epidemiológica de la Oficina de Representación del IMSS Ciudad de México Norte.

Los cubrebocas quirúrgicos están hechos de *dos capas de tela no tejida *UN FILTRO DE POLIPROPILENO *Con ajuste nasal

 

El polipropileno es un termoplástico que es obtenido de la polimerización del propileno,subproducto gaseoso de la REFINACIÓN DEL PETRÓLEO por lo tanto no es biodegradable.

Que tiene un catalizador dentro.

El catalizador está compuesto de platino,rodio y paladio y cuando los gases nocivos se ponen en contacto con él,se generan y aceleran LAS Reacciones quimicas que se descomponen y oxidan gases.

Por lo tanto reducen el esparcimiento de partículas portadoras de bacterias o virus generadas al estornudar o toser.Sin embargo,no están diseñadas para proteger al usuario de inhalar partículas ;pueden atrapar algunas pero son poco efectivas para ello,ya que no están diseñadas para este propósito hoy en día.

Las máscaras quirúrgicas o cubrebocas protegen de posibles contagios y evitan al portador contagiar pero no por completo .

Los kn95 o n95

Funcionan bien hoy en día pero no son biodegradables y es necesario que cubra bien nariz y boca.

Atrapan bien partículas pero el material no es biodegradable.

Y no se puede reutilizar por completo aunque lo desinfectes dura aprox de 5 a 10 días y no son lavables .

 

Objetivo

Elaborar un cubrebocas a base de bioplástico con cáscaras de frutas y  almidón  de maíz para proteger al medio ambiente.

Justificación

Este proyecto lo que quiere hacer es evitar la contaminación por los cubrebocas que ha aumentado en la pandemia, por el confinamiento a la tierra se daría un respiro por las bajas emisiones  de CO2, pero gracias a la nueva normalidad la contaminación de cubrebocas ha aumentado un 30% aproximadamente.Lo que aportará el proyecto es no contaminar tanto al planeta por el uso de cubrebocas y cambiarlos por cubrebocas biodegradables.

Los beneficios que dará es reducir la contaminación por los materiales con exceso de químicos y textiles que tardan de degradarse hasta un año si es de tela y hasta diez años si es del tipo quirúrgico , pueden ser consumidos por microorganismos con mayor facilidad ,menor contaminación de ecosistemas,al momento de biodegradarse no afectan la salud de los animales y la tuya.

Hipótesis

Si logramos elaborar un cubrebocas a base de bioplastico con cáscaras de fruta, como la naranja, el melón y el  plátano. Entonces podremos reducir el uso de cubrebocas que contaminan el medio ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:
1 cucharada de glicerina
1 cucharada de vinagre
30 gramos de almidón o maizena
1 taza de agua

1. En un recipiente mezcla la fécula de maíz con el agua, el vinagre y la glicerina. Integra bien hasta que quede una mezcla uniforme.
2. Por otro lado, licúa la cáscara de tu mango junto a una taza de agua; y reserva
3. Cuando te haya quedado una preparación gelatinosa, colócala en la licuadora junto a tu licuado de cáscara de mango
4.Vierte la preparación sobre una bandeja para lograr una capa fina.
5.
Deja secar por 24 horas o más, hasta que esté completamente rígido.
1-Mezclar 1 cucharada de glicerina.vinagre,30 gr de almidón.1 taza de agua,hasta disolver todos los ingrdientes.
2-Licuar las cascaras de fruta con media taza de agua.
3-Llevar a fuego lento ambas meclas,agregar el colorante vegetal y mover hasta lograr una mezcla gelatinosa.
4-Colocar la mezcla sobre una superficie plana y dejar secar por 2 días.
5-Crear un molde de tela de algodón y bioplástico para formar el cubrebosas.
6-Coser el cubrebocas de forma de aque no quede ningun espacio sin coser.

Galería Método

Resultados

Es posible realizar un cubrebocas a base de bioplastico para no contaminar el ambiente.

En la primera fase experimental nos dimos cuenta que al colocarnos el cubrebocas era algo rígido lo que nos provocaba irritación en la piel.

En la segunda fase después de realizar la capa de bioplástico decidimos ponerle una cubierta de tela de algodón que tarda dos meses en degradarse.

 

Al realizar las pruebas se eliminó por completo la sensación de irritación y las pruebas que se realizaron con el cubrebocas puesto funcionaron.

 

 

Galería Resultados

Discusión

Es posible realizar un cubrebocas a base de bioplastico para no contaminar el ambiente.

En la primera fase experimental nos dimos cuenta que al colocarnos el cubrebocas era algo rígido lo que nos provocaba irritación en la piel.

En la segunda fase después de realizar la capa de bioplástico decidimos ponerle una cubierta de tela de algodón que tarda dos meses en degradarse.

 

Al realizar las pruebas se eliminó por completo la sensación de irritación y las pruebas que se realizaron con el cubrebocas puesto funcionaron

Conclusiones

Se pudo realizar exitosamente el  cubrebocas, pero tuvimos que añadir  una base de algodón ya que bioplástico irrita la piel.

Cuando realizamos la prueba de apagar un encendedor al soplar se pudo comprobar la eficacia del cubrebocas al no lograr apagar la flama.

Por lo que se puede elaborar un cubrebocas que sea efectivo y que cuando se deseche éste no contamine ya que el tiempo de degradación será mucho menor que los le latex o materiales poco degradables.

Bibliografía

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography