Ciencias de los materiales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Elaboración de Jabón con Aceite Reciclado de Cocina

Asesor: ALICIA PANIAGUA

Autor: Ivan Alonso Ampudia Aguilar

Resumen

Este proyecto buscará dar una alternativa de uso a los residuos de aceite vegetal que generamos al utilizar en nuestros hogares, comercios e industria; ya que estos tienen un grave impacto ambiental al no ser tratado de forma adecuada.

Pues tan sólo 1 litro de aceite desechado es capaz de contaminar 1,000 litros de agua, oh bien si es derramado en la tierra afecta su posterior uso para cultivos además de poder filtrarse dañando flora y cuerpos de agua.

Por ello la importancia de informar y desarrollar una práctica para reutilizar el aceite de cocina que generamos en nuestros hogares, evitando así, el grave impacto al desecharlo de forma inadecuada ya sea tirándolo al drenaje o a la basura directamente.

El aceite vegetal usado en nuestros hogares e industria, es un residuo catalogado como “de manejo especial; generando problemas ambientales serios cuando se desecha en drenajes puede provocar graves taponamientos en los sistemas de drenaje, además que contamina el agua exponencialmente.

Pregunta de Investigación

¿Cómo puedo hacer un jabón con aceite reciclado de cocina, y así evitar la contaminación provocada al medio ambiente por su desecho?

Planteamiento del Problema

Por otra parte, al desecharlo a la basura nuestro aceite se va mezclando con otros residuos generando filtración que pueden incluso contaminar los mantos acuíferos.

Por ello resulta preciso manejar adecuadamente los residuos producidos en la utilización del aceite de cocina, ya que este producto como lo demostrará nuestra investigación puede usarse como materia prima para la producción de jabón, evitando con ello un impacto negativo al medio ambiente.

Antecedentes

El aceite es un producto ineludible en la mayoría de nuestros hogares y en los procedimientos de los comercios y la industria. De manera que su consumo se presenta en altas cantidades y su uso es continuo, por lo que genera grandes volúmenes de residuo que como lo hemos planteado conlleva un gran impacto ambiental.

Tan solo en México según cifras del director general de la Asociación Nacional de Industriales de Aceites y Mantecas Comestibles (Aniame),  en abril de 2019 el consumo total de aceites y grasas en México es de 2,3 millones de toneladas. De esta cantidad, 1,5 millones corresponden a aceites vegetales. Por otra parte, del total del mercado de consumo de aceites vegetales, 750.000 toneladas hacen relación a aceites industriales (a granel) y la otra mitad, a aceite embotellado.

Incluso a través de los años se presenta un crecimiento poblacional y proporcionalmente seguirá aumentando su uso y la contaminación que los desechos del aceite generen. Y es que las personas no tienen conocimientos de la problemática ambiental, lo que trae  como consecuencias pérdida y deterioro de los recursos naturales y por consiguiente disminución de la calidad de vida.

Pero ¿qué es un aceite?

Los productos grasos se han utilizado a través de los años por el ser humano ancestralmente como parte de su consumo alimenticio, combustible y hasta eb la producción de cosméticos, los cuales eran procesos artesanales y posiblemente realizados en su propia casa. Los aceites y las grasas son sustancias de origen vegetal o animal, que consisten en una mezcla de ésteres de la glicerina con ácidos grasos. En general, el termino grasa es utilizado para referirse a los materiales sólidos, mientras que el término aceite hace referencia a líquidos.

Las sustancias a partir de las cuales de producen los aceites son semillas o frutos, todas estas contienen aceite, pero sólo los llamados oleaginosos sirven para la producción industrial de aceite. La composición química del aceite vegetal corresponde en la mayoría de los casos a una mezcla de 95% triglicéridos y 5% ácidos grasos.

El aceite es una sustancia grasosa de origen vegetal el cual tienen una presentación liquida, se encuentra en diversos tipos: oliva, palma, soya, girasol, cártamo, cacahuate, etc.

A partir de estos componentes el aceite vegetal se obtiene mecánicamente o químicamente, o por una combinación de ambos procesos. El proceso de todas las grasas y aceites comerciales están compuestos por sustancias diferentes a la de los glicéridos, lo que quiere decir que son insolubles al agua e incoloros, por ello después de pasar por un proceso de refinación de aceite bruto, la refinación permite que el aceite sea comestible con las características deseadas por los consumidores, como sabor y olor suaves, aspecto limpio, color claro, estabilidad frente a la oxidación e idoneidad para freír. Por esto pueden ser comestibles y no perjudiciales par el ser humano.

Para la realización de este proyecto es importante conocer que una de las aplicaciones del aceite de cocina usado es la producción de jabón, a través del proceso de saponificación se logra dicho producto.

¿Qué es la saponificación?

Se entiende por saponificación la reacción que produce la formación de jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los álcalis (hidróxido de sodio, NaOH) constituyendo las sales sódicas de los ácidos grasos: el jabón.

Esta reacción se denomina también desdoblamiento hidrolítico y es una reacción muy exotérmica.

La reacción típica es:

ÁCIDOS GRASOS + SOLUCIÓN ALCALINA = JABÓN + GLICERINA

Así es como al mezclar los ácidos grasos (principales componentes de las grasas animales y de los aceites vegetales) con una solución alcalina (hecha a partir de una mezcla de agua desmineralizada y un álcali, como por ejemplo la sosa caustica NaOH), se obtiene el jabón (que será realmente suave, porque además el otro subproducto que se obtiene de esta reacción es la glicerina).

El álcali es imprescindible para que se produzca esa reacción, pero hay que tener en cuenta que por sí solo es un elemento cáustico muy peligroso, cuyo manejo implica tomar una serie de precauciones muy importantes para manipularlo con seguridad. Los álcalis más utilizados en la fabricación del jabón son la sosa (hidróxido sódico, NaOH) y la potasa (hidróxido potásico, KOH). Por eso, es necesario tener mucha experiencia y unos conocimientos muy amplios sobre los álcalis y sus reacciones químicas, para proceder a realizar una saponificación que ofrezca totales garantías de que el producto final obtenido no entrañe riesgo alguno para la salud de nuestra piel.

Esto no significa que la saponificación sea un proceso terriblemente peligroso, sino más bien muy delicado de realizar: Así, por ejemplo, si en la reacción anterior hay un exceso de sosa, el producto resultante será una masa cáustica inservible; mientras que si por el contrario, la cantidad de sosa es insuficiente, el producto resultante será una mezcla grumosa de aceites, que en nada se parecerá tampoco al jabón. Es por eso que para realizar un buen jabón, perfectamente saponificado, y con unas excelentes cualidades limpiadoras y emolientes, aparte de una gran experiencia y conocimientos de la saponificación, se necesita conocer también una serie de tablas con parámetros y proporciones muy concretas de cada uno de los elementos que constituyen la reacción, así como su correcta formulación.

El conjunto de dichas tablas imprescindibles para la elaborar cualquier tipo de jabón, es lo que se conoce como tablas de saponificación:

Forma de Uso:

Para saber cuánta sosa se necesita para saponificar una cantidad de una grasa concreta, sólo hay que multiplicar dicha cantidad por el valor correspondiente que aparece en la tabla. Por ejemplo, para saponificar totalmente 100g de aceite de oliva (en la tabla su parámetro es de 0,134) basta multiplicar 100 x 0,134 = 13,4g de sosa necesitaremos.

En el caso de que vayamos a hacer un jabón con diferentes aceites, habría que buscar la cantidad necesaria de sosa para cada tipo de aceite concreto, y luego sumarlas todas. También por eso, en las recetas de jabón, si queremos sustituir un aceite por otro, también habrá que ajustar la cantidad de sosa necesaria.

Por tanto, como lo hemos venido desarrollando el aceite vegetal comestible es un producto fundamental en las cocinas de nuestros hogares, comercios e industria, lo que quiere decir que su consumo es continuo, generando grandes volúmenes para reciclar y a fin de evitar su impacto negativo en nuestro medio ambiente nuestra investigación busca concientizar sobre un uso correcto de estos desechos.

Objetivo

Desarrollar una práctica estandarizada para reciclar el aceite de cocina usado.

Justificación

Como observamos son muchos los problemas que se generan al desechar el aceite usado de la forma en que comúnmente lo hacemos y lo anterior puede ser originado por la falta de educación en temas ambientales, ausencia de herramientas de reciclaje, poca o nula conciencia ambiental o falta de procesos de reutilización.

Por lo anterior, he decido realizar mi investigación para desarrollar una practica que permita la reutilización del aceite usado de cocina, con el fin de evitar el impacto negativo al medio ambiente, ofreciendo un producto de bajo impacto ambiental, como un jabón de barra.

Hipótesis

Si llevamos a cabo la saponificación del aceite usado de cocina entonces, podremos lograr la reutilización de nuestros aceites evitando la contaminación generada a nuestro medio ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

A través del desarrollo de una investigación documental hemos podido llegar a la siguiente experimentación de nuestro proyecto, definiendo procedimientos, métodos y materiales necesarios para la elaboración de nuestro jabón de barra.

Al ser un procedimiento con presencia de una reacción química, debemos tomar las medidas necesarias para evitar accidentes en casa y con algún integrante de la familia.

Para preparar el jabón, debemos trabajar en un espacio bien ventilado, usar guantes y gafas para protegernos de la sosa cáustica, (NaOH) que no debe entrar en contacto con nuestra piel, evitando en todo el procedimiento utilizar recipientes y herramientas metálicas para realizar su preparación, pues estos materiales reaccionan con la sosa caustica, por eso para manejarla necesitamos, guantes para proteger las manos y gafas para proteger los ojos y ropa adecuada que nos cubra los brazos.

De acuerdo a nuestra investigación existen dos tipos de métodos o procedimientos para realizar nuestro jabón.

Proceso en frío

Técnica para fabricar jabón que se basa casi exclusivamente en el calor generado por la reacción química de los ácidos grasos y el álcali para producir jabón. No se aplica calor después de haber mezclado los ingredientes.

Proceso en caliente

Procedimiento de fabricación de jabón en el que se cuecen grasas, aceites y una solución cáustica a 50º-80º C durante 2-3 horas. Es el que se utilizaba antiguamente para hacer jabón. Actualmente este método se utiliza sobre todo para hacer jabones líquidos (con potasa cáustica) y bases de jabón de glicerina.

El método que vamos a llevar a cabo en la elaboración de nuestro jabón es el PROCESO EN FRÍO con SOSA CAUSTICA (NaOH) ya que además de ser el más simple es el que mejor se adapta al objetivo que buscamos, hacer un jabón de barra de forma casera.

Como lo hemos venido desarrollando en nuestra investigación podemos reciclar cualquier tipo de agente graso para la elaboración de nuestro jabón, ya sea de origen vegetal o animal, cualquiera nos pude servir sin embargo es importante tomar en cuenta dos aspectos fundamentales:

1.- Nuestra grasa debe estar libre de cualquier residuo solido (alimento, etc.)

2.- Dependiendo del aceite utilizado, varía la proporción de sosa caustica a utilizar.

En nuestro caso usaremos aceite de cocina con origen de soya, los materiales necesarios a utilizar son:

INGREDIENTES

Para hacer jabón necesitamos 3 ingredientes básicos:

         Agua (de preferencia destilada)

         Ácidos grasos (aceites y grasas)

         Alcalí (sosa cáustica o potasa).

AGUA: Es conveniente que el agua que utilicemos para hacer jabón sea lo más blanda posible, es decir, que tenga la mínima cantidad de sales disueltas. Lo más recomendable es usar agua desmineralizada.

ACEITE: Como ya lo mencionamos antes podemos hacer jabón con cualquier aceite o grasa de origen animal o vegetal, que determinarán las características del jabón. Debemos tener en cuenta sin embargo, que cada aceite o grasa necesita una determinada cantidad de sosa para saponificarlo (hay aceites que necesitan más y otros que necesitan menos) .

ÁLCALIS. Para hacer jabón se utilizan dos álcalis: el hidróxido sódico NaOH (también llamado sosa cáustica) y el hidróxido potásico KOH (o potasa). Su función es la de reaccionar con las grasas para producir jabón. Según el tipo de álcali que utilicemos, nuestro jabón tendrá unas características u otras. Los jabones con sosa cáustica son sólidos (pastillas de jabón) mientras que los jabones con potasa son blandos (jabones líquidos, geles).

MEDIDAS DE SEGURIDAD

Si bien hacer jabón a base de un agente graso, es una práctica común que lleva tiempo in embargo no hay que olvidar que estamos utilizando una substancia tóxica, la sosa cáustica, que utilizada irresponsablemente, puede ser muy peligrosa. Las medidas de precaución para la sosa cáustica son las mismas que para las sustancias tóxicas, por tanto, lee las advertencias de la etiqueta y toma las medidas de seguridad oportunas.

Guantes, cubreboca y gafas protectoras

Cuando prepares la lejía con la sosa y durante el proceso de saponificación, utiliza siempre guantes, cubrebocas y gafas. Si entra en contacto con la piel te quemarás inmediatamente. Por lo tanto, la protección es muy importante. Si a pesar de todas las precauciones, la lejía toca tu piel, lava con agua fría y neutraliza el área con vinagre o jugo de limón. Es recomendable también usar manga larga durante el proceso de elaboración del jabón.

No hagas jabón con niños o animales cerca. Son imprevisibles y es mejor evitar sorpresas desagradables y accidentes.

Recipientes de aluminio

No uses ollas o recipientes de aluminio ya que la sosa reacciona con el aluminio. Lo mejor es usar recipientes de acero inoxidable o plástico.

Si a pesar de todas las precauciones, tu piel contacta con la lejía accidentalmente, aplica un poco de vinagre o zumo de limón en el lugar de contacto. Su elevada acidez neutralizará la fuerte alcalinidad de la lejía. No utilices vinagre o zumo de limón en los ojos, o si la lejía ha sido ingerida. En este caso, acude rápidamente a urgencias médicas.

Materia Prima

500 g de sosa cáustica sólida

3 litros de aceite de soya (reutilizado)

3 litros de agua ( ó agua desmineralizada)

 

Equipo

Una cubeta o balde de plástico

Guantes

Gafas

Bascula

Termometro

 

PROCEDIMIENTO

En primer lugar, como lo mencionamos arriba colocar: las gafas, cubreboca y los guantes.

PASO 1: Preparación de las grasas e ingredientes.

De acuerdo con nuestro material porcionar la sosa caustica, el aceite y agua a utilizar. Temperatura recomendada para las grasas y aceites: 25 a 27 ºC

 

PASO 2: Preparación de la Lejía Caustica

Añade el agua a la cubeta y luego poco a poco añades la sosa cáustica (importante no al contrario) para evitar que los vapores y calor generados en nuestra reacción química, se lleve poco a poco y no de golpe.  Nunca añadas el agua a la sosa. Siempre añade la sosa al agua. La razón es que cuando se vierte agua fría a la sosa el líquido se calienta y puede terminar en erupción como un volcán.

Es importante que cuando hagamos este procedimiento lo llevemos a cabo en el exterior, ya que cuando la sosa caustica reacciona con el agua, durante unos minutos emite unos vapores que son tóxicos e irritantes para la garganta. Para evitar respirarlos es útil durante esos minutos, utilizar el cubreboca; incluso se puede remover un poco y alejarse al cabo de unos minutos esos vapores cesarán.

Este proceso es lento, hay que remover 20 a 30 minutos o bien hasta tener la textura deseada, así que cuando te canses de remover lo dejas, descansas y vuelves de nuevo. Una vez mezclados, la lejía tiene un aspecto blanquecino un poco turbio. Se deja reposar hasta que se vuelva totalmente transparente.

PASO 3: Preparación de la Solución Jabonosa

Debemos poner atención considerando que tanto la lejía como los aceites no deben de estar a más de 40ºC, estas se mezclan poco a poco añadiendo la lejía sobre los aceites mientras se remueve suavemente, mezclando todo con una pala de madera.  Se bate hasta que queden todos los ingredientes bien emulsionados, siempre en la misma dirección hasta que se alcance el punto de traza (momento en el cual la masa mezclada del jabón deja una traza o surco por donde pasa la cuchara con la que se remueve) Como TIP cuando nuestra pala de madera salga “limpia” ya tenemos el jabón casero en su punto.

Del mismo modo en este punto se pueden añadir los aceites esenciales, para aromatizar nuestro jabón.

Paso 4: Vaciado y gelificación

Una vez que todo esté bien mezclado y la masa resulte completamente homogénea se vierte en los moldes. Entre 24 y 48 horas siguientes el jabón se vuelve completamente sólido. Una vez que se esté seguro de que no se deforma al tocarlo, se procede a su desmoldado y, si es el caso, a su corte.

Paso 5: Curado del jabón

El curado consiste en la finalización del proceso de saponificación, con su consiguiente disminución del pH, y el secado de las pastillas hasta alcanzar su tamaño y dureza definitivos.

Una vez que se desmolde el jabón hay que darle un tiempo de curado. Este tiempo dependerá mucho del proceso y del tipo de jabón. En el proceso en frío hay que dejar curar el jabón unos días antes de poder usarlo.

Durante el tiempo de curado ocurre el proceso de secado. El jabón va perdiendo el exceso de agua que contiene hasta quedar en su tamaño y forma definitiva. El tiempo estimado en este caso suelen ser de 4 a 6 semanas. Si se reduce inicialmente la cantidad de agua el proceso puede llegar a reducirse a la mitad.

Para curar el jabón es conveniente colocarlo sobre una rejilla (preferiblemente de metal forrado para no dejar en contacto el jabón directamente con el metal) a fin de que le reciba

Galería Método

Resultados

La elaboración de este jabón me permitió  la experiencia de ver como de un insumo como es el aceite que ya se utilizo en la cocina;  pude generar un jabón de barra que puedo ocupar de múltiples formas, y hacerle entender a toda la población que existen muchas cosas que podemos hacer para cuidar nuestro medio ambiente.

 

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Gracias a mi investigación pude entender que existen muchas cosas que parecen ser un desperdicio pero en realidad pueden llegar a tener otro uso, incluso podemos seguir generando productos que nos pueden servir. Saber como llevando a cabo estas acciones de reciclar cosas podemos ayudar a reducir la contaminar nuestro medio ambiente.

Bibliografía

Abud. L &Leòn F. Libro de Jabones. Edit. Albatros, Buenos Aires Argentina. (2014)

Saponificación – Reacción química del jabón

LUNES 30 de septiembre de 2019

https://ecoinventos.com/jabon-de-caustica/ Lunes 30 de septiembre de 2019

 

Cómo hacer jabón casero ecológico 2 JUNIO, 2017

https://ecoinventos.com/que-hacer-aceite-cocina-usado/

Summary

Soap with recycled oil

Research Question

How can I make a soap with recycled cooking oil, and thus prevent environmental pollution from being disposed of?

Problem approach

On the other hand, when we dispose of it in the trash our oil is mixed with other waste generating filtration that can even contaminate the aquifers.

It is therefore necessary to properly manage the residues produced in the use of cooking oil, since this product as demonstrated by our research can be used as a raw material for the production of soap, thus avoiding a negative impact on the environment.

 

Background

Objective

To develop a standardized practice for recycling used cooking oil.

Justification

Hypothesis

If we do the saponification of used cooking oil then we can achieve the reuse of our oils by avoiding the pollution generated to our environment.

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography