Título del proyecto: Evaluación del potencial del colorante extraído de la semilla achiote (Bixa Orellana) (Francisco de Orellana (1490-1546).)Para la fabricación de pintura de interiores.

GRADO GRUPO10 2Nombre de los investigadores

Roles Dirección electrónica

Diana Carolina Hernández Aguiar

Comunicadora yoyitnas@gmail.com

Jacqueline Londoño Medina

Redactora Jacquelm07@gmail.com

Estefanía Mejía Hoyos Líder estefaniamh.19@gmail.comJhon Alexander Vallejo Quintero

Vigía jhonalex.vallejo13@gmail.com

Nombre del profesor asesor: William Enrique Pérez Campo

CATEGORÍA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

ÁREA TEMÁTICA

Innovación y desarrollo tecnológico

Biotecnología Ciencias naturales

- Tutor (asesor externo- adulto responsable administrativo para el manejo de recursos financieros y físicos):

De los recursos financieros inicialmente seremos encargados nosotros, posteriormente con nuestra integración a Ondas podríamos obtener un apoyo económico, pero en estos momentos es indefinido.

Duración del proyecto

Valor del proyecto

Aporte externo

Aporte Institucional

2 años indeterminado

- ¿El proyecto es continuación de una propuesta presentada anteriormente?:

NO.

¿Cuál es la innovación?

Extraer de las semillas de achiote su pigmento, un producto completamente natural implementándolo en la elaboración de una pintura, en la cual su color lo definirá el pigmento extraído anteriormente de la semilla, dotándolo de color naturalmente.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Título de la investigaciónEvaluación del potencial del colorante extraído de la semilla achiote (Bixa Orellana) (Francisco de Orellana (1490-1546).)Para la fabricación de pintura de interiores

Resumen

Extracción e implementación del pigmento de la semilla achiote en la elaboración de pinturas.Por medio de la extracción del pigmento de la semilla de la planta achiote lograr implementar este pigmento en la elaboración de una pintura, logrando que esta tome un tinte ya sea rojo o anaranjado.Después de realizado el proceso, evaluar finura, intensidad de color y densidad real, que podría dar como resultado, una mejor calidad debido a el proceso ya expuesto.

Planteamiento del problema

En la actualidad hay muchas pinturas que contaminan el medio ambiente, hay pinturas que solo duran un corto lapso en buen estado y después de poco tiempo se dañan. Además de que todos sus componentes son químicos. Lo que pretendemos es poder ir implementando poco a poco componentes naturales y recibir los mismos o mejores resultados en las pinturas.

Marco teórico o conceptual

a. Achiote (Bixa Orellana)

Es un arbusto perenne, de 2-4 m hasta 6 m de altura, copa baja y extendida; tallo pardo, ramifica a poca altura del terreno. Hojas simples, grandes, de 6-27 x 4-19 cm, y base redondeada o subtruncada, verdosas claras, persistentes, alternas, márgenes lisos, cordadas, de largos pecíolos, delgados, glabro, de 3-8.El fruto es una cápsula roja, de 2 a 6 cm de largo, con pelos gruesos espinosos, dehiscente, verdosa oscura a morada, que al madurar pasa a pardo rojizo oscuro. EcologíaSoporta temperaturas de 20 a 35 °C; y, en altitud, de 100 a 1.500 msnm, aunque crece mucho mejor en zonas bajas de no más de 500 msnm, sin heladas; y lluvias anuales de 1.000 a 1.500 mm.Usos

Se conoce como fuente de un colorante para natural rojizo amarillento derivado de sus semillas, conocido como annatto, el cual es usado como afrodisiaco colorante alimenticio. Se usa frecuentemente en la coloración de quesos como el Cheddar o Tipo Americano o el Mimolette, de margarina, mantequilla, arroz, pescado ahumado y a veces como condimento de cocina. Es utilizado ampliamente en diversas preparaciones culinarias de Latinoamérica y el Caribe, tanto como colorante como saborizante. En la hallaca, plato típico venezolano de la navidad, constituye un ingrediente imprescindible. Es frecuente en la región cruceña que se utilice (con el nombre de urucú) para edulcorar al locro llamado locro carretero. También se usa como condimento y colorante, formando parte de la cocina yucateca como la cochinita pibil y el Mukbil pollo, entre otros platillos.

Usos Medicinales

Es un condimento que fue muy utilizado por los mayas, extendiéndose su uso a prácticamente toda la América, a las Islas Canarias y al Sudeste Asiático, donde también es usado como ingrediente de la gastronomía regional

Los pueblos originarios de Centro y Sudamérica lo utilizan como pintura corporal y facial para sus rituales religiosos. El código del colorante es E160b.

Se le atribuyen diferentes propiedades terapéuticas: astringente, antiséptico, emoliente, antibacterial, antioxidante, expectorante,

cicatrizante, febrífugo, estomáquico y antidisentérico, diurético y antigonorreico, purgante, desinflamatorio e hipoglicemiante.

La semilla molida es utilizada para tratar sarampión, viruela, afecciones estomacales, enfermedades del riñón, disentería y febrífugo, astringente y ligero purgante.

La pulpa se usa en quemaduras y ampollas.

Las hojas actúan contra malestares de garganta, afecciones respiratorias, dolores renales, inflamaciones dérmicas y vaginales, fiebre, hipertensión, vómitos sanguíneos, diarrea, hemorroides, angina, abscesos, cefalalgia, infecciones de la piel y conjuntivitis.

Machacadas o hervidas son consumidas para controlar vómitos, como antídoto contra la intoxicación por el consumo de yuca brava que contiene ácido cianhídrico.

La infusión de las hojas es usada por las mujeres para lavados vaginales y es muy eficaz en el control de inflamaciones producidas por hongos y bacterias.

La raíz, por otra parte, está en discusión un grave efecto hepatotóxico, por lo que su ingesta directa, en infusiones y demás; esta totalmente contraindicada. Son absolutamente falsas las recomendaciones que sugieren un efecto beneficioso en las hepatitis.

Los frutos y semillas en infusión controlan el dolor de cabeza. También tiene propiedades cicatrizantes.

El extracto seco o la infusión de las hojas se usan mucho para controlar y curar la prostatitis, dolencia que suele degenerar en cáncer de próstata.

b. PIGMENTO

Del latín pigmentum, color.

De origen orgánico (animal o vegetal) o inorgánico (minerales), el pigmento es la materia colorante que se reduce a polvo tras molerse sobre una placa rígida. 

Luego esas partículas de color son mezcladas con agua, aceite de linaza u otro aglutinante, lo que permite la unión entre éstas y su fijación al soporte, formando el material con que trabajan los pintores.

c. TIPOS DEPIGMENTOS

 

Según su origen los pigmentos pueden ser: vegetal, mineral o animal.

La clorofila es un pigmento de origen vegetal de color verde. Su núcleo molecular contiene varios anillos con nitrógeno unidos por un átomo de magnesio. 

Existen diferentes clases y su presencia difiere según el grupo de plantas que se trate.

Algunas bacterias poseen clorofila, localizada en orgánulos específicos de la célula, como: los cloroplastos, que verifican la fotosíntesis y los carotinoides que se encuentran en diversidad de órganos vegetales a menudo enmascarados por la clorofila. Destacables son también los pigmentos antociánicos, responsables del color de los pétalos de las flores.

Los pigmentos en los animales tienen funciones protectoras (camuflaje, mimetismo, etc.), de reconocimiento de sexos y comunicación, respiratoria y otras. La melanina, presente en la piel de los vertebrados, resulta determinante para su coloración cutánea y se ubica en células dérmicas especiales denominadas:

Cromatóforos de forma genérica y Melanóforos de forma específica. Otras células de este tipo son los liróforos que contienen carotinoides, o los clóforos que presentan diversos tipos de pigmentos rojos.

Del aspecto químico los pigmentos se diferencian por: su origen en naturales o sintéticos, por su coloración, por su hábitat orgánico e inorgánico.Aparte están los del grupo de las: traguimonas (color rojo), las flavonas (color amarillo), las pterinas (coloración variable), la leucopterina (blanco), la eritropterina (roja) y la xantropterina (amarilla).

Los pigmentos son utilizados para teñir pintura, tinta, plástico, textiles, cosméticos, alimentos y otros productos. La mayoría de los pigmentos utilizados en la manufactura y en las artes visuales son colorantes secos, usualmente en forma de polvo fino. Los principales pigmentos naturales utilizados son de origen mineral o biológico. 

La necesidad de conseguir pigmentos menos costosos dada la escasez de algunos colores, como el azul, propició la aparición de los pigmentos sintéticos a partir del óxido de hierro:

Pigmentos de arsénico: Verde de París , de carbono: Negro de carbón, negro marfil, negro viña, negro de humo , de cadmio: Verde cadmio, rojo cadmio, amarillo cadmio, naranja cadmio.

De cromo: Óxido de cromo verde, amarillo cromo, de cobalto: Azul cobalto, azul cerúleo, violeta de cobalto, amarillo cobalto, de plomo: blanco de plomo, amarillo Nápoles, albayalde.

De cobre: Verde de París, verde gris, azul egipcio, de titanio: Blanco de titanio, amarillo de titanio, negro de titanio, de mercurio: Bermellón , de zinc: Blanco de zinc, de arcilla: Siena natural, siena tostado, sombra natural, sombra tostada, ocre, biológicos: Alizarina, carmesí alizarina, añil, cochinilla, púrpura de Tiro.

d. PINTURA

Proceso en el que una materia colorante se aplica, mediante algún método, a una superficie o soporte, con el propósito de representar o sugerir a través de la línea, color y materia, alguna entidad visible o imaginaria.

e. PROPIEDADES DE LA PINTURA

Pigmentos: Son materiales en forma de polvo que al aportarse en el producto, le aportan color y opacidad

Aglutinantes: Son los líquidos o sólidos encargados de retener los pigmentos una vez se ha formado la película

Disolventes: Son sustancias encargadas de la disolución del aglutinante en caso de que este sea sólido; y fluidificarlo en caso de un aglutinante líquido

Plastificante: El efecto del plastificante es hacer que el material al que se agrega sea más maleable, adquiera una mayor plasticidad y por tanto sea más sencillo su tratamiento industrial. Su concentración final suele ser muy baja.

f. PROCESO INDUSTRIALEn la elaboración de las pinturas, es imprescindible pasar por las siguientes etapas bien diferenciadas: empastado, molienda, transformación, ajustes, filtrado y envasado. A continuación se detalla el proceso general seguido para fabricar este tipo de pinturas, empleando una máquina dispersora. (Ver anexo 1) Dispersora de alta velocidad con molino de perlas adosado al equipo

En la primera fase se efectúa una premezcla inicial del humectante con parte del vehículo y amoniaco para formar un gel y, a continuación, se procede a la molienda, propiamente dicha, en un molino. El objetivo es dispersar el pigmento de la forma más eficaz, rápida y económica, separando los agregados de partículas de pigmento en sus partículas elementales. Una vez conseguido el grado de molienda deseado, se procede a la transformación, que consiste en terminar de añadir materia prima, fundamentalmente resina y disolvente y los aditivos. Por último, se realiza el filtrado y el envasado.

g. PROBLEMAS AMBIENTALES QUE GENERAN LAS EMPRESAS DE PINTURAS

Generación de residuos Los procesos asociados a la producción de pinturas generan residuos

líquidos, sólidos y emisiones a la atmósfera, que generalmente no son tratados, pudiendo generar serios problemas ambientales.

Residuos líquidos: se pueden dividir en dos grupos: * Residuos que provienen del lavado de estanques de preparación de

pinturas en base a solvente, que se entregan a terceros para destilación y recuperación, siendo ésta de un 70 a 75%.

* residuos que se obtienen tras el lavado con agua de estanques de preparación de pintura al agua cuyo destino, por lo general, es el sistema de alcantarillado.

Residuos sólidos: se pueden dividir en dos grupos: * residuos compuestos por bolsas de papel o plástico, cajas de cartón

que contienen pigmentos, restos de pigmento en polvo, envases de pintura con defectos de fabricación, bolsas de envasado, filtros usados, borras endurecidas de producto concentrado y, en algunos casos lodos de tratamiento y borras de destilación de solventes. Uno de los problemas más grandes relacionados a este tipo de residuos es que al efectuarse el aseo en las zonas de operación, ellos son acumulados y mezclados en algún tipo de recipiente para enviarlos, finalmente, al vertedero municipal.

* residuos provenientes de tratamiento o recuperación. Hasta hace poco tiempo se almacenaban dentro de las industrias, porque los vertederos municipales no los recibían. Hoy, existe la alternativa de disponerlos en vertederos de residuos industriales.

Emisiones a la atmósfera: el mayor problema es la presencia de polvo en suspensión en los sectores de trabajo con pigmento y en las zonas

de preparación de bases, empastes y almacenaje. Esto se debe, principalmente, a que los manejos de la carga son manuales.

Objetivos

GeneralExtraer e implementar el colorante de la semilla achiote, en pinturas a base de aceite para mayor finura, intensidad de color y densidad real.

Específicos

- Extraer colorante de la semilla achiote- fabricar o simular la elaboración de pinturas- agregar pigmento extraído de la semilla achiote- evaluar su finura, intensidad de color y densidad real.

Diseño metodológico

Hipótesis: Al extraer el pigmento de la planta achiote se podrá obtener un colorante que al combinarse con pintura de una mejor finura, intensidad de color y densidad real.

Selección de la muestra: no aleatoria

Métodos y técnicas de investigación:

Pruebas experimentales para extraer el coloranteEl propósito de esta técnica de información es recolectar la información necesaria para poder proceder a aplicar el mejor colorante que cumpla con todos los estándares.

Evaluar el colorante extraído de las semillas del achiote y corroborar en que técnica su resultado mejora.

Se le aplicara a un número determinado de semillas que se encuentren en buen estado.Sus resultados serán basados en los aspectos antes evaluados como caldiad de la semilla, maduración, etc.

Referencias bibliográficas Internet

Planta piloto para obtener colorante de la semilla del achiote (Bixa Orellana) universidad Eafit recuperado el 17/03/2012 de

http://bdigital.eafit.edu.co/ARTICULO/HRU0380000131200301/13101.pdf

BIXA ORELLANA RECUPERADO EL 12/03/2012 DEhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bixa_orellanahttp://www.conabio.gob.mx/conocimiento/info_especies/arboles/doctos/13-bixac1m.PDF

PIGMENTO RECUPERADO EL 22/05/2012 DEhttp://www.portaldearte.cl/terminos/pigmento.htm

PINTURA RECUPERADO EL 22/05/2012 DEhttp://www.portaldearte.cl/terminos/pintura.htm

PROPIEDADES DE LA PINTURA RECUPERADO EL 25/03/2012http://www.decoracionesmediterraneo.net/propiedades-de-la-pintura_art08.phphttp://docs.autodesk.com/REVIT/2011/ESP/filesUsersGuide/WS73099cc142f48755-42d82bfb116e746d5a6-5333.htm

FABRICACION DE PINTURAS RECUPERADO EL 15/04/2012 DE http://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=problemas%20ambientales%20que%20generan%20las%20empresas%20de%20pinturas&source=web&cd=2&ved=0CC0QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.educarchile.cl%2FPortal.Base%2FWeb%2FVerContenido.aspx%3FID%3D185413&ei=i-2pTuL4BY6DtgfSxODmDg&usg=AFQjCNEtYcXIKdyg4OrjbfRNzs1j0WV6JQ

PINTURA A BASE DE COMPUESTOS ORGANICOS RECUPERADO EL 07/05/2012 DE

http://www.monografias.com/trabajos37/pintura-organica/pintura-organica.shtml

h. Cronograma   

ACTIVIDAD 1 2 3 4Presentación de un proyecto luego de realizarles previas

correcciones indicadas por el asesor/profesor

04/06/2012

Realizar visitas a fabricas o empresas

03/07/2012 07/06/2012

relacionadas con el proyectoContactar a

personal especializado en el

tema

10/06/2012 14/06/2012

Presentación del proyecto en el

programa ONDAS

Por definir

Presentación del proyecto a nivel

institucional

SEMANA INSTITUCIONAL

  

i. Recursos

Nombre del articulo o servicio requerido

Cantidad Justificación de su uso

Valor Fuente

Semillas achiote 50 De estas obtendremos el colorante

Batidora 1 Esta será la encargada de dar el resultado final de la pintura

Aspectos de seguridad:

. A la hora de extraer el colorante y realizar las pruebas con las semillas utilizar guantes de protección para garantizar la calidad de la semilla. Utilizar bata y protección en los ojos y manos y demás partes que puedan estar en riesgo a la hora de realizar la combinación de algunos componentes para obtener la pintura.. Tener las precauciones pertinentes a la hora de manipular la batidora para obtener el resultado que se desea.

Aspectos éticos:No implica estos aspectos, ya que lo que vamos a manipular son los frutos de la planta, que esta produce por un proceso natural.

Consideraciones ambientales:

En el proyecto a realizar se tendrá cuidado con el impacto ambiental que este pueda implicar, aunque el mayor peligro a representar es la posible causa de la extinción de la especie vegetal, lo cual no se cree ocurra, pues se manipularan son sus frutos no la planta como tal.