Ciencias de los materiales

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

PJ-MS-51 Elaboración de una mascarilla a base de hoja de maguey.

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Lorena Tiaré Guridi Nava[3o Tikal], Shari Asunción Ramírez Díaz[3o Tikal], Eder Armando Martínez Tinoco[3o Tikal]

Resumen

La forma más eficiente y fácil de mantener la protección de nuestra familia y cercanos en tiempos de la pandemia causada por el Covid-19, además de la sana distancia recomendada por la Organización Mundial de la Salud (OMS),  es el uso de mascarillas que permite reducir las probabilidades de contagio y disfrutar de una convivencia segura. Sin embargo, las consecuencias que ha dejado el aumento sin precedentes de su uso, ha afectado en diversas maneras, claro un aumento en la demanda de los productos pero también un desecho de las mismas en espacios públicos provocando estancamientos en coladeras, que se convierten en inundaciones durante temporada de lluvias y posibles contagios. Ante esta problemática, se planteó la pregunta  ¿cómo hacer una  mascarilla biodegradable y segura? Y para llegar a este objetivo del proyecto, iniciamos el proceso con una propuesta de la hoja de maguey como base del producto, siendo una de las plantas mexicanas más representativas de México y originaria del sur de la república, la cual se consideró que cumplía con las propiedades naturales requeridas. A pesar de esto, tras severas pruebas donde nos enfrentamos con ciertas complicaciones en el uso del material, terminamos utilizando la hoja de mixiote, utilizada en la elaboración del platillo tradicional mexicano,  que nos brindó la resistencia y maleabilidad necesaria con poca comodidad en la respiración pero eficiente, de igual manera el factor importante de la degradación natural de poco tiempo, lo que hace la mascarilla de uso único y desechable sin peligro de contagios.

Lona, Elaboración de mascarilla a a base de hoja de maguey

Trabajo escrito, Elaboración de mascarilla a base de hoja de maguey

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar una mascarilla a base de hoja de maguey?

Planteamiento del Problema

Actualmente, se ha propagado un virus mortal dejando numerosas víctimas alrededor del mundo, donde los gobiernos y algunas organizaciones como la Organización Mundial de la Salud (OMS) dan  indicación del uso de mascarillas para la reducción de contagios por Coronavirus. Sin embargo, recordemos que no es la única problemática actual, de la misma forma la contaminación ambiental ha provocado pérdidas de hectáreas forestales, de hábitats de animales y un aumento considerable en la temperatura; como relación de estas dos problemáticas está la producción masiva de mascarillas y el desecho de estos en espacios públicos como parques y avenidas generando estancamientos en las coladeras, teniendo como resultado inundaciones, tráfico pesado y contaminación en ríos y mares, lo cual, también repercute de forma perjudicial en la salud y bienestar de la biodiversidad. 

Una de las alternativas presentadas a lo largo de los años por múltiples productos, es la propiedad de degradación y reintegración al ambiente para así evitar la acumulación de basura y/o desechos, además de utilizar los recursos de forma sustentable, principalmente, los no renovables para la conservación y no intervención significativa en el ecosistema de especies de plantas, animales y sus entornos.

Antecedentes

El género Agave pertenece a la familia de las Amarilidáceas y comprende unas 350 especies.  Es originaria de México, América central, Arizona, Suroeste de los Estados Unidos.

El maguey es una planta suculenta de origen mexicano con la que se obtienen diversos productos tales como el pulque, bebida embriagante de gran arraigo en nuestro país; una especie de papel o película que se extrae de las pencas para formar hojas lo suficientemente fuertes para contener un platillo tradicional mexicano llamado mixiote, y también se obtiene forraje de dichas pencas para alimentar animales.

Esta planta pertenece a la familia de las agaváceas y al género agave. A mediados del siglo XVIII, el naturalista sueco Carlos Linneo determinó que el nombre genérico de los magueyes era agave. De éste género se obtienen los siguientes productos nativos de nuestras tierras mexicanas.

1.-Fibras textiles (Agave fourcroydes)

2.-Pulque, mixiote y forraje (Agave salmiana)

3.-Tequila (Agave tequilana Weber)

4.-Mezcal y bacanora (la más común Agave angustifolia Haw)

En nuestro país hay más de cien variedades de este género, con sus especies y subespecies que ofrecen formas y tamaños diferentes. Está, por ejemplo, el maguey espadín, en Oaxaca; el agave azul, en Jalisco; el henequén, en Yucatán, y los magueyes pulqueros en Hidalgo, Tlaxcala, Puebla y Estado de México, por mencionar algunos.

Son plantas hermafroditas y monocotiledóneas, es decir que su semilla es indivisible, como el maíz. Tienen forma de piña de la cual salen sus pencas, rectas o dobladas, carnosas, de bordes espinosos, a veces de color amarillo, y con una púa en la punta. Sus flores (llamadas quiotes) llegan a medir 12 metros. El color va desde el verde claro hasta el verde oscuro casi púrpura, pasando por varios tonos de azul.

De acuerdo con cifras del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), la producción nacional de agave en 2016 fue de 1.88 millones de toneladas, de las cuales cerca de tres cuartas partes las aportó Jalisco, siendo Tequila y Arandas los principales municipios productores; en tanto que la producción de maguey pulquero ascendió a 249.0 millones de litros, destacando Hidalgo con 78.1% del total nacional.

¿Qué es?

El coronavirus SARS-Cov-2 es un virus que apareció en China. Después se extendió a todos los continentes del mundo provocando una pandemia. Actualmente Europa y América son los más afectados. Este nuevo virus, provoca la enfermedad conocida con el nombre de COVID-19.

¿Cuáles son los síntomas?

Las personas con COVID-19 tienen los siguientes signos y síntomas:

  • Tos y/o fiebre y/o dolor de cabeza.
  • Y se acompaña de al menos uno de los siguientes: dolor o ardor de garganta, ojos rojos, dolores en músculos o articulaciones (malestar general).
  • Los casos más graves tienen dificultades para respirar o falta de aire en sus pulmones.

¿A qué personas afecta más?

Afecta a todas las personas, pero corren más riesgo:

  • las personas mayores.
  • las personas embarazadas.
  • las personas con alguna enfermedad previa como cáncer, diabetes o hipertensión.

¿Qué es un cubrebocas? Son medios de protección ante la generación de aerosoles producidos por el hombre, evitando su dispersión en el aire y posible contagio de quienes rodean al generador. Los cubrebocas de tipo quirúrgico son mascarillas de material sintético y algunas cuentan con cubierta de polipropileno, pueden ser lisas/plisadas (algunas tienen forma rígida del contorno de la cara) se sujetan a la cabeza con tiras, quedando sobre nariz y boca. El principal criterio para los cubrebocas es que están diseñados para evitar que el generador introduzca al ambiente aerosoles con algún tipo de microorganismos y con diferente grado de riesgo dependiendo de su salud. Los cubrebocas no protegen al receptor de los aerosoles suspendidos en el aire, sobre todo si contiene algún microorganismo patógeno, suspendidos en el aire, ya que, no están diseñados para brindar un sello facial y por lo tanto permiten que el filtrado entre por los bordes de la mascarilla cuando el usuario inhala.

Las mascarillas deberán tener especificaciones comerciales sobre el material con el que fue diseñado, para con ello determinar su eficiencia de filtración, resistencia a fluidos, y que tan inflamables son. Estas mascarillas de tipo quirúrgico protegen la nariz y la boca de la persona, sin embargo, no hay estándares mínimos o métodos de evaluación estandarizados para la eficiencia de filtro de las mascarillas, y hay una gran variedad de eficiencias de los filtros entre las mascarillas disponibles porque el tamaño de poro no es uniforme y deja espacios grandes. Normas de la Association of Perioperative Registered Nurses AORN recomienda que las mascarillas quirúrgicas deberán filtrar partículas de por lo menos 0.3 μm para uso regular y de 0.1 μm para uso de láser (es decir, para proteger a la persona que las usan contra el humo del láser), o que tengan un 90–95% de eficacia de filtración bacteriana.

Objetivo

Elaborar una mascarilla a base de hoja de maguey.

Justificación

A lo largo de los años la salud se ha procurado y teniendo más en cuenta, con avances en medicina y en la prevención de enfermedades. Actualmente, nos enfrentamos a un nuevo virus gripal con una propagación mundial dejando miles de víctimas, donde la principal recomendación para evitar el contagio de este es el uso de mascarilla y así procurar mantener una interacción con menor riesgo de contagio con las demás personas. Sin embargo, se debe de conocer que para que el cubrebocas cumpla su función, debe cubrir totalmente las zonas de nariz y boca, además de que los poros del mismo deben medir 0.1 μm. Esta medida preventiva ha llevado a una sobredemanda en el mercado de la misma y su desecho en espacios públicos para terminar en las coladeras, obstruyendo las entradas de estas  durante la temporada de lluvia, evitando el paso de agua generando inundaciones y una saturación de vehículos de las vías públicas, además, de que muchos otros van directo a los ríos y mares, afectando gravemente a la biodiversidad. 

Por otro lado, el maguey es una planta suculenta de origen mexicano con la que se obtienen diversos productos tales como el pulque, bebida embriagante de gran arraigo en nuestro país; una especie de papel o película que se extrae de las pencas para formar hojas lo suficientemente fuertes para contener un platillo tradicional mexicano llamado mixiote, y también se obtiene forraje de dichas pencas para alimentar animales.

Hipótesis

Si elaboramos una mascarilla a base de hoja de maguey,  entonces podremos brindar una alternativa ecológica y que brinde protección ante enfermedades respiratorias.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

4 membranas de hoja de maguey de aprox. 30 x 15 cm

Recipientes para esterilizar materiales de 20 lt 

1 balanza granataria

4 Lt de agua

45 gr de sal 

1 varilla de agitación

1 vasos de precipitado de 1 lt

Servitoallas

Moldes de piezas de mascarilla

Elástico de .5 cm de ancho (de algodón)

Termómetro

Hilo y aguja/ máquina de coser

 

Procedimiento: 

1.-Se verifica que las hojas no estén manchadas o podridas.

2.-Después de revisarlas, colocar el recipiente con los 4 lt de agua y los 45 gr de sal.Calentar y esperar hasta que llegue a un punto de ebullición. 

3.-Depositar las membranas de las hojas dentro del recipiente y dejar 10 minutos en ebullición. 

4.-Retirar del agua pasados los 10 minutos y dejar reposar en un ambiente controlado sin peligro de contaminación del producto por media hora. 

5.-Después de media hora de reposo, cortar las hojas en relación a los moldes de la mascarilla.

6.-Unir las piezas siguiendo el molde para formar nuestra mascarilla cosiendo por los extremos e integrando los extensibles en su respectivo lugar.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos 4 cubrebocas, basados en dos respectivos modelos: tipo Kn 95 y tipo mascarilla quirúrgica; un modelo con 16 x 9.5 cm,  otro modelo de 25.5 x 12 cm y los restantes de medidas promedio. La textura es similar a la de una hoja de papel pero con mayor grosor, la tonalidad del producto es marfil y la resistencia es la esperada debido a las dos capas contenidas. Tiene costuras en todos sus extremos que aseguran la unión de sus capas, y los resortes son sujetados de los extremos  laterales paralelos. Con un costo aproximado de 58 pesos.

Galería Resultados

Discusión

Durante nuestra fase experimental tuvimos dificultades para la obtención de la materia prima (hoja de sisal y maguey) para que pudiera adaptarse a las necesidades del objetivo y brindar protección a las personas ante algunos agentes. Ambas son productos naturales y biodegradables, sin embargo encontramos algunas características que no habíamos tomado en cuenta.

Nuestra primera propuesta, la hoja de sisal, no fue posible de conseguir debido a la importación, por  lo que cambiamos a la hoja de maguey donde tras conseguir el material, la maleabilidad y resistencia no era la requerida para una mascarilla. Para verificar que se obtuvieran las características deseadas, se realizó una prueba con la hoja, sumergiéndola en agua caliente para mejorar su manejo, sin embargo volvió a su estado original frágil y rugoso.  

Así llegamos hasta nuestra tercer propuesta de material con mejores resultados y logra asegurar el cumplimiento de nuestro objetivo,  tras comprobarlo en el uso del producto dando la forma y resistencia esperada. 

No obstante, la comodidad de la mascarilla no es la adecuada, por el tiempo de uso del producto ya que llega a dificultar la respiración.

Conclusiones

Cada día, la contaminación de las calles de nuestra comunidad va en aumento, obstruyendo los canales de paso y dando una mala imagen de la misma. 

El desecho de las mascarillas en los espacios de convivencia sin tener una cultura de protección no solo genera problemas estéticos o físicos,  también genera efectos en la salud pública transportando diferentes agentes y microorganismos contenidos en las mascarillas, lo cual incrementa las posibilidades de un contagio de enfermedades,  que por la baja degradación de los materiales su duración puede ser de un par de semanas. 

Nos propusimos un objetivo para la creación de una alternativa ecológica, biodegradable y segura ante una pandemia que ha traído la acentuación en el consumo de mascarillas que precede este proyecto.

Bibliografía

Servicio de información agroalimentaria  y pesquera (2016). Maguey: un agave que nos provee diversos productos agroalimentarios nativos  consultado el 13 de enero del 2020 disponible en https://www.gob.mx/siap/articulos/maguey-un-agave-que-nos-provee-diversos-productos-agroalimentarios-nativos?idiom=es

Personas con discapacidad-Coronavirus (2020). Información general consultado el 15 de octubre del 2020, disponible en: https://coronavirus.gob.mx/informacion-accesible/#:~:text=El%20coronavirus%20SARS%2DCov%2D2,el%20nombre%20de%20COVID%2D19.

Secretaría de salud pública (2009). Criterios para la atención a la contingencia sobre influenza A (H1N1) consultado el 20 de octubre del 2020, disponible en: http://www.sev.gob.mx/virusinfluenza/publico_gral/criterios/criterios_cubreboca.pdf

Summary

The most efficient and easy way to maintain the protection of our family and close friends in times of the pandemic caused by Covid-19, in addition to the healthy distance recommended by the World Health Organization, is the use of masks that allows you to reduce the chances of contagion and enjoy a safe coexistence. However, the consequences left by the unprecedented increase in their use, has affected in several ways, of course an increase in the demand for products but also their disposal in public spaces causing stagnation in drains, which become floods during the rainy season and possible infections. Faced with this problem, the question was raised, how to make a safe and biodegradable mask? And to reach this objective of the project, we began the process with a proposal of the maguey leaf as the base of the product, being one of the most representative Mexican plants in Mexico and originally from the south of the republic, which was considered to comply with the required natural properties. Despite this, after severe tests where we faced certain complications in the use of the material, we ended up using the mixiote leaf, used in the elaboration of the traditional Mexican dish, which gave us the necessary resistance and malleability with little comfort in breathing. but efficient, in the same way the important factor of natural degradation in a short time, which makes the mask for single use and disposable without the risk of contagion.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography