Ciencias de los materiales

PK-CM-246-MA La madera a partir de hongos.

Industria, innovación e infraestructura
Ciudades y comunidades sostenibles
Acción por el clima

Asesor: ROSALIA ORNELAS ENRÍQUEZ

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

Equipo [Saúl Hernández Hernández. ]

Resumen

En la actualidad el calentamiento global ya es considerada una emergencia, la cual se tiene que actuar, una de las propuestas en este trabajo es considerar evitar la deforestacion con ayuda del hongo o Setas para fabricar madera y asi disminuir paulatinamente la tala excesiva de bosques, con ello el cambio clímatico va a ir disminuyendo poco a poco.

Pregunta de Investigación

¿Cómo evitar la deforestación? A partir de la madera de hongo

Planteamiento del Problema

¿Cómo es posible hacer estructuras sólidas y resistentes a partir de hongos? El micelio tiene la propiedad de generar la estructura que da forma al organismo final del hongo, pero no tiene por qué parecerse a una seta.

Además de cambiar su forma es posible cambiar también el tipo de estructura que se genera para que sea más resistente, más ligera, más blanda, dependiendo de la propiedad que se quiera obtener.

En otras palabras, es posible crecer hongos que tengan las cualidades de una esponja o las cualidades de una madera y ser utilizados en el área Industrial

Antecedentes

Todos los organismos fueron clasificados durante un tiempo como animales o vegetales. Puesto que la mayoría de animales pueden desplazarse de un lado a otro, pero los hongos y vegetales no, los hongos se incluían generalmente en el reino vegetal. No obstante, mas tarde los taxónomos reconocieron que, de hecho, los hongos son muy diferentes a los vegetales y merecen ser clasificados en un reino independiente, Fungi.

El estudio de los hongos se denomina Micología, que deriva de la palabra griega mykes, que significa «hongo» La micología es la ciencia que estudia a los hongos, viene de la etimología Mico-hongo y Logos-estudio. Los hongos, a diferencia de las plantas superiores, carecen de clorofila y no pueden llevar una vida autótrofa, por lo que no pueden por sí mismos, producir sustancias orgánicas

Los hongos son un reino aparte, el reino Fungí, que es un mundo distinto al que conocemos, un mundo extraordinario en el cual las esporas se encuentran por millones en todas partes. Los hongos, descomponen restos vegetales y animales y de ellos obtienen nuevos compuestos orgánicos. De esta forma, los hongos asumen una función eliminadora de residuos sin deterioro del medio ambiente y al mismo tiempo, permiten que todo lo que ha cumplido su ciclo en la naturaleza sea utilizado nuevamente.
Solamente los hongos y algunas bacterias, son los únicos seres vivos capaces de sobrevivir a partir de madera muerta.

Su reproducción es llevada a cabo por medio de esporas, éstas en su conjunto forman el micelio, del cual surge el cuerpo del hongo o carpóforo, cuya vida y desarrollo es muy dinámico, sólo necesitan temperatura, humedad y cantidad de luz adecuada para crecer de las más variadas y caprichosas formas.

En México se cultivan cinco especies de hongos con fines comerciales: el champiñón Agáricus bisporus, el portobello Agáricus brunnesces, el seta Pleorotus ostreatus, el hongo blanco Tricholoma magnivelarey el shiitake Lentinus edodes.

El hongo blanco se produce para exportación y es muy apreciado por los japoneses, por ser de características semejantes al Tricholoma matsutake altamentecotizado en ese país asiático. Actualmente se calcula que el precio que se paga a los recolectores mexicanos, por el hongo blanco es de $150.00 el kilogramo, mientras que el consumidor final en Tokio, Kobe, Osaka, etc., paga $150.00 dólares por kilogramo. Otra maravilla de la naturaleza es el shiitake, hongo de origen asiático que ocupa el segundo lugar en cuanto a consumo y producción a nivel mundial, después del champiñón.
En México su producción es incipiente pero está bien cotizado. El champiñón y el portobello son los que ocupan el primer lugar en cuanto a producción y consumo a nivel mundial. México ocupa el primer lugar de producción en América Latina. Los países con mayor demanda son Estados Unidos, Canadá, Japón y la Unión Europea. Su precio es muy accesible y cuenta con una gran versatilidad para su guiso. En tercer lugar, se encuentran las setas, México ocupa el primer lugar en producción en América Latina, su producción se ha duplicado en los últimos años como consecuencia de la difusión y a la capacitación para preparar a pequeños productores y la proliferación de pequeñas empresas. Algunas de sus ventajas son que: su cultivo no es difícil, la inversión requerida es mínima, no requiere de gran infraestructura, su precio es accesible al consumidor y tiene un sabor delicioso, además de ser un cultivo de reconversión ecológica.

Objetivo

Hacer madera a partir de hongos, con ello disminuiremos la deforestación y así combatimos el cambio climático.

Justificación

La investigación y desarrollo de nuevos materiales a partir de organismos biológicos y la posibilidad de reutilizar desechos originados por la Eco-industria como materia prima, que permita a este material dotarlo de características sostenibles, en la cadena de producción y vita útil de este.Los ecosistemas forestales tienen la capacidad de disminuir el efecto invernadero a través de dos procesos relacionados al ciclo del carbono, la fijación o captura de carbono y la reducción de emisiones debidas a la deforestación y degradación forestal.

Los bosques durante su crecimiento absorben el CO2 de la atmósfera y lo convierten en carbono que se almacena en su tronco, raíces y hojas. Adicionalmente queda carbono almacenado en el suelo, en la materia orgánica al ras del suelo (hojarasca) y en los árboles muertos.
Este proceso en el que los bosques capturan carbono de la atmósfera contribuye a la mitigación del cambio climático. Un bosque que crece está catalogado como un sumidero de carbono. De forma inversa con la destrucción de un bosque o su degradación se libera hacia la atmósfera el carbono que alguna vez fue almacenado, contribuyendo a agravar el problema del cambio climático. Se estima a nivel mundial que el cambio de uso de suelo es una de las fuentes más importantes de GEI.

A partir de la deforestación y un aumento considerable en el cabio climático, podemos empezar a investigar nuevas alternativas para sustituir la madera y la tala clandestina, una de ellas es sustituir madera de árbol por madera a partir de hongo (micelio).
El uso del micelio, es decir, los filamentos que los hongos utilizan a modo de raíces, es una de las claves. Se trata de un material ignífugo, resistente al moho y al agua y que puede alcanzar una dureza superior al hormigón a igual peso.
Con esta sustitución de madera, podemos disminuir considerablemente una parte del cambio climático

Hipótesis

Si cultivamos y utilizamos los hongos específicamente la micela para general materiales resistentes y duraderos (MADERA DEL HONGO), con fines Eco-industriales, ENTONCES podremos disminuir la deforestación gradualmente y generar un cambio radical en el cambio climático.

Método (materiales y procedimiento)

Medios de cultivo Para el desarrollo del micelio de los hongos en el laboratorio, se emplean medios de cultivo sólidos que le proporcionan al hongo los nutrimentos necesarios para su desarrollo. Los medios de cultivo son generalmente vendidos por casas comerciales en diferentes presentaciones, como el caso del agar con extracto de malta y el agar con papa y dextrosa
La preparación de inóculo o semilla constituye la base para el cultivo comercial de las setas, y se refiere a la propagación o desarrollo masivo del hongo en granos de gramíneas, principalmente sorgo o trigo.

Material:
Semillas de gramíneas Bolsas de polipapel 18×25 cm
Mecheros o cámara de flujo laminar
Alcohol al 70 por ciento
Agujas de disección Bisturí o navaja
Olla de presión o autoclave

La elaboración de inóculo se realiza en dos etapas:

Inóculo primario.- es la propagación del micelio en semillas a partir de una cepa crecida en medio de cultivo.

Inóculo secundario.- es la propagación del micelio en semillas a partir del inóculo primario, es decir, es la multiplicación del micelio para disponer de una mayor cantidad para su siembra en el substrato elegido para la producción de hongos.

La elección de los granos o semillas para la producción de inóculo dependerá de su disponibilidad, bajo costo y calidad. Se pueden emplear semillas de sorgo, trigo, centeno, cebada, avena, mijo y arroz, entre otros.

La semilla previamente se limpia, lava e hidrata por inmersión en agua de 8-12 hrs. Transcurrido el tiempo de hidratación, los granos se enjuagan y se escurre el exceso de agua con la ayuda de un cernidor, pasando un lienzo seco sobre la semilla hasta que al momento de tomar una porción con la mano ésta no quede húmeda.

La cantidad de agua que absorbe la semilla es de aproximadamente 25-30 por ciento. Una vez controlado el contenido de humedad en el grano, se coloca 300 g en bolsas de polipapel, después se esterilizan en olla de presión o autoclave, a 15 lb durante 50-60 min. Las bolsas esterilizadas se enfrían en una área aislada y limpia, de preferencia en una superficie desinfectada. Las muestras así preparadas, servirán para hacer el inóculo primario y el secundario.

El inóculo primario como se mencionó anteriormente, se elabora a partir del micelio desarrollado en medio de cultivo, éste se corta con una navaja o bisturí flameado o desinfectado con alcohol, en fragmen2 tos de aproximadamente 1 cm y con una aguja de disección se toma uno de éstos y se coloca sobre la semilla, se le deja un poco de aire a la bolsa y se le hace un pequeño nudo en la parte superior (Fig. 13).

Se incuba de 25-28°C en obscuridad hasta que el micelio cubra totalmente la semilla; 15 ó 20 días después, el inóculo primario estará listo y podrá ser utilizado para elaborar el inóculo secundario.

El inóculo secundario se realiza vaciando un poco de inóculo primario a nuevas bolsas con semilla estéril, se agita homogéneamente y se incuban en las mismas condiciones mencionadas para el inóculo primario (Figs. 14, 15 y 16).

Si el inóculo no se emplea inmediatamente puede ser almacenado de preferencia en obscuridad y refrigeración a 5°C hasta por tres meses, aunque lo recomendable es utilizarlo a la semana de estar en refrigeración.

El Micelio es uno de los sistemas vivos que más abundan en el planeta, es un tejido compuesto por micro fibras similares a hilos y que forman parte de las raíces de los hongos, crecen debajo de la tierra y dependiendo las condiciones ambientales, como la humedad o temperatura puede ser de crecimiento rápido.
Fig 18

Las esporas de los hongos deben mezclarse con otros componentes , en este caso, desechos agrícolas que pueden ser tallos o cascaras de semillas, caña de azúcar o astillas de madera. Fig 20

Los hongos empiezan a consumir los nutrientes a gran velocidad convirtiendo la mezcla en una masa densa , la cual se traslada a moldes para lograr el tamaño deseado.
Fig 21.

Los moldes deben ser de superficie lisa y uniforme, preferentemente transparente para controlar el crecimiento, cerrados herméticamente pero con un filtro facilitando el intercambio de gases con el exterior.

Estos moldes pueden ser de plástico re-utilizable, vidrio o metal. Fig 22

La humedad y ciertos requisitos sanitarios son factores importantes para no ocasionar una infección en el material durante el proceso.

Cuando se logra desarrollar completamente y se retira del molde, el mismo material ,al tener contacto con el exterior, genera una piel gruesa de auto-protección.

Galería Método

Resultados

El hongo especificamente el micelio cuenta con varios usos entre ellos la formación de: tabiques, paneles estructurales, membranas aislantes, placas acústicas, ayuda a la industria de la construccion a sustituir lo que antes se hacia con blocks, taquibes, estructuras de mayor peso y densida, también cuenta con usos de muebles, lo que era madera de arbol, ahora son muebles hechos de madera apartir de hongo (micelio) resistentes y duraderos. Con productos hecho a base de micelio compactado, podemos ayudar al medio ambiente en especial a la deforestación y disminución de una tala excesiva de arboles.

En América Latina no cuentan con bases para iniciar la formación de plantas para proceso de micelio. Podemos ver una empresa que esta en proceso de expansión MycoWors y Ecovative, siendo estas empresas las iniciadoras de una rama industrial sustentable para el hogar, lo cual ayudaría mucho en la rama de la construcción y por ello el apoyo a la no deforestación.

Galería Resultados

Discusión

Se demostró que el cultivo de hongo es relativa mente sencillo, teniendo los accesorios y lugar adecuados, con estos procedimientos podemos señalar que estamos a pocos pasos para poder lograr que la obtención de madera a partir de hongos/micelas sea utilizada para muebles u obras arquitectónicas como una casa de hasta dos niveles y evitar la obtención de madera por medio de árboles

Conclusiones

Podemos demostrar que con este experimento lograremos a corto plazo evitar la tala de bosques , obteniendo madera de un origen bastante frecuente y no dañaremos el medio ambiente, ya que es un material 100% orgánico, resistente para la utilizarlo en viviendas como base de cimientos, muebles y objetos comunes sin dañar el ecosistema

Bibliografía

http://biblio3.url.edu.gt/Libros/2011/bot/19.pdf

https://www.imnovation-hub.com/es/construccion/micotectura-ladrillos-hongos-residuos-organicos/?_adin=01225447001

https://www.gob.mx/conafor/documentos/bosques-y-cambio-climatico-23762

Micelio, el material de construcción a base de hongos

http://www1.inecol.edu.mx/cv/CV_pdf/libros/Manual_PleurotusGaitan.pdf

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography