POPOTES HECHOS A BASE DE UN

BIOPLÁSTICO DE CÁSCARA DE MANGO

Título del trabajo

LAS POPOTITOS

Pseudónimo de integrantes

CIENCIAS AMBIENTALES

Área

LOCAL

Categoría

DISEÑO INNOVADOR

Modalidad

8898050

Folio de Inscripción

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Popotes hechos a base de un bioplástico de cáscara

de mango

Resumen

El presente trabajo describe el proyecto en el cual se elaboró un bioplástico hecho a

base de cáscara de mango, esto con el fin de ayudar al medio ambiente; ya que nuestro

planeta se está viendo gravemente afectado debido a la contaminación causada por el

ser humano, entre los mayores contaminantes podemos contemplar al plástico en sus

diferentes presentaciones. Se necesita concientizar a la sociedad de los graves daños

que están ocasionando los plásticos al planeta, para que de esta forma se busquen

nuevas alternativas; en este caso se propone la creación de un bioplástico de origen

natural de rápida degradación.

Este proyecto se basó en la elaboración de popotes, debido a que estos pequeños tubos

de plástico son utilizados aproximadamente por 15 minutos y tardan 100 años en

degradarse por completo. Por lo tanto lo que buscamos es realizar la caracterización de

un popote hecho a base de cáscara de mango, que se degrade en un periodo de tiempo

corto, además de ser amigable con el medio ambiente.

Al inicio del proyecto se trabajó con la materia orgánica previamente deshidratada sin

obtener los resultados esperados, lo cual provocó que el bioplástico resultara muy frágil.

Posteriormente se elaboró el bioplástico con cáscara de mango fresca, con el que se

obtuvo un producto con características idóneas para moldear y formar los popotes; se

realizaron más de 10 pruebas para la elaboración del bioplástico y la caracterización del

mismo a partir de sus propiedades.

Como resultado se obtuvo un bioplástico con textura muy similar a la de un plástico

sintético, con un color natural no muy agradable a la vista y un aroma dulce pero poco

perceptible, estos resultados fueron obtenidos gracias a una encuesta realizada a 100

personas. Dentro de la elaboración del proyecto la mayor dificultad que se presentó fue

moldear el bioplástico para darle la forma de popote y encontrar un procedimiento con los

ingredientes adecuados y proporciones correctas, para que cumpliera correctamente su

función.

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Introducción

Los bioplásticos son aquellos plásticos que son biodegradables, se derivan de recursos

renovables, esencialmente de productos vegetales tales como el aceite de soja, maíz y

celulosa de plantas. Gracias a la bioingeniería se han creado ―bioplásticos o plásticos

verdes‖ que son 100% degradables, su tiempo de degradación no tarda más de un año,

están hechas a partir de resinas vegetales, contaminan 85% menos que el plástico

convencional, por consiguiente este nuevo producto parece ser la mejor alternativa para

dejar de contaminar tanto al planeta.

Marco Teórico

El popote es un utensilio que se usa para transferir un líquido de un lugar a otro, Las

pajillas más primitivas fueron hechas por los Sumerios de tallos de plantas o literalmente

de paja para beber cerveza y filtrar el líquido de la cebada. En diversas culturas se

utilizaron cañas secas y huecas, para propósitos similares, siendo los tallos o pajas (de

diversos grosores) de trigo, cebada o centeno entre otras, los más utilizados, y de ahí el

nombre de pajillas para las delgadas). En Sudamérica, como en Argentina, Brasil, Chile,

Paraguay y Uruguay, normalmente se utiliza un utensilio metálico llamado bombilla para

beber la yerba mate.

Las pajillas se ofrecieron inicialmente en el mercado como una opción para reducir el

riesgo de contraer una enfermedad desde recipientes inapropiadamente lavados, como

botellas, vasos y tazas.

Un tubito hueco por el que sale el líquido, generalmente de plástico o polietileno, recto o

con forma de acordeón cerca de la punta para formar un codo, constituye la pajita más

comúnmente usadas actualmente en el mundo entero.

Los popotes ocupan un lugar preeminente, a los ecologistas les sobran imágenes para

ilustrar este impacto nocivo, la Sedena señaló que si se usa ese producto con frecuencia,

una persona habrá consumido unos 38 mil popotes durante toda su vida, la mayoría de los

cuales terminará en rellenos sanitarios o serán arrastrados al ambiente.

La contaminación por plástico está causando daños irreparables al planeta, lejos de

disminuir, este problema se agudiza cada día. En los océanos hay islas de plástico del

tamaño de continentes. Se estima que para el año 2050 habrá más plástico que peces en el

mar. Se han encontrado fibras plásticas tanto en el polo norte como en el polo sur. Las

partículas de plástico son colonizadas por microorganismos, incluyendo patógenos, que

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alteran las cadenas tróficas, los ciclos de nutrientes y el equilibrio de los ecosistemas

acuáticos.

Ante esta situación, por los océanos, las playas, los animales, por todo ser vivo, la

Secretaría de Medio Ambiente puso en marcha una campaña para que cada persona diga

―sin popote está bien‖, al pedir una bebida y salvar así los mares, o disminuir por lo menos,

los ocho millones de toneladas métricas de basura

plástica que reciben cada año.

Imagen 1: Contaminación del medio ambiente debido a los popotes

POPOTES DE MANGO BIODEGRADABLES

Propiedades del mango manila:

Imagen 2: Mango manila

El mango es una fruta pulposa y jugosa que es

muy rica en magnesio y en provitaminas A y C.

Asimismo, cuenta con altas concentraciones de

hidratos de carbono lo que hace que tenga un

valor calórico elevado. Las proporciones de los

nutrientes del mango pueden variar según el tipo y

la cantidad de la fruta, además de otros factores

que puedan intervenir en la modificación de sus nutrientes, vitaminas y a los

flavonoides como la quercetina, que es un antioxidante. Por su contenido en vitamina

A es importante.

Entre las propiedades del mango cabe destacar que tiene los siguientes nutrientes:

Hierro, Calcio, Potasio, Yodo, Zinc, Magnesio, Sodio, vitamina A, Vitamina B1,

Vitamina B2, Vitamina B3,Vitamina B5, Vitamina B6, Vitamina B9, Vitamina C, Vitamina

E, Vitamina K y Fósforo.

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Es antioxidante y anticancerígeno, se trata de un fruto rico en ácidos como el málico y

mirístico, vitamina A y vitamina C, que dotan al organismo, para luchar contra los

radicales libres y posee una efectiva lucha anticancerígena.

Propiedades de la cáscara de mango:

Actualmente se sabe que la cáscara de mango aporta sustancias con alta actividad

antioxidante debido a la presencia de compuestos bioactivos como los polifenoles,

cuyo tipo y cantidad depende de la variedad de mango, el estado de madurez, las

condiciones ambientales y el manejo pre y pos cosecha.

Los polifenoles son compuestos naturales con múltiples propiedades biológicas

relacionadas con beneficios para la salud.

Los principales polifenoles encontrados en la cáscara de mango son los ácidos gálico,

protocatéquico, ferúlico, siríngico y 2-hidroxicinámico, los cuales poseen alta actividad

antioxidante.

Imagen 3: Polifenoles encontrados en la cáscara de mango

Antioxidante:

Cáscara de Mango contiene una gran cantidad de antocianinas y carotenoides.

También contiene grandes cantidades de polifenoles. Las antocianinas y carotenoides

son poderosos antioxidantes que retrasan el proceso de envejecimiento. Los

carotenoides ayudan a aumentar la inmunidad y protección que ofrece contra muchas

enfermedades. Estos compuestos ayudan a proteger contra la artritis, las diferentes

formas de cáncer, la diabetes y la enfermedad de Alzheimer. Cáscara de Mango

contiene polifenoles que son antioxidantes beneficiosos para el cuerpo. Cáscara de

Mango tiene tantos nutrientes que mejoran la inmunidad y proporcionan beneficios

antioxidantes.

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Antocianinas:

Imagen 4: Estructura general de las antocianinas R1 y R2 pueden ser H o azúcares R pueden ser OH o H

Carotenoides: Imagen 5: Estructuras de los carotenoides

Matar a los radicales libres:

Cáscara de Mango está llena de antioxidantes que son necesarios por el cuerpo. Mata

a los radicales libres, que son desafiados como "asesinos silenciosos" de la raza

humana. Los antioxidantes presentes en la piel de mango inducen la apoptosis de las

células que causan la enfermedad y ayudar a controlar muchas enfermedades

celulares.

Frente a esto, el bioplástico representa una amenaza menos al medio ambiente, ya

que evita recurrir a recursos no renovables como el petróleo y reemplazarlos por

productos vegetales y biodegradables.

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POLÍMEROS SINTÉTICOS:

Estos polímeros permiten fabricar fibras sintéticas con el objetivo de desarrollar

productos funcionales (hilos y tejidos) e incluso artículos médicos. En la síntesis

de hilos de poliamida, se lleva a cabo un pormenorizado control de calidad a fin

de regular el grosor y la uniformidad de las fibras para que puedan tener diversa

utilidad.

Un polímero está constituido por moléculas (unidad fundamental con que se

forma un compuesto químico), denominadas monómeros, frecuentemente

unidas unas a otras formando una cadena lineal. Cada molécula puede tener un

origen natural o sintético, y tener bajo peso molecular (PM). Esta magnitud es la

relación entre el promedio de la masa de una sustancia, por molécula de su

composición isotópica específica, y 1/12 gramos de la masa de una sustancia,

por molécula de su composición isotópica específica, y 1/12 gramos de la masa

del átomo de carbono-12.

La unión entre las moléculas ocurre por medio de reacciones químicas. La

cantidad de monómeros unidos puede ser de cientos o miles llevando el peso

molecular del polímero a valores del orden de 1,000 a 1, 000,000. Este número

n es el grado de polimerización.

POLÍMEROS NATURALES:

Existen en la naturaleza muchos polímeros y las biomoléculas que forman los

seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por ejemplo, las proteínas, los

ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la celulosa y la quitina), el hule o

caucho natural, la lignina, etc.

Entre los beneficios de los bioplásticos encontramos:

● No contienen sustancias químicas perjudiciales para el medio ambiente

● En su mayoría son biodegradables, así que contribuyen al cuidado del

planeta produciendo menos residuos.

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● Son reciclables ya que se pueden reutilizar en la producción de

fertilizantes para la agricultura.

● Provienen de materia prima cien por ciento renovable y se necesita menos

energía para su producción.

● Se puede utilizar para envasar alimentos y bebidas sin que se altere su

sabor y olor.

No obstante, su uso también conlleva algunas desventajas hoy día, esperemos que en

el futuro se solventen.

● Tiene un costo mayor de producción en relación al plástico. Sin embargo,

en los últimos años se ha optimizado el proceso de producción para

reducir los costos y aumentar la productividad.

● Todavía existe desconocimiento e ignorancia en el tema por parte de

muchos empresarios en el sector industrial.

● Con la producción a gran escala de bioplásticos podrían surgir otros

problemas como la disponibilidad y alza en los precios de alimentos

derivados del maíz y el trigo, ya que actualmente la mayoría se elaboran a

partir estos elementos.

● La mayor parte de la población desconoce que para reciclar los envases

hechos no se deben mezclar con el plástico convencional.

A pesar de ello, los bioplásticos constituyen una opción ideal para reducir el uso de

plástico y para el cuidado de nuestro planeta.

Función de los ingredientes para la elaboración del bioplástico

❏ Almidón: El almidón es un polímero formado por la unión de moléculas de α - D -

glucosa, unidas mediante enlaces glucosídicos a - 1 —> 4. Le dará la firmeza

necesaria para que pueda ser considerado bioplástico. Es un alimento rico en

carbohidratos, se presenta en forma de pequeños gránulos, los cuales son

relativamente densos e insolubles y sólo se hidratan de manera adecuada en

agua muy fría.

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Puede ser dispersada en agua, dando lugar así a la formación de suspensiones

de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas y bombeadas,

actuando como agentes espesante.

❏ Glicerina: Es un líquido incoloro y espeso que forma la base de la composición

de los lípidos. Es un compuesto alcohólico con tres grupos –OH (hidroxilos).

Está compuesta de tres carbonos, ocho hidrógenos y tres oxígenos. Su

estructura, tiene enlaces simples y es tetravalente.

Servirá como lubricante. La glicerina tiene consistencia líquida y la capacidad de

atraer agua del entorno, ya sea en su forma líquida o en forma de vapor;

también es completamente inodora, es de sabor dulce y tiene un alto coeficiente

de viscosidad. Se puede disolver en agua y otros alcoholes, pero no se puede

en aceites. Encontramos la presencia de glicerina en grasas y aceites de

animales y vegetales vinculada a los ácidos grasos para darle forma a los

triglicéridos. También hay presencia de glicerina en las células animales y

vegetales forman.

❏ Vinagre: En el vinagre está presente el ácido acético, siendo el principal

responsable de su sabor y olor agrios. Es un ácido orgánico de dos átomos de

carbono, se puede encontrar en forma de ion acetato. Su fórmula es CH3-

COOH (C2H4O2), siendo el grupo carboxilo es el que le confiere las

propiedades ácidas a la molécula.

Este material nos funcionará como conservador para evitar la aparición de

bacterias. La acción conservadora se consigue por la acidez que induce. Este

hecho impide que muchos microorganismos puedan crecer en condiciones

óptimas, pero no los mata. Como consecuencia, se va a enlentecer la alteración

durante mucho más tiempo que el producto crudo.

❏ Agua: El agua es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de

hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Su principal función en este proyecto es la

de integrar de una manera más fácil la mezcla para la obtención del bioplástico.

❏ Cáscara de mango: Es la materia prima tiene entre 71-75% de celulosa que

utilizaremos para la elaboración del bioplástico, a partir de ella se obtendrá el

producto. Se eligió el mango debido a que es una fruta tropical mexicana que se

encuentra presente en la mayoría de los meses del año. Además su cáscara,

que la mayoría de las veces es tirada a la basura como desperdicio, tiene

muchas funciones como antioxidante.

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Imagen 6: Estructura de la celulosa

❏ Limón: El limón es una fruta cítrica que destaca por su gran aporte de vitamina

C de efecto antioxidante. El limón tienen un valor energético muy bajo. Es un

cítrico rico en minerales, sobre todo en potasio, y también contiene calcio,

magnesio, cloro, azufre, fósforo y otros en menor cantidad. El limón contiene

principalmente ácido cítrico, que es un ácido orgánico tricarboxílico. Su nombre

IUPAC es 2-hidroxipropano-1, 2,3-tricarboxílico y su fórmula es C6H8O7.

En cuanto a las vitaminas, la característica principal de limón es su elevado

aporte de vitamina C, además de pequeñas cantidades de vitaminas A, B1, B2 y

B3.

❏ Nopal: El nopal es una planta que pertenece a las cactáceas, su uso se remonta

al periodo prehispánico y tiene distintos usos, desde gastronómicos hasta

medicinales. Tiene un alto contenido de agua entre 90% y 92%. Además está

repleto de minerales, entre los cuales encontramos el calcio, potasio, magnesio,

sodio y pequeñas cantidades de fierro, aluminio, entre otros. También es rico

fibra, vitaminas A, C, K, B1, B2, B3 y B6 y clorofila.

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Comparación de medias de la composición química de nopal verdura para exportación

La importancia que tiene el nopal para este proyecto es principalmente darle más

resistencia y elasticidad a nuestro bioplástico, también nos servirá como pegamento al

momento de darle forma de popote, ya que su baba es de textura pegajosa y muy

elástica.

Problema:

La contaminación del plástico está causando daños irreparables al planeta, lejos de

disminuir este problema se agudiza cada día.

Se escogió el mango debido a que es una fruta que cuenta con una cáscara llena de

propiedades que se necesitan para un bioplástico, como por ejemplo es un buen

antioxidante y esto nos sirve para que el bioplástico no se oxide o reseque durante un

largo tiempo, además de darle una firmeza y textura agradable.

Este tubo de plástico, que únicamente se utiliza escasos minutos puede permanecer

más de 100 años antes de degradarse, esto implica mucho daño para las especies que

las ingieren pensando que se trata de alimento.

Es por eso que se propone la alternativa de la ―sustitución del plástico sintético‖ a

plástico biodegradable generado a partir de las cáscaras de mango.

Con ello esperamos la notable disminución de residuos sintéticos y su vez la

preservación del ecosistema.

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Objetivos:

● Concientizar al alumno de la importancia del cuidado del medio ambiente.

● Elaborar un bioplástico 100% biodegradable a base de cáscara de mango como

ingrediente principal.

● Moldear el bioplástico para la elaboración de un popote.

● Caracterizar el popote, en base a sus propiedades físicas y químicas.

Hipótesis:

Si empleamos la cáscara de mango, que es rica en celulosa y polifenoles, como

materia prima principal para la elaboración de un bioplástico, entonces se tiene un

producto que cumpla con ciertas características como: dureza, aspecto, pH,

elasticidad, fuerza, vida útil y degradación; por lo tanto se puede moldear para

elaborar popotes, que no dañen al medio ambiente.

Materiales

Materiales de laboratorio Materiales de laboratorio Sustancias

Recipiente de Vaselina. Sensores de fuerza Almidón.

Agitador de vidrio. Agitador magnético Agua potable.

Parrilla de calentamiento. computadora Agua destilada

Licuadora. vernier Vinagre blanco

Vasos de precipitados 250

ml.

Interface Glicerina Vegetal

Vaso de precipitados 500 ml. Clip Cáscaras de mango

Espátula. Plato de fuerza Colorante natural

Balanza digital. Mecheros fisher Agar -agar, agar papa-

dextrosa

Probeta graduada de 100 ml. Asa bacteriológica Matraz erlenmeyer

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Pipeta graduadas de 10 ml. Probeta graduada de 50 ml. Jugo de limón

Estufa Refrigerador

Pipeta de 5 ml. Cajas petri Baba de nopal Nopal

Procedimiento:

1. En un vaso de precipitado de 250 ml se mezclan 40 gramos de almidón con el agua,

10 mililitros de vinagre y 20 mililitros de glicerina. Integra bien hasta que quede una

mezcla uniforme.

Imagen 7: Almidón, agua, vinagre y glicerina aún sin calentarse

2. Por otro lado licua 150 gramos de cáscara de mango con 200 mililitros de agua.

Imagen 8: Cáscara de mango licuada con 200 mililitros de agua

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3. Lleva la preparación al fuego y revuelve constantemente con una cuchara o espátula

para que no se formen grumos. Si lo prefieres, puedes agregar un poco de colorante

natural también. Verás que de a poco se irá expresando la preparación.

4. Cuando te haya quedado una preparación gelatinosa, colócala en la licuadora junto

a tu licuado de cáscara de mango, y se agregan 2 mililitros de Jugo de limón.

Imagen 9: Mezcla gelatinosa después de ponerla al calor Imagen 10: Mezcla gelatinosa licuada con la cáscara de mango

5.- Colocarlo en una tela porosa, para el secado de biopolímero.

6.-Deja secar por 48 horas o más, hasta que esté completamente seco y flexible.

7.-Se moldea el bioplástico en forma de popote y se le agrega una cubierta de almidón

en agua y se pone a secar 2 horas.

8.-Posteriormente se recubre con baba de nopal de tal forma que sea una película

delgada.

10.- Se realizan las pruebas físicas y químicas para la caracterización del bioplástico

en forma de popote.

El bioplástico que obtendrás tardará en degradarse alrededor de 4 meses, a diferencia

del plástico derivado del petróleo que puede demorar de 100 a 1000 años.

Imagen 11: Resultado del bioplástico. Imagen 12: Resultado del bioplástico con colorante

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Imagen 13: Popote con envoltura hecho con papel china

PRUEBAS DE CARACTERIZACIÓN DEL POPOTE

Vida útil:

La naturaleza química de los distintos bioplásticos nos permite identificar cuál es su

tiempo de vida útil. De hecho, aquellos estructuralmente parecidos a los derivados de

petróleo (PET o PE) tendrán las mismas posibilidades de aprovechamiento en su vida

útil.

Por el contrario los plásticos generados a partir de residuos (cáscaras) tienen un

diferente proceso para considerar su vida útil. Nosotros tenemos como ejemplo las

indagaciones hechas con nuestro bioplásticos, dando como resultado que la vida útil

de los popotes formados por cáscara de mango, contarán con una vida de escasos

minutos tanto en agua como en refresco según las pruebas. Y tras finalizar dicho

tiempo, atravesarán por un proceso de biodegradación.

Conservación:

Los agentes conservadores son sustancias capaces de inhibir, retardar o detener los

procesos de fermentación, enmohecimiento, putrefacción y otras alteraciones

biológicas de los alimentos y bebidas.

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El pH:

El pH de una sustancia se puede medir por el método colorimétrico o el potenciométro.

En este caso nosotros haremos uso del potenciómetro.

Una vez que esté hecha la mezcla del bioplástico para la elaboración del popote

seguiremos los pasos siguientes:

1. Calibrar el potenciómetro con soluciones buffer de pH de 4, 7 y 10.

2. Colocar directamente el potenciómetro y medir el pH

La cáscara de mango va de entre los 3.9 y los 4.6.

Degradación:

No todos los ‗bioplásticos‘ son degradables: sólo deberían ser denominados

bioplásticos aquellos que nacen de fuentes biológicas renovables, y además son

biodegradables. Nunca derivados del petróleo, tampoco debieran considerarse como

tales aquellos obtenidos mediante organismos transgénicos.

El tiempo máximo de degradación de los bioplásticos es de 1 año aproximadamente.

La biodegradación de un bioplástico es una propiedad dependiente de su estructura

química. Por consiguiente se dice que un bioplástico es degradable sí puede

descomponerse tras la intervención de microorganismos (bacterias, hongos, algas,

parásitos, etc.). Dando como resultado de su descomposición subproductos no tóxicos

para el medio ambiente.

Dentro de la biodegradación, encontramos un método para asegurar su

descomposición, ―El compostaje‖.

Primeramente es importante distinguir su carácter biológico y químico, tras verificar que

nuestro bioplástico cumple con las características de degradación, se le podrá

compostar.

La composta es un proceso de transformación de materiales, los cuales permiten

fortalecer las propiedades del suelo. Es un proceso de carácter anaerobio (en

presencia de oxígeno) en condiciones determinadas.

Dureza: La dureza se define como la capacidad de los materiales para resistir

ralladuras, cortes, abrasión y demás daños en su superficie. Todos los materiales

tienen cierto nivel de dureza.

Método Vickers:

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Para llevar a cabo esta prueba se necesita la preparación previa del material a

estudiar, se le aplica la presión para dejar la huella y una vez que esta se forma es

observada en un microscopio, se hace la medición de sus diagonales y se obtiene un

promedio de fuerza que es la dureza.

Fuerza: Para nuestro bioplástico se utilizó como instrumento de medición de dureza el

―Student Force Sensor‖ de la marca Vernier y su utilización se lleva a cabo de la

siguiente manera:

1. Se conecta la interface de su laboratorio a la computadora.

2. Conectar el sensor de fuerza del estudiante a la interfaz de laboratorio.

3. Inicie su programa de recolección de datos.

4. Cargar un archivo de calibración del sensor de fuerza del estudiante utilizando

su programa de recolección de datos. Los archivos de calibración para el

Student Force Sensor se proporcionan en todos los discos del programa de

interfaz de laboratorio de Vernier Software.

5. Compruebe la calibración colgando los pesos conocidos del gancho del sensor.

Tenga en cuenta que normalmente 9.8 newtons (el peso de un kilogramo) es el

tirón máximo, a menos que el ajuste de los tornillos de ajuste.

Imagen 14: Interface ocupada para medir la fuerza

Control microbiológico

El principal objetivo de la microbiología clínica es identificar el agente etiológico de una

infección y determinar la susceptibilidad a determinados antimicrobianos.

Para medir el control microbiológico realizaremos cultivos en cajas petri de la siguiente

manera:

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1. Preparar el agar

2. Preparar las cajas petri esterilizándolas

3. Verter la solución de agar caliente en la mitad inferior de la placa de petri, solo

para formar una capa por encima del fondo de la placa y tapar. Reservar de 30

minutos a 2 horas.

4. Introducir la mezcla del mango con los demás ingredientes en las placas de petri

5. Etiquetar y sellar las placas

6. Colocar en un lugar oscuro y cálido

7. Dejar que se desarrollen de 4 a 6 días

Imagen 15: Preparación de los medios de cultivo.

Resultados

El color que se obtuvo en el bioplástico fue un tono café amarillento no uniforme en

todas las partes del producto.

¿Qué les parece a las persona el popote biodegradable?

Al término de la elaboración del popote se realizó una pequeña encuesta haciéndoles

a los encuestados las siguientes preguntas:

1. ¿Te gusta el olor del popote?

2. ¿Consideras que tiene un color agradable?

3. ¿La textura es la correcta?

4. ¿Lo utilizarías?

La mayoría de las personas respondió de manera positiva a las preguntas, pero lo que

nos indicaron es que el color era una razón por la que no lo ocuparían, debido a que es

un tono café amarillento muy extraño y no agradable a simple vista. Es por eso que se

ha decidido utilizar un colorante de origen vegetal de un tono amarillo para mejorar el

aspecto y que de esta manera sea aceptado por todo el público.

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Otra prueba que se realizó es que no afecta a los líquidos que se van a ingerir ya que

no se combina el sabor de la cáscara de mango.

Posteriormente se realizaron con las pruebas de fuerza y elasticidad con los sensores Lab

Quest y Student Sensor de la marca Vernier. Para observar los resultados en la medición de la

fuerza de atracción gravitacional.

Primer popote Figura 16

Segundo popote Figura 17

Tercer popote Figura 18

Cuarto popote Figura 19

Quinto popote Figura 20

Sexto popote Figura 21

Tabla 1

Fecha pH Desintegració

n en agua a temperatura ambiente /

T=40° C

Degradación

en Tierra(se colocó el día 11 de enero)

Fuerza/Newtons

del rasgado (l.5 cm de ancho)

Fuerza a la

tracción-rompimiento (l.5 cm de ancho)

Dureza elasticidad

25 Enero 2019

4.1 5min/2min no sé a degradado

7.71 N 20.1 N se rayó con hierro

no se realizaròn con los primeros bioplàsticos obtenidos.

8

Febrero 2019

4.1 6min/2.5min no sé a

degradado 7.71N 20.1 N se rayó

con hierro

15 Febrero

2019

4.0 5.5min/1min no sé a degradado

7.71 N 20.1 N Se rayó con hierro

15 Febrero

2019

4.2 4min/1min. no sé a degradado

5.75 N 20 N Se rayó con hierro

Promedio

4 5.125/6.5min 7.22N 20.075

El día 22 de febrero se realizaron más pruebas que los días anteriores, se inició de nuevo con

la encuesta sobre el nuevo aspecto del bioplástico incluyendo textura, color y resistencia. Las

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respuestas fueron positivas para el proyecto, ya que tuvo una mayor aceptación que la vez

anterior. Al parecer el cambio de color fue lo que ayudó mucho para que la mayoría de las

personas cambiaran su opinión sobre si lo utilizarían o no.

Tabla 2 Bioplástico modificado, agregando baba de nopal y almidón como

recubrimiento.

# de muestra pH Tiempo de desintegración en agua a

temperatura ambiente 25 ºC a 27 ºC / T=40°

C

Tiempo de degradación en Tierra(se colocó el día

22 de Febrero)

Fuerza(N) del rasgado (l.5 cm de

ancho)

Fuerza a la tracción-rompimiento

(l2.0 cm de ancho)

Dureza Elasticidad (alargamiento sin que exista

ruptura)

1 4.6 24min / 20min aún no se degrada 9.83 N 74N

14.8 N/ mm

2 4.7 22min / 19min 8.07 N 62N

15.5 N/ mm

3 4.3 25min / 20min 9.35 N 65N

16.25 N/ mm

4 5.0 25min / 21min 9.83 N 62N

12.4 N/ mm

5 4.8 26min / 21min 8.07 N 51N

8.5 N/ mm

6 4.6 25min / 20min 8.07 N 33N

6.6 N/ mm

20

7 4.7 24min / 19min 9.83 N 71N

11.8 N/ mm

8 4.7 25min / 20min 9.03 N 68 N 13.6 N/ mm

9 5 24min / 21min 9.83 N 68N

13.6 N/ mm

10 4.7 25min / 21min 9.83 N 65N

10.8 N/ mm

Promedio 4.71 24.5min / 20.2 min

9.174 N 61.9 N 11 N/ mm

En la tabla anterior se muestran los datos de pH, desintegración en agua, en tierra, la fuerza de

rasgado, la fuerza de tracción, dureza y elasticidad; todos éstos registrados 10 veces y al final

se encuentra su respectivo promedio.

Imagen 22: bioplástico en agua, para medir el tiempo de degradación

Imagen 23: Bioplástico observado desde el microscopio

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Tabla 3

Fecha Color Olor Textura Succiòn Control

microbiológico

25 Enero 2019

Café ligeramente a mango Forma indicada pero con asperezas

Realizada correctamente

no se observó ningún m.o.

8 Febrero

2019

amarillo ligeramente a mango Áspero Realizada

correctamente

no se observó ningún

m.o.

15 Febrero 2019

Café oscuro ligeramente a mango Áspero Realizada correctamente

no se observó ningún m.o.

18 Febrero 2019

Naranja Ligeramente a mango

Liso Realizada correctamente

no se cultivó

22

Febrero 2019

naranja ligeramente a mango liso Realizada

correctamente

no se observó ningún

m.o.

1

Marzo 2019

amarillo ligeramente a mango liso Realizada

correctamente

no se observó ningún

m.o.

4 Marzo

2019

amarillo ligeramente a mango ligeramente áspero Realizada correctamente

No se observa crecimiento de hongos

Análisis de Resultados:

La elaboración de los popotes a base de cáscara de mango es una buena propuesta

para comenzar a mejorar el medio ambiente, ya que este producto es 100%

biodegradable, por lo tanto, no está en peligro el suelo, mares, ríos y lagos, sobre todo

para los seres vivos que los habitan, estos pueden sufrir las consecuencias de la

contaminación de plásticos sintéticos e incluso los pueda llevar hasta la muerte,

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Este bioplástico se degrada aproximadamente en 120 días, además de que se lleva a

cabo el reúso de la cáscara de mango; no obstante su valor económico realmente es

muy bajo, debido a que la materia prima se considera desperdicio.

De acuerdo a una encuesta realizada a 100 personas sobre del aspecto del popote de

cáscara de mango, donde se engloba el olor, textura y color, los resultados son

satisfactorios para su uso (ver gráfica sobre la encuesta).

Como se puede observar es relativamente aceptado, exceptuando el color, en donde la

mayoría de las personas encuestadas mencionaron que este no era adecuado para los

popotes.

Hablando sobre las pruebas realizadas para medir su fuerza de atracción-rompimiento

encontramos que el bioplástico resulta ser muy resistente con una fuerza promedio de

61.9 N, siendo así difícil de romper o trozar. Los resultados en la fuerza de rasgado

también fueron buenas , llegando a un resultado con valor final de 9.174 N.

También se realizó la prueba de elasticidad, que resultó muy favorable, ya ésta resultó

ser muy alta a comparación de un polímero sintético, que es muy difícil de estirar,

llegando así a un resultado de 11 N/ mm.

Todo esto comparando con el primer bioplástico obtenido en el laboratorio el cual se

obtuvo 7.22 N en la fuerza de rasgado, 61.9N en la fuerza de atracción -rompimiento,

estos resultados son más bajos, lo cual indica que tiene mejores características el

bioplástico final.

En cuanto al pH, al igual que en todas las pruebas, se realizaron 10 intentos

diferentes, y al final se sacó su promedio para obtener un resultado final. En este caso

podemos concluir que el pH se encuentra en un estado ácido con el valor de 4.71

Posteriormente el popote se probó en agua y en refresco, el tiempo que tardó en

perder la forma fue muy corto, en agua fueron 8 minutos, y en refresco fue aún más

corto, en solo dos minutos el popote ya se había perdido la forma.

Se realizaron más pruebas del popote en jugo de naranja con un pH de 3 y duró en

tiempo de 17 minutos. Nuevamente se probó en agua natural dos veces pero con un

largo diferente en la medida del popote, el primero fue de 14.5 cm y tuvo una duración

de 30 minutos. El segundo tenía una medida de 24 cm y duró 18 minutos, lo cual indica

que no tiene resistencia en el agua, ya que entre más largo es más fácil que se doble.

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Para alargar el tiempo de duración del popote en agua y refresco, se realizó la

aplicación de una capa de baba de nopal al bioplástico de manera que tuviera la

función de pegamento con el fin de que no se abriera mientras se estuviera utilizando.

Esta variación resultó muy favorable, ya que alargó el tiempo de uso del popote, en

agua resistió 24 minutos y en refresco 20 minutos, teniendo este 24 cm de largo.

En cuanto al control microbiológico se realizaron 6 cultivos en agar-agar y agar papa-

dextrosa, no encontrado crecimiento de microorganismos, esto se debe a la presencia

de polifenoles en la cáscara de mango que son reconocidos por su actividad

antimicrobiana.

Los resultados de este bioplástico han sido muy satisfactorios para esta propuesta que

ayuda el medio ambiente, ya que realmente se logró hacer un popote con las

características indispensables para su uso de manera natural, exceptuando el color,

por lo que se propone agregar un colorante que sea agradable a la vista de los

consumidores. Al comparar la fuerza de rasgado con un popote de plástico sintético se

observó mayor resistencia al realizar las pruebas (En el polímero sintético se necesitó

una fuerza de rasgado de 44 N) pero se considera que no necesario estos resultados

para su uso, ya que un popote se usa por lo regular de 20 a 30 minutos en las bebidas

para posteriormente ser desechado.

Conclusiones:

Los resultados obtenidos en el bioplástico son satisfactorios, ya que cuenta con las

características necesarias para la elaboración de los popotes, dichas características

son las siguientes: tiempo de degradación, color, dureza, fuerza de tracción, rasgado y

control microbiológico, ya que no existió crecimiento de microorganismos.

Consideramos que se cumplieron tanto la hipótesis como los objetivos del proyecto, ya

que se logró llegar a la elaboración de un popote como se deseaba al inicio del

proyecto, que fuera hecho de un bioplástico con cáscara de mango, que cumpliera los

estándares de calidad necesarios para ser utilizado, además de crear conciencia

dentro de la comunidad para evitar consumir productos que dañan el medio ambiente e

inclinarse por alternativas más naturales y prácticas.

El proyecto tuvo ciertas dificultades, se tardó un tiempo llegar a la fórmula exacta del

bioplástico y que cumplirá ciertas pruebas; principalmente el buscar que la comunidad

lo aceptara fue de las más complicadas. Otra complicación muy notoria en la

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elaboración del popote fue darle la forma, ya que fue complicado encontrar la técnica

correcta para que la forma quedará correcta y no se abriera, para el sellado se utilizó

un poco de la mezcla del almidón, vinagre, agua y glicerina; además de una capa final

de baba de nopal.

Las pruebas realizadas fueron las adecuadas para obtener sus características físicas y

químicas, con ayuda de los materiales y equipo que nos brinda la escuela, se pudo

sacar adelante al proyecto. La investigación, experimentación, constancia y dedicación

fueron la base de este proyecto desde el principio, hasta que después de muchos

intentos se obtuvo el resultado esperado.

Fuentes de Información:

1) Arturo Cristián Frías. (Octubre 2003). La situación de los envases de plástico en

México. Gaceta ecológica, 1, 15.

2) Ascensión Sanz Tejedor. (2009). Tecnología de la celulosa. La industria papelera. 11-

Enero-2019, de Química orgánica industrial Sitio web:

https://www.eii.uva.es/organica/qoi/tema-03.php

3) Cinvestav. (5-Marzo-2018). CATÁLISIS Y EL NUEVO RETO QUÍMICO. Avance y

perspectiva, Volumen 3, Páginas 4.

4) El día. (2016). El mango: Sus propiedades nutritivas y los beneficios para la salud. 5

Noviembre de 2018, de Revista El día Sitio Web: http://eldia.com.do/el-mango-sus-

propiedades-nutritivas-y-los-beneficios-para-la-salud/

5) Élida Hermida. (2011). Polímeros. 11-Enero-2019, de Instituto Nacional de Educación

Tecnológica Sitio web: http://www.inet.edu.ar/wp-

content/uploads/2012/11/09_Polimeros.pdf

6) Notimex. (15-Agosto-2018). Crean politécnicos bioplástico a base de cáscaras de

mango. 8-Octubre-2018, de Excelsior Sitio web:

https://www.excelsior.com.mx/nacional/crean-politecnicos-bioplastico-a-base-de-

cascaras-de-mango/1258782

7) Sustentabilidad para todos. (2018). Qué son los bioplásticos. 8-Octubre-2018, de

Acciona Sitio web: https://www.sostenibilidad.com/medio-ambiente/que-son-los-

bioplasticos/

Figuras de propia autoría:

Figuras 6 a la 23