ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE FISICA Y MATEMATICA

CARRERA DE BIOFISICA

QUÍMICA ORGÁNICA

TEMA:

ELABORACIÓN DE CAJAS DECORATIVAS A PARTIR DEL COCO BASADA EN

LA MOLIENDA DE SU CORTEZA PARA APROVECHAR LAS PROPIEDADES DE

LA MISMA

INTEGRANTES:

VILLEGAS GUACHO KEVIN FERNANDO

VELÁSQUEZ QUISHPE ALEJANDRO VLADIMIR

1

RESÚMEN

La finalidad del presente proyecto es ofrecer una alternativa eficaz, para la fabricación

de productos destinados a satisfacer las necesidades de la población, ante la creciente

deforestación del medio ambiente, causada por muchos factores, que se mueven por intereses

de diferente índole.

De la mano de la investigación se procura generar conciencia, respecto a la cantidad

de materia prima que, una vez culminada la utilidad para la que se trató, termina siendo

desechada, ignorando tanto el proceso, el origen y extracción de la materia prima.

La metodología empleada sigue los patrones básicos de una investigación basada en el

diseño experimental, la cual se desarrolla con la implementación de fibra orgánica extraída

de la corteza seca del coco, como material apto para la fabricación de cartón y posterior

elaboración de cajas decorativas y de apilamiento, para las segundas se usará un menor

tratamiento estético o de acabado final. Análogamente, se buscará un material idóneo para ser

usado como aditivo, con la finalidad de que mejore notablemente las propiedades que en sí

poseen las fibras del coco.

Los resultados que se espera obtener a través de las observaciones, son pruebas

contundentes y necesarias para establecer una discusión de beneficios y factibilidades

respecto al material usado por excelencia.

2

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1) Materia prima / Cocos verdes

Figura 2) Materia prima después del periodo secado

Figura 3) Maquina utilizada para la molienda

Figura 4) Proceso de molienda

Figura 5) Fibra obtenida

Figura 6) Malla elaborada con la fibra

Figura 7) Mezcla en reposo

Figura 8) Mezcla secándose

Figura 9) Caja elaborada

3

ÍNDICE GENERAL

PORTADA 1

RESÚMEN 2

ÍNDICE DE FIGURAS 3

ÍNDICE GENERAL 4-5

CAPITULO I

1.1. Planteamiento del problema 6

1.2. Formulación del problema 7

1.3. Interrogantes de la investigación 7

1.4. Objetivos 8

1.4.1. Objetivo general

1.4.2. Objetivos específicos

1.5. Justificación 9

1.6. Limitaciones de la investigación 9

CAPITULO II

2.1. Antecedentes de la investigación 10

2.2. Marco teórico 11-12

2.2.1. El cartón

2.2.2. Proceso de fabricación del cartón

2.3. Hipótesis 12

4

CAPITULO III

3.1. Diseño de la investigación 13

3.2. Universo de estudio 13

3.3. Tamaño de la muestra 13

3.4. Definición de las unidades de observación 13

3.5. Definición de las unidades de control 13

3.7. Operacionalización de las variables 14

3.8. Proceso experimental 15

CAPITULO IV

4.1. Factibilidad de investigación 16

4.2. Presupuesto 16

4.3. Cronograma 17-18

CAPITULO V

5.1. Conclusiones 19

5.2 Recomendaciones 20

BIBLIOGRAFIA 21

ANEXOS 22-23

5

CAPÍTULO I

1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad el sector industrial se enfoca en satisfacer las necesidades del

consumidor a medida que el capital de su bolsillo aumenta, muchas de ellas utilizando las

medidas adecuadas para disminuir el impacto ambiental causado, otras hacen lo contrario, ya

que al usar materia prima de primera mano disminuyen las causas por las cuales las

poblaciones aledañas y directamente afectadas suelen quejarse con organizaciones

ambientalistas, todo esto en cuanto a empresas que trabajan con sustancias orgánicas se

refiere.

Es preocupante el abuso en la utilización de papel en el diario vivir, cuyos residuos

son desechados sin tener la oportunidad de reincorporarse a un proceso de transformación de

materia posterior, es por ello que debemos tomar conciencia del daño que se ocasiona y

buscar alternativas que traten de una manera más adecuada, los denominados residuos

orgánicos.

6

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Realizar la recolección de materia prima en el tiempo de maduración oportuno sin

alterar las propiedades que tienen las cortezas, para aplicar el procedimiento habitual en la

elaboración de cartones.

1.3. INTERROGANTES DE LA INVESTIGACIÓN

¿Qué hacen con los residuos del coco?

¿Se podrá elaborar cajas a partir de la corteza seca del coco?

¿Tendrá mejores propiedades que el cartón estándar?

¿Los resultados obtenidos coincidirán con los esperados?

7

1.4. OBJETIVOS

1.4.1. OBJETIVO GENERAL

Realizar el proceso adecuado a la materia prima, con la finalidad de fabricar

productos rentables e innovativos.

1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Dar a conocer los tratamientos que deben realizarse a la materia prima

Identificar los beneficios que proporcionan el yeso y la maicena para compactar

la mezcla.

Elaborar nuevas propuestas para crear variedades de productos en base a la

importancia de las cortezas.

8

1.5. JUSTIFICACIÓN

La crisis a la que nos enfrentamos con la contaminación del planeta debido al

incorrecto manejo de los desperdicios, produce riesgos como desbordamientos de ríos,

debilitamiento de la Tierra, enfermedades y agotamiento de recursos naturales.

Es por esta razón que se ha considerado el proyecto de elaboración de materiales con

la corteza seca de coco, como una estrategia para disminuir en algo la presente polución,

generar pequeños ingresos a los recolectores de la materia prima y principalmente, generar

conciencia a las comunidades del gran problema de contaminación que acarrea el uso

inadecuado de basuras a la par que, se establece mecanismos que permitan contribuir a todos

y cada uno de nosotros a la solución del mismo.

1.6. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN

Factor recolección: Al ser un material de consumo mínimo, recolectarlo se convierte

en una tarea complicada, que necesita de personas que sepan del uso que se le puede

dar y los reúna, tal cual sucede con las botellas plásticas.

Región: El coco es propio de la región litoral, por lo cual su recolección se verá más

favorecida en este sector.

Maquinaria: Se necesita una máquina trituradora que facilite todo el proceso.

9

CAPÍTULO II

2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

De acuerdo a (Hydro Environment , 2014) la corteza de coco viene siendo aprovechada

en el sector agroindustrial, como parte del cultivo hidropónico, de la siguiente manera:

Germinaza: Es polvillo de fibra de coco para la germinación de tus semillas.

Paca de Fibra de Coco 80% polvillo 20% : fibra para clima seco

Paca de Fibra de Coco con CHIP 65% polvillo 35%: fibra para clima semi seco

Paca de Fibra de Coco 50% polvillo 50%: fibra para clima templado y húmedo

Paca de Fibra de Coco con CHIP 50% polvillo 50%: fibra para clima templado y

húmedo

Según (Veo Verde, 2014) la fibra de coco puede abrir un auge dentro de desarrollo

sostenible ya que de esta manera los agricultores obtienen ingresos adicionales, se reduce la

contaminación del medio ambiente por la quema de residuos agrícolas y la conservación de

los microorganismos que se encuentran naturalmente responsables de la buena aireación del

suelo y la fertilidad. La fibra de coco contribuye a una reducción sustancial de los niveles

sonoros, tanto de impacto como aéreos.

En cuanto, a nivel nacional se refiere, de acuerdo (La Hora, 2012) Desde hace tres

años, varias comunidades de la población costeña de Santa Elena se están beneficiando del

aprovechamiento de fibras naturales para la producción de artesanías.

La iniciativa, que es respaldada por la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL)

y la Fundación Pro Pueblo, tiene la finalidad de contrarrestar el uso de recursos no renovables

y reducir el efecto negativo sobre el medioambiente.

“Hasta el momento estamos trabajando en la producción de papel para la elaboración

de cajas, tarjetas, fundas, ángeles decorativos”, explica María Gabriela Punín, docente

investigadora de arte y diseño de la UTPL.

10

2.2. MARCO TEÓRICO

2.2.1.- EL CARTÓN

Los datos más antiguos sobre el origen del papel se encuentran durante el Antiguo

Egipcio, alrededor de los 3000 años a.C. En esta civilización se escribía sobre papiros, los

cuales eran unas fibras vegetales obtenidas del tallo de una planta llamada Cyperus Papyrus,

abundante en las riberas del río Nilo.

Por otra parte, durante la Edad Media siglo V al XV A.C en el continente europeo se

utilizaban láminas hechas de pieles de carnero o de cabra, curtidas especiales para escribir en

tinta, llamados pergaminos. La desventaja del pergamino, era su elevado costo, razón por la

cual a mediados del siglo VIII se impuso la costumbre de borrar los textos escritos sobre los

pergaminos para reescribirlos.

Sin embargo, en Asia, aproximadamente hacia el siglo II d.C, los chinos ya habían

comenzado a fabricar papel a partir de los residuos de seda, paja de arroz, cáñamo y algodón.

Por lo tanto se considera que el primer proceso de fabricación del papel fue desarrollado por

Caí Lun, un consejero del emperador quien perfeccionó la técnica de fabricación de este

material, llegando a tener propiedades similares a las del papel actual.

Durante los 500 años posteriores, la fabricación de papel solo se producía en China,

pero luego en el año 610 d.C, se comenzó a fabricar papel en Japón. Luego, en el año 750 d.C

se expandió por Asia central. El conocimiento de la fabricación de papel se trasladó a los

árabes, quienes lo llevaron por España y Sicilia en el siglo X. Finalmente en el siglo XII d.C,

la elaboración de papel se extendió a Francia, que lo producía usando lino, perfeccionando las

máquinas productoras de papel aumentando su uso en el continente.

Más tarde en el siglo XVII y XVIII, el uso del papel aumentó provocando una escasez

de trapos, única materia prima conocida por los impresores europeos. Luego en el año 1840,

el problema de la fabricación de papel a partir de una materia prima barata se resolvió con la

introducción del proceso de trituración de madera para fabricar pulpa.

11

2.2.2.- PROCESO DE ELABORACIÓN DEL CARTÓN

Para la elaboración de papel se necesitan máquinas extractoras para poder extraer la

materia prima necesaria y máquinas productoras para producir enormes cantidades de papel.

Estas deben seguir una serie de pasos: Primero, la pasta del refinado pasa a las tinas, que son

almacenes de reservas. Aquí unos agitadores mantienen a la pasta esta en continuo

movimiento. Luego, esta pasta pasa por un depurador probabilístico y por uno ciclónico. El

depurador es un aparato limpiador, por lo tanto su función es separar las impurezas. El

depurador probabilístico se encargar de separar las impurezas pequeñas, mientras que el

ciclónico se encarga de las impurezas grandes. Después, la pasta llega a la caja de entrada

donde se transforma en una lámina ancha y delgada. A continuación llega a la mesa de

fabricación. Esta contiene una malla metálica giratoria encargada de escurrir la pasta y

entrelazar las fibras. Cuando termina de escurrirse, la pasta semihúmeda pasa por elementos

desgastadores como los Vacuofolis, el rodillo aspirante y los Dandy Roll. Estos elementos o

máquinas se encargan de absorber el agua restante, haciendo que la hoja del papel quede

homogénea. Finalmente la hoja pasa por las prensas. En las prensas se encuentran las bayetas,

las cuales transportan el papel y absorben el agua restante de la hoja, cuando está siendo

presionada. El proceso de prestación tiene cuatro fases:

Comprensión y saturación de la hoja.

Comprensión y saturación de la bayeta.

Expansión de la bayeta.

Expansión de la hoja.

2.3. HIPÓTESIS

Establecer las diferencias que existen en el tratamiento de la corteza del coco,

realizando varios procesos que demuestren humedad y resistencia.

12

CAPITULO III

3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACION

El proyecto se fija en función a los objetivos planteados los mismos que serán sustentados

por medio de una estructura de forma experimental para llegar a la meta planteada.

3.2 UNIVERSO DE ESTUDIO

Recolección de cortezas del coco con un peso promedio de 700g y 33cm aproximadamente

ya que no todos los cocos poseen el mismo peso y el diámetro, fueron obtenidos en la ciudad

de Santo Domingo los que serán tratados para el proceso de deshidratación y secado.

3.3 TAMAÑO DE LA MUESTRA

n= 9 cortezas de cocos

P= 3 cortezas de coco (maicena) unidad de control

Q= 3 cortezas de coco (yeso) sin actividad física

R= 3 cortezas de coco (goma) junto con agua

3.4 DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES DE OBSERVACIÓN

Procesos con las cortezas de los cocos P R

3.5 DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES DE CONTROL

Procesos con las cortezas de los cocos Q

3.6 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES:

13

VARIABL

E

NATURALEZ

A

MEDICIÓ

N

INTERRELACIÓ

N

INDICADORE

S

DEFINICIÓ

N

Tratamient

o de la

materia

prima

Quincenal Razón Dependiente Gramos

Proceso de las

cortezas por

cada 1500

gramos

Materiales Quincenal Razón Dependiente Gramos

Elemento que

puede

transformarse

o agruparse

para formar un

conjunto

3.7 PROCESO EXPERIMENTAL

Se realizaron tres procesos experimentales, con tres cortezas de cocos por proceso, los

mismos que fueron triturados y posteriormente molidos para obtener el polvo necesario,

como se puede apreciar en la figura 5).

El polvo obtenido se colocó en una proporción de 1500g con el adherente que es la goma

(100ml) en 2lt de agua los cuales fueron mezclados y posteriormente ser cernidos en la malla,

figura 7)

Una vez que se encuentra en la malla se colocó en una tela para el siguiente paso de secado al

ambiente, lo cual podemos observarlo en la figura 8) y para después ser utilizado para la

elaboración del producto. Figura 9).

14

La cantidad de los materiales adheridos a cada mezcla fue proporcional en cantidades

mínimas para no altera las propiedades de las cortezas

15

SecadoSe realizo durante 1

mes y medio

Trituracion Duró un dia

Molienda Duró 2 dias

PROCESO PSe realizo en segunda instancia obtenien dosultados bajos

PROCESO QSe realizo a primera instanciacomo base con resultados nomuy satisfactorios

PROCESO RSe realizo a ultima instancia con resultados positivos y considerandolo como el mejor de los tres y siendo detallado anteriormente

CAPITULO IV

4.1. FACTIBILIDAD DE INVESTIGACIÓN

Las cortezas fueron recolectadas en un centro de distribución de “Coquitos” en el

cantón de La Concordia, provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, lo cual aceleró el

proceso de recolección.

Debido al clima favorable presente en esta zona, el proceso de secado fue muy

conveniente, ya que se pudo analizar por separado y con más detalle la viabilidad de usar

yeso o maicena, durante el periodo destinado para la elaboración del proyecto.

4.2. PRESUPUESTO

El proyecto en mención fue autofinanciado por los autores, los gastos se detallan a

continuación:

EGRESOSPasajes 20,00$Materiales (yeso, maicena, goma) 4,00$Cortezas 0,00$TOTAL: 24,00$

16

4.3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Cronograma de las seis primeras semanas

MES OCTUBRE NOVIEMBRE

SEMANAS 3ra semana 4ta semana 1ra semana2da

semana3ra semana 4ta semana

DETALLERecolección de materia prima

Recolección de materia

primaProceso de secado

Cronograma de las seis semanas finales

MES DICIEMBRE ENERO

SEMANAS 1ra semana2da

semana3ra semana 4ta semana

1ra semana

2da semana

DETALLE Proceso de secadoTrituración y molienda

Selección de residuos

Procesos P y Q

Proceso R y culminación de resultados

CRONOGRAMA DE CONTROL DE MATERIA PRIMA

MES NOVIEMBRE

SEMANAS 1ra semana 2da semana 3ra semana 4ta semana

DETALLE Exposición al sol Exposición al sol Sombra Sombra

MES DICIEMBRE

SEMANAS 1ra semana 2da semana 3ra semana 4ta semana

DETALLE Exposición al sol SombraTrituración en la

maquina y molino de mano

Separación de material apto

para ser utilizado en la mezcla

17

MES ENERO

SEMANAS 1ra semana 2da semana

DETALLEAdición a la mezcla con yeso

y maicena

Adición a la mezcla agua y goma para después ser pintados

y acabados los productos

CAPITULO V

18

5.1. CONCLUSIONES

El tratamiento que se realizó a la materia prima de distintas maneras a lo largo del

proyecto satisface las propiedades de ésta sin alteraciones; siendo definidas para cada

caso del proceso, la misma cantidad para la mezcla como se describe en el

cronograma mencionado anteriormente

Se estableció la creación de diferentes tratamientos y utilidades que se puede realizar

con estas cortezas aprovechando la fácil obtención de la materia prima. proyectando

nuevas ideas para la creación de distintos productos.

Los diferentes tratamientos realizados en el proceso permitieron saber el beneficio

que proporciona cada adherente para hacer conjunto y compactar las mezcla de mejor

manera; en este caso se observó y comprobó que en proporciones pequeñas se puede

utilizar goma con ciertas cantidades de agua dejando atrás la maicena y el yeso que

mostraron resultados inferiores en la calidad de material obtenido.

En condiciones de baja humedad puede ser almacenada durante largos periodos y en

condiciones de almacenamiento no representa un riesgo grande para animales o seres

humanos ya que no repercute en la salud por ser inerte y estable; evitando el deterioro

con el tiempo.

5.2. RECOMENDACIONES

19

El lugar de secado debe tener más exposición al sol en los primeros días para su

mejor deshidratación y apresurar su proceso.

Moler el bagazo una vez que éste completamente seco ya que si presenta partes

húmedas se hace más difícil este paso y ralentiza el cronograma de trabajo

Separar las partes del coco que están completamente duras y no pueden ser molidas

Considerar la importancia de reciclar y tratar productos de desecho que pueden servir

para realizar productos de consumo que son utilizados hoy en día con mucha

frecuencia.

BIBLIOGRAFIA

20

Hydro Environment . (28 de 12 de 2014). Obtenido de http://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=94

La Hora. (16 de Febrero de 2012). Aprovechan la fibra para hacer papel, pág. 24.26 .

Veo Verde. (28 de 12 de 2014). Obtenido de https://www.veoverde.com/2014/05/fibra-de-coco-utilizada-en-la-construccion/

-Linkografia:

http://www.pelemix.com/es/empresa/beneficiosfibradecoco

http://www.herbalius.com/alimentos-ecologicos/verduras-hortalizas/calabaza/

http://multiplantas.com/propiedades-de-la-calabaza/#.VD3Xsmd5OLo

https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/4522/1/7042.pdf

ANEXOS:

21

Figura 1) Materia prima (Cocos verdes) Figura 2) Materia prima después del

periodo secadoFigura 3) Maquina utilizada para la molienda

22

Figura 4) Proceso de molienda Figura5) Fibra obtenida

Figura 6) Malla elaborada con la fibra Figura 7) Mezcla en reposo Figura 8) Mezcla secándose Figura 9) Caja elaborada