Ciencias de los materiales

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

PJ-CM-06 Plato orgánico a base de papa y chayote.

Asesor: Laura Saldaña

Equipo [ ]: Zoe Danae Valdez Garcia(1ro. Tulum.) , Ivan Alexander Vivas Medina(1ro. Tulum.) , Maria Sofia Blanca Prado(1ro. Tulum.)

Resumen

A pesar de que es en la década de los 30 del siglo pasado cuando los plásticos empezaron a generarse, no fue sino hasta dos décadas después que su uso empezó a permear en todos los ámbitos de nuestra vida. aunque de manera natural existen elementos de naturaleza polímero (la celulosa, la seda el almidón, etcétera), la materia prima para obtener los polímeros de síntesis, como el plástico, provienen de recursos fósiles como el petróleo. La formación de plásticos en el mundo ocupa aproximadamente entre 4 y 8% del petróleo.Este impacto fue tan grande que para la mitad de la década de los 80 su consumo ya había rebasado al de otros materiales como los metales. Aunque originalmente los plásticos fueron vistos como una opción para sustituir otros materiales por las amplias propiedades que poseen como ligereza, resistencia, transparencia y costo, en la actualidad existen áreas para las que son un peligro ambiental debido las malas prácticas de disposición final.

Ma. Rosa Gómez Antón y José Ramón Gil Bercero, autores de Los plásticos y el tratamiento de sus residuos, destacan que “el plástico es un producto no natural que se obtiene en la industria a través de reacciones químicas. Es por tanto un producto de síntesis de laboratorio o un producto sintético. Las propiedades finales del material son muy diferentes según sea la naturaleza del producto de partida y el procedimiento seguido en su obtención”.En México se producen 300 millones de toneladas de plásticos al año, de las cuales sólo se recicla 3%.

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Pregunta de Investigación

¿Como elaborar un plato orgánico comestible de papa y chayote que pueda ser una alternativa al uso de desechables?

Planteamiento del Problema

Todos lo días, a nivel mundial se desechan alrededor de 13 mil toneladas de plástico al año y 105 mil toneladas de unicel al año en el mundo, situación  que contamina el medio ambiente y es responsable de ocasionar la muerte de muchos animales, ya sea por el consumo inintencionado de los mismos o su muerte por asfixia.

Aún cuando en la actualidad se están generando distintas alternativas y de manera general se están buscando acciones para disminuir la producción de basura, no se ha logrado en su totalidad y se necesita de un mayor esfuerzo. 

De acuerdo a investigaciones de la UNAM se ha dado ha conocer que tan solo en México se tiran alrededor de 9 mil millones de botellas de plástico PET y se tiran 125 mil toneladas de unicel al año.

Antecedentes

Pagar 10 pesos por un paquete de 25 vasos de unicel parece no ser tanto, tomando en cuenta que son 40 centavos por pieza; sin embargo, la transacción no termina ahí.

 

Por la misma cantidad también se compran cientos de daños ecológicos y, así, el precio ambiental que todos pagamos por el uso de un vasito al final es realmente alto.

 

El poliestireno expandible, material del que está hecho el unicel, hace que jamás se integre a la naturaleza y que pueda hallarse intacto mil años después de haber sido utilizado, de acuerdo con el Fondo Mundial para la Naturaleza.

 

Y así, gracias a la cultura del “úsese y tírese” que los cobija, hoy representan el 30% de la basura que se halla en los tiraderos de todo el mundo; volumen que tiende a aumentar en especial si se piensa que, según la Procuraduría Federal del Consumidor, tan sólo en México se producen anualmente 8 millones 500 mil toneladas de este material, la mayoría para vasos y platos.

 

El Unicel es:Es un material plástico celular y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas preexpandidas de poliestireno expandible o uno de sus copolímeros, que presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire. Al poliestireno se le identifica con el número 6 rodeado por tres flechas en el fondo de los envases (sistema de identificación de los plásticos).

Por tanto, es la espuma de plástico que se utiliza para empaquetar la comida rápida, en la fabricación de vasos y platos desechables, en la industria de la construcción (como aislante térmico y acústico principalmente) y en empaques de artículos electrónicos.

Las dioxinas con las que estan hechos los platos y vasos de unicel son cancerígenas, mutagénicas, persistentes, bioacumulables, tóxicos y volátiles; se transmiten mediante la cadena alimenticia en la que el ser humano está al final, por lo que recibe concentraciones más altas.

Las consecuencias en la salud humana, animal y vegetal son muy graves. En el humano está la aparición de algunos tipos de cáncer: piel, cataratas y cambios en el sistema inmunológico. En conclusión, la dioxina es carcinógena y altamente tóxica para ser humano, perjudica al sistema inmunológico y altera el sistema hormonal. Un plástico es un polímero, es decir, un material formado por la unión repetitiva de miles de átomos hasta formar moléculas de gran tamaño, conocidas como macromoléculas. Son compuestos orgánicos integrados principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, cloro, azufre, silicio y fósforo.

Existen distintos tipos de polímeros: aquellos que están formados por un mismo monómero unido de manera repetitiva y los que están constituidos por dos o tres monómeros diferentes. Asimismo, dependiendo de estas características se obtendrán ramificaciones y un peso molecular del polímero para cada uno. Estos aspectos determinarán el uso final del plástico, por ejemplo, algunos podrían usarse en el área automotriz, otros en empaques, juguetes, etcétera.

Asimismo, un plástico es un polímero que al agregársele aditivos modifica sus propiedades, de ahí que pueda ser transformado y mejorar su resistencia.

 

En todo el mundo se realizan distintos estudios sobre los plásticos para conocer, entre otras cosas, su ciclo de vida, su impacto ambiental y en la salud, sus formas de reciclaje o nuevas materias primas para obtenerlo. Una de las áreas que se ha desarrollado en las últimas décadas es la de la obtención de plásticos a partir de materias primas provenientes de recursos renovables.

 

Un ejemplo de ello es la generación de biopolímeros o plásticos biológicos cuya base es la bacteria Azotobacter  vinelandii que genera plástico de manera natural. Por ejemplo, de ella se produce el polihidroxibutirato (PHB), así como otro polímetro extracelular de importancia comercial que es el alginato.

 

En la Facultad de Química de la UNAM, las doctoras Amelia Farrés González y Carolina Peña propusieron un método a través de enzimas recombinantes para degradar plástico en 15 días, trabajo por el cual obtuvieron en 2017 el tercer lugar de los Premios del Programa al Patentamiento y la Innovación (PROFOPI) de la Coordinación de Innovación y Desarrollo.

Para lograr este proceso las investigadoras aislaron los genes del hongo Aspergillus nidulans (que ataca a las plantas) y los transfirieron a la levadura Pichia pastoris.

“Se demostró que estas enzimas recombinantes introducidas a Pichia pastoris eran capaces de llevar a cabo las mismas reacciones que llevan en el hongo original, es decir, la degradación de poliésteres”, explicó la doctora González.

En el caso concreto de la degradación de PET la patente cubre la posibilidad de la degradación de PET y de otros polímeros. Las implicaciones de este trabajo serían reducir el tiempo de degradación de los 500 años que se tarda en las condiciones normales que habría en un relleno sanitario a que sea en unos cuantos días. El tiempo puede variar de acuerdo con las condiciones de reacción en las que ésta se lleva a cabo, es decir, depende de la temperatura, el tamaño de partícula, etcétera.

“Nosotros lo que podemos ofrecer con esta tecnología enzimática es que tras la molienda lo ponemos en contacto con la enzima y obtenemos un líquido en unos cuantos días. En él están presentes los monómeros que inicialmente conformaron este poliéster y se puede reciclar y conducir a la formación nuevamente de PET o a la degradación eventual, por ejemplo, del ácido tereftálico, cuya inocuidad ha sido puesta en duda por diferentes sectores…, y realmente hacer un proceso de reciclado”, destacó.

Objetivo

Elaborar un plato orgánico de papa y chayote que sea comestible y sea una alternativa orgánica para disminuir el uso de platos desechables.

Justificación

Los desechables son los mayores contaminantes del mar y de la tierra, ya que tardan aproximadamente 1000 años en micro-degradarse.

 

A nosotros nos interesó este tema porque buscamos una alternativa orgánica y que no contamine el ambiente, que además tarda en degradarse un aproximado de 6 meses; de igual manera se puede usar como abono ya que ambas contienen grandes cantidades de potasio que ayuda al crecimiento de las raìces de las plantas, después de que ya se haya utilizado, esto ayudaría a que la contaminación por plástico y unicel deje de afectar al igual que  también ayudaría a hacer crecer las plantas de una manera natural y así no utilizar otros tipos de abonos.

Hipótesis

Si logramos elaborar un plato orgánico comestible a base de papa y chayote, entonces tendríamos una alternativa para reducir el uso de desechables.

Método (materiales y procedimiento)

el uso de la papa y el chayote tiene como finalidad utilizar las propiedades que contiene y darle un uso orgánico.En un inicio  solo se utilizará la papa y el chayote para la elaboración del producto sin embargo  se fue modificando la fórmula para la elaboración del producto.

Sin embargo se fue modificando la fórmula para llegar al resultado final

 

  1. Se lavaron y pelaron los vegetales
  2. Se pusieron a cocer por 20 min a una temperatura de 90° grados C
  3. Se licuaron los vegetales  junto con el agua
  4. Se mezclaron todos los ingredientes hasta crear una mezcla homogénea.Se dejo reposar por un día temperatura ambiente.
  5. Se extiende la masa hasta tener un grosor  de 2 o 3 mm. Se cortó con un molde para dar forma se plato se hornear a 170°C por min

Galería Método

Resultados

-Con las cantidades utilizadas se pudieron obtener entre 5 y 6 platos 

-Los platos dieron la apariencia  deseada y la firmeza requerida 

-El sabor es aceptable

-Los restos que quedaron se esparcieron junto con la tierra del jardín  

 

 

Galería Resultados

Discusión

-Con las cantidades utilizadas se pudieron obtener entre 5 y 6 platos 

-Los platos dieron la apariencia  deseada y la firmeza requerida 

-El sabor es aceptable

-Los restos que quedaron se esparcieron junto con la tierra del jardín  

Conclusiones

Pudimos hacer un plato natural con papa y chayote, aprendimos una alternativa para ayudar a nuestro planeta, concluyendo con una hipótesis correcta al aprovechar la propiedades que nos proporcionan la papa y el chayote

Bibliografía

Agencia Reforma. (2010). Ecología: Platos y vasos de unicel ¿valen lo que pesan?. 2020, de Radio Zócalo Sitio web: https://www.zocalo.com.mx/seccion/articulo/ecologia-platos-y-vasos-de-unicel-valen-lo-que-pesan

Ixchel Daniel Martínez. (2018). ¿Por qué debe prohibirse el uso de unicel en la industria alimenticia en México? . 2020, de CIDE Centro de Investigación y Docencia Económicas Sitio web: http://derechoenaccion.cide.edu/por-que-debe-prohibirse-el-uso-de-unicel-en-la-industria-alimenticia-en-mexico-i-ii/

María Luisa Santillán. (2018). Una vida de plástico. 2020, de Ciencia UNAM Sitio web: http://ciencia.unam.mx/leer/766/una-vida-de-plastico

 

Summary

Although it is in the 30s of the last century when plastics began to be generated, it was not until two decades after their use began to permeate in all areas of our lives. Although naturally there are elements of a polymeric nature (cellulose, silk, starch, etc.), the raw material for obtaining synthetic polymers, such as plastic, comes from fossil resources such as oil. The formation of plastics in the world occupies approximately between 4 and 8% of oil; this impact was so great that by the mid-1980s its consumption had already exceeded that of other materials such as metals. Although plastics were originally seen as an option to substitute other materials for their broad properties such as lightness, strength, transparency and cost, today there are areas for which they are an environmental hazard due to poor disposal practices.
Ma. Rosa Gómez Antón and José Ramón Gil Bercero, authors of Plastics and the treatment of their waste, highlight that “plastic is an unnatural product that is obtained in the industry through chemical reactions. It is therefore a laboratory synthesis product or a synthetic product. The final properties of the material are very different depending on the nature of the starting product and the procedure followed to obtain it. ”In Mexico, 300 million tons of plastics are produced per year, of which only 3% is recycled.

Research Question

How to make edible organic dish of potato and squash that can be an alternative to the use of disposables?

Problem approach

Every day, around 13,000 tons of plastic and 105,000 tons of styrofoam are globally discarded in a year, situation that polluted the environment and the responsible of the extinction of too much animals,either the consume intentionality of they or suffocation of dead.

 Now at days there are generating different alternatives and in a general way there are investigating different ways to decrease the garbage,has not been fully achieved and it needs more effort.

 According to research of the UNAM has been made known that only in Mexico the people throw away around 9,000 tons of plastic bottles and 125,000 tons of styrofoam in a year.

Background

Paying 10 pesos for a package of 25 glasses of unicel seems not to be so much, taking into account that they are 40 cents per piece; however, the cause does not end there.

Hundreds of ecological damages are also purchased for the same amount, and therefore the environmental price everyone pays for the use of a glass is really high in the end.

Expandable polystyrene, the material the unicel is made from, once makes it part of nature and can be found intact a thousand years after being used, according to the World Wide Fund for Nature.

And so, thanks to the “use and throw away” culture that shelters them, today they represent 30% of the garbage found in landfills around the world; volume that increases especially if you think that, according to the Federal Consumer Prosecutor’s Office, only in Mexico 8 million 500 thousand tons of this material are produced annually, the majority for glasses and dishes.

Unicel is: It is a rigid cellular plastic material made from the mold of pre-expanded pearls of expandable polystyrene or one of its copolymers, which has a closed and air-filled cellular structure. The polystyrene is identified with the number 6 surrounded by three arrows at the bottom of the containers (plastics identification system).

Therefore, it is the plastic foam that is used to package fast food, in the manufacture of disposable cups and plates, in the construction industry (as thermal and acoustic insulation mainly) and in packaging of electronic articles.

The dioxins with which the unicel dishes and glasses are made are carcinogenic, mutagenic, persistent, bioaccumulative, toxic and volatile; It is transmitted through the food chain in which the human being is at the end, so it receives higher.

The consequences on human, animal and plant health are very serious. In humans there is the appearance of some types of cancer: skin, cataracts and changes in the immune system. In conclusion, dioxin is carcinogenic and highly toxic to humans, damages the immune system and alters the hormonal system. A plastic is a polymer, that is, a material formed by the repetitive union of miles of atoms to form large molecules, known as macromolecules. They are organic compounds composed mainly of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine, sulfur, silicon, and phosphorus.

There are different types of polymers: those that are formed by the same monomer that is repetitively linked and those that are made up of two or three different monomers. In the same way, obtaining these characteristics will obtain ramifications and a molecular weight of the polymer for each one. These aspects will determine the end use of the plastic, for example, some could affect the automotive area, others in packaging, toys, etc.

In the same way, a plastic is a polymer that by adding additives modifies its properties, hence it can be transformed and improve its resistance.

Throughout the world, various studies are carried out on plastics to find out, among other things, their life cycle, their environmental and health impact, their ways of recycling or new raw materials to obtain it. One of the areas that has developed in recent decades is that of obtaining plastics from raw materials from renewable resources.

An example of this is the generation of biopolymers or biological plastics whose base is the bacterium Azotobacter vinelandii that generates plastic in a natural way. For example, polyhydroxybutyrate (PHB) is produced from it, as well as another commercially important extracellular multimeter that is alginate.

At the UNAM Faculty of Chemistry, doctors Amelia Farrés González and Carolina Peña proposed a method using recombinant enzymes to degrade plastic in 15 days, work for which they obtained in 2017 the third place in the Prizes of the Program for Patenting and the Innovation (PROFOPI) of the Coordination of Innovation and Development.

To accomplish this process, the researchers isolated the genes of the fungus Aspergillus nidulans (which attacks plants) and transferred them to the Pichia pastoris yeast.

“It was shown that these recombinant enzymes introduced into Pichia pastoris were easily capable of carrying out the same reactions that they carry in the original fungus, that is, the degradation of polyesters”, specifically Dr. González.

In the specific case of the degradation of PET, the patent covers the possibility of the degradation of PET and other polymers. The implications of this work reduce the degradation time of the 500 years that it takes under normal conditions that have a landfill at sea in a few days. The time may vary according to the reaction conditions in which this is carried out, that is, depending

Objective

To make an organic potato and squash dish that is edible  and an organic alternative to reduce the use of disposable plastics.

Justification

Disposables are the biggest pollutants in the sea and the land, taking approximately 1000 years to micro-degrade.

We were interested in this topic because we are looking for an organic alternative that does not contaminate the environment, which also takes time to degrade an approximate 6 months; it can also be used as fertilizer as both contain large amounts of potassium that helps the growth of plantations, after it has been used, this can help that the contamination of plastics and styrofoam stop affecting and start helping to the plants to grow in a natural way to stop using other fertilizer.

Hypothesis

If we can make an organic dish on potato and squash that we consume, then we could help to reduce the use of plastics on the planet.

Method (materials and procedure)

The purpose of using potatoes and chayote is to use the properties it contains and to give it an organic use. Initially, only potatoes and chayote will be used to make the product, however the formula for making the product was modified. .
However, the formula was modified to arrive at the final result.

  1. Vegetables were washed and peeled
  2. They were cooked for 20 min at a temperature of 90 ° C
  3. The vegetables were liquefied together with the water
  4. All the ingredients were mixed until creating a homogeneous mixture. It was left to stand for one day at room temperature.
  5. The dough is rolled out to a thickness of 2 or 3 mm. It was cut with a mold to shape the dish and baked at 170 ° C per min

Results

-With the quantities used, between 5 and 6 dishes could be obtained

-The dishes gave the desired appearance and the required firmness

-The taste is acceptable

-The remains that were scattered along with the garden soil

Discussion

Conclusions

We were able to make a natural dish with potato and chayote, we learned an alternative to help our planet, concluding with a correct hypothesis by taking advantage of the properties that potato and chayote provide us

Bibliography

Agencia Reforma. (2010). Ecología: Platos y vasos de unicel ¿valen lo que pesan?. 2020, de Radio Zócalo Sitio web: https://www.zocalo.com.mx/seccion/articulo/ecologia-platos-y-vasos-de-unicel-valen-lo-que-pesan

Ixchel Daniel Martínez. (2018). ¿Por qué debe prohibirse el uso de unicel en la industria alimenticia en México? . 2020, de CIDE Centro de Investigación y Docencia Económicas Sitio web: http://derechoenaccion.cide.edu/por-que-debe-prohibirse-el-uso-de-unicel-en-la-industria-alimenticia-en-mexico-i-ii/

María Luisa Santillán. (2018). Una vida de plástico. 2020, de Ciencia UNAM Sitio web: http://ciencia.unam.mx/leer/766/una-vida-de-plastico