Ciencias de los materiales

PJ-CM-321-PM Elaboración de un barniz ecológico para madera

Producción y consumo responsables

Asesor: MARISA CALLE MONROY

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

Elena Espinosa Fuentes[3o Xcaret], Valeria Sánchez Bonilla[3o Xcaret], Hannia Abril Cruz Hernández[3o Xcaret]

Resumen

Algunos de los  componentes más tóxicos en los barnices comerciales son : etanol, ácido fórmico,clorhidrato de metileno, nafta, xileno, alcoholes industriales, entre muchos otros. Es importante conocer también que los barnices convencionales contienen compuestos orgánicos volátiles (COV) que pueden tener efectos nocivos sobre el medio ambiente y la salud. El mantenimiento de estos barnices es costoso ya que para aplicar una nueva capa es necesario retirar totalmente la capa anterior por medio de decapados.Los materiales son de  un bajo costo y accesibles, tiene un olor agradable a esencia de limón. El barniz que fue producto de nuestra investigación resultó ser viable en cuestión a su función, pero nos percatamos que no fue del todo ecológico, ya que la parafina y el aceite de limón son desfavorables para el para el ambiente sin embargo son mucho menores los daños a los componentes químicos de los barnices convencionales. Pero decidimos incluirlo ya que el aceite de limón es un limpiador natural para los muebles sin dañarlos, por lo que su precio es más accesible y resulta más conveniente para el planeta. Nuestro producto es fácil de elaborar, los materiales son de un bajo costo, tiene un olor agradable a esencia de limón y al no tener sustancias tóxicas  no provoca daños a la salud al momento de aplicarlo en las superficies,debido a que de forma habitual las personas que están en contacto al momento de la aplicación pueden sufrir efectos secundarios de los químicos, además de contribuir siendo amigable para el medio ambiente.

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un barniz ecológico para madera con materiales amigables al medio ambiente?

Planteamiento del Problema

 

En la actualidad el uso de barnices tradicionales genera múltiples problemas para la salud y para el medio ambiente.Los daños a la salud se pueden ver reflejados a la larga o en otros casos de forma inmediata; ya sea en las vías respiratorias y pulmones, ojos,nariz,oídos,garganta, estómago, intestinos, riñón, corazón, sangre, piel y sistema nervioso. 

Los daños al Medio Ambiente están relacionados al uso de químicos y sustancias dañinas al medio ambiente  que afectan de manera directa debido a que el lucro convencional está compuesto por COV (componentes orgánicos volátiles), estos componentes ocupan ese nombre debido a su rápida evaporación, la cual crea inhalaciones tóxicas para la atmósfera. Causando un grave daño al medio ambiente y deteriorando la salud del ser humano expuesto a estos contaminantes.

Otro conflicto  muy común en estos  productos comerciales, son relacionados a que contienen materiales y químicos volátiles, los cuales son muy dañinos. Por el contrario de uno ecológico,  debido a que al estar compuesto de materia prima, de origen vegetal o mineral no posee efectos contaminantes y no afecta de manera progresiva a la salud.

Esto aunado a que los barnices comerciales tienen un costo muy elevado, variando el tipo de material del que están hechos, por ejemplo, uno  sencillo o “accesible” puede variar del los $300 a $400, sin embargo, sí hablamos de alguno que está hecho con materiales más complejos o en  caso posee color  pueden llegar a costar desde $500 hasta $700 MXN; estos precios varían dependiendo marcas.

Lo que nos lleva al punto en el que se está protegiendo un objeto a costa de contaminar y deteriorar el medio ambiente.

 

Antecedentes

El barniz es una disolución de aceites o sustancias resinosas en un disolvente, que se volatiliza o se seca al aire mediante evaporación de disolventes.

O la acción de un catalizador, dejando una capa o película sobre la superficie a la que se ha aplicado.

Todo mueble está expuesto a…

  • Temperatura y humedad medioambiental.
  • Uso regular y a veces rudo (golpes, esfuerzos y rozamientos).
  • Ataques de hongos, plagas o sustancias químicas.

El barniz tiene un origen bastante antiguo. De hecho, los egipcios ya lo empleaban en la decoración de sus tumbas.

La madera u otros materiales de que está hecho el mueble, perderían rápidamente su aspecto inicial y verían reducida su vida  útil si el material no se protegiese apropiadamente con un recubrimiento.

Los diversos barnices tradicionales debido a sus tantos componentes tóxicos generan en diversas partes del cuerpo síntomas negativos a la salud: 

Vías Respiratorias y Pulmones

  • Sangre en los pulmones o toser sangre
  • Dificultad respiratoria (por la inhalación)
  • Líquido en los pulmones
  • Inflamación de la garganta (también puede causar dificultad respiratoria)*
  • Respiración rápida y superficial

Ojos,Nariz,Oídos y Garganta

  • Fuerte dolor de garganta
  • Fuerte dolor o ardor en nariz, ojos, oídos, labios o lengua
  • Pérdida de la visión

Estómago e intestinos

  • Dolor abdominal fuerte
  • Sangre en las heces
  • Quemaduras en el esófago
  • Vómitos, posiblemente con sangre

Riñón

  • Insuficiencia renal

Corazón , Sangre y Desmayo

  • Presión arterial baja que se presenta rápidamente (shock)
  • Cambio severo en el nivel de acidez en la sangre (equilibrio del pH), que lleva a la insuficiencia de muchos órganos

Piel

  • Quemaduras
  • Irritación
  • Necrosis (orificios) en la piel o tejidos subyacentes

Sistema Nervioso

  • Coma (disminución del nivel de conciencia y falta de reacción)
  • Confusión
  • Convulsión
  • Mareo (por la inhalación)
  • Sensación de estar ebrio (euforia)
  • Falta de coordinación
  • Inestabilidad

 

El aceite de lino o linaza se obtiene a partir del prensado de las semillas de lino en frío.El aceite de linaza sirve para la fabricación de productos que protegen la madera al exterior. Se podría decir que es una alternativa natural, tradicional y económica a algunos barnices y pinturas. Algunas de sus propiedades.

  • Es un producto natural y ecológico.
  • Gracias a su alto contenido en yodo es un producto secante.
  • Aporta color y brillo a las maderas oscuras. En las maderas claras puede amarillear.
  • Impermeabilización.
  • Protección.
  • Nutre la madera. Con ello se evita que se raje y curve.
  • A diferencia de otros productos como el barniz, no crea una capa que se seca y endurece (cristaliza) sino que genera una película protectora.
  • El precio del aceite de linaza es bajo en comparación con otras alternativas.
  • Se puede teñir para añadir diferentes tonalidades a la madera.
  • Olor intenso, aunque no perjudicial.
  • Ayuda a prevenir el ataque de insectos xilófagos.Los cuales causan el deterioro de madera.

El uso del aceite de linaza en madera no está limitado a exteriores. Puede utilizarse en interiores, aunque no es habitual ya que la superficie puede quedar algo grasa.

Se usa principalmente en puertas y ventanas, techos, pérgolas, vallas, mobiliario de exterior, tarimas, etc. En interiores se usa en ambientes rústicos, principalmente en vigas.

El uso de los barnices  cuidan y protegen cualquier superficie de madera, además de aportarles mayor resistencia física sobre todo frente a los agentes atmosféricos. Los principales usos de un barniz para madera son los siguientes:

    • Renovar y restaurar muebles afectados por el paso del tiempo.
    • Embellecer y abrillantar las superficies de los muebles viejos o antiguos.
    • Función protectora frente a fenómenos meteorológicos, así como frente al ataque de plagas, insectos u hongos causante de graves deterioros en la madera.
  • Por otro lado, el aceite de limón es un limpiador natural para los muebles sin dañarlos.

Objetivo

Elaborar un barniz ecológico para madera con materiales amigables para el medio ambiente.

Justificación

En el uso de los barnices tradicionales  existe una situación muy común: la intoxicación con barniz, la cual ocurre cuando alguien ingiere esta sustancia o está en contacto directo por varias horas con este. 

Forma parte de los compuestos conocidos como hidrocarburos. La exposición a los hidrocarburos, ya sea intencional o accidentalmente, es un problema  muy frecuente, resultando en miles de llamadas al centro de toxicología cada año.

El barniz contiene diversas resinas y disolventes.

Las sustancias dañinas en las resinas son:

  • Ámbar
  • Bálsamo
  • Colofonia
  • Diversas sustancias producidas de plantas e insectos (como el insecto laca y uretanos)

Las sustancias dañinas en los disolventes son:

  • Etanol
  • Alcoholes industriales
  • Miera o trementina

Algunos otros componentes tóxicos en estos son:

  • Alcohol bencílico
  • Etanol
  • Ácido fórmico
  • Alcohol metílico
  • Clorhidrato de metileno
  • Nafta
  • Xileno

Con una alternativa al uso de barnices tradicionales, se puede ayudar en gran medida a trabajadores que pasan más de 8 horas diarias expuestos a este, lo que genera diversos problemas y malestares en distintas partes del cuerpo, tales como son:

  • Vías respiratorias y pulmones
  • Ojos, oídos, nariz y garganta
  • Estómago e intestinos
  • Riñón
  • Corazón y sangre
  • Piel 
  • Sistema nervioso

Aunado a esto los bajos costos para su accesibilidad.

El barniz ecológico ayuda a reducir la huella de carbono,utilizando materias primas que no contaminen el medio ambiente.

Ya que con el uso de barnices tradicionales, debido a sus componentes químicos, provoca un daño progresivo al medio ambiente, así como también un daño a la salud, que muchas veces puede provocar diversos efectos secundarios dañinos.

Hipótesis

Si elaboramos un barniz ecológico para madera con materiales amigables y no dañinos al medio ambiente, entonces  obtendremos una alternativa amigable con el ambiente.

Método (materiales y procedimiento)

20ml de aceite de limón         

100ml aceite de linaza       

 20 ml de parafina                

1 Brocha

1 rectángulo de madera procesado de aproximadamente 30 cm de largo y 15 cm de ancho.

1 Mechero

1 Tripié

1 Tela de alambre con centro de asbesto

2 Vasos de precipitado de 250ml

1 Olla con capacidad aproximada de 500 ml 

Capsula de porcelana

Pinzas de crisol

 

Procedimiento:

  1. En una olla poner a hervir 300 ml de agua para el baño maría.
  2. En un vaso de precipitados poner a hervir 100 ml de aceite de linaza a baño maria.
  3. En una cápsula de porcelana junto con  pinzas de crisol, derretir 20 ml de parafina directamente con el contacto del mechero
  4.  Mezclar la parafina de forma uniformemente con el aceite de limón.
  5. Por último integrar los 100 ml de aceite de linaza a la mezcla.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos 120 ml de barniz con un color naranja claro (coral) con algunos grumos de color blanco (debido a la parafina), al aplicarlo en la madera dejó una consistencia aceitosa, después de dejarlo secar 24 hr adquiere una textura más uniforme pero suave por el aceite, al aplicarlo en este caso un rectángulo de 10 x 40 observamos que se adquiere una consistencia grasosa en la madera, pero después de pasarle un trapo húmedo, los grumos desaparecieron pero pervalece la protección y el olor a limón  impregnado en la madera.Resulto ser una gran alternativa para protegerlo del sol sin embargo despues de un mes bajo el sol perdio su olor El costo aproximado es de 270 pesos.

Galería Resultados

Discusión

Este producto es fácil de elaborar, los materiales son de  un bajo costo, tiene un olor agradable a esencia de limón y al no  tener ingredientes químicos no provoca daños a la salud de los consumidores ya que evita muchas dificultades respiratorias, además de contribuir siendo amigable para el medio ambiente.

Cumpliendo con la función de proteger muebles de manera viable y eficaz.

Conclusiones

El barniz que fue producto de nuestra investigación resultó ser viable en cuestión a su función, pero nos percatamos que no fue del todo ecológico, ya que la parafina y el aceite de limón no son tan amigables para el ambiente sin embargo son mucho menores los daños a los componentes químicos de los barnices convencionales , por lo que su precio es más accesible y resultando más conveniente para el planeta.

Bibliografía

  • Aceite de linaza. (s. f.). maderame. Recuperado 25 de octubre de 2021, de https://maderame.com/acabados-madera/aceite-linaza/
  • Santollo, S. (2020, 6 febrero). Muebles de madera brillantes con aceite y limón. Trucos de hogar para la limpieza. Recuperado 8 de noviembre de 2021, de https://trucosdehogarcaseros.com/muebles-de-madera-brillantes/
  • Intoxicación con barniz. (2019, 10 marzo). MedlinePlus. Recuperado 9 de noviembre de 2021, de https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002747.htm
  • Aceite de Linaza para Madera: Propiedades, Uso y Aplicación. (s. f.). Maderame. Recuperado 9 de noviembre de 2021, de https://maderame.com/acabados-madera/aceite-linaza/
  • Qué es el barniz y cuándo comenzó a usarse. (2018, 13 marzo). LACASADEPINTURAS.com. Recuperado 9 de noviembre de 2021, de https://lacasadepinturas.com/blog/barniz-uso-y-funciones/

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography