OBJETIVOS:El semestre requiere un proyecto de investigación, que beneficie a nuestro medio ambiente y nos enseñe las bases de las investigaciones.

Escogimos la rama de química orgánica para desarrollar nuestro proyecto de investigación. Nuestro principal objetivo es definir de manera correcta la idea que tenemos para el medio ambiente.

INTRODUCCIÓNEl proyecto que desarrollaremos será sobre:

“DESARROLLO DE PAPEL A PARTIR DE RESIDUOS AGRICOLAS DE PLÁTANO TABASCO”

Nos dedicamos a leer y descargar los artículos que nos parecieron más importantes sobre:

El plátano Tabasco y sus propiedades

El Cultivo del plátano Tabasco

El papel y su obtención convencional

Investigaciones anteriores sobre la obtención de papel a partir de residuos agrícolas plataneros.

Incluimos en este reporte los artículos hallados (puesto que forma el fundamento de nuestro proyecto). Además de lo anterior, anexamos como avance de proyecto la redacción de nuestros objetivos generales.

“OBTENCION DE PAPEL A PARTIR DE RESIDUOS AGRICOLAS DE PLÁTANO”

OBJETIVOS GENERALES:Se pretende desarrollar una técnica segura y además responsable para el correcto manejo y utilización de los residuos agrícolas de la producción de plátano tabasco en la elaboración de un papel “artesanal”.

OBJETIVOS ESPECIFICOSAprovechar al máximo la materia prima que es considerada deshecho y que además provoca contaminación innecesaria del suelo.

Con el desarrollo de este proyecto, se espera poder sentar las bases para la futura elaboración de papel en grandes cantidades y de algún modo reemplazar la antigua costumbre de elaborarlo a partir de maderas de arboles completos, con lo cual coadyuvaríamos con el rescate de nuestros bosques y selvas.

FUNDAMENTOS:El plátano (Musa paradisiaca) es el cuarto cultivo más importante del mundo, después del arroz, el trigo y el maíz. Además de ser considerado un producto básico y de exportación, constituyendo una importante fuente de empleo e ingresos en numerosos países en desarrollo. La producción nacional de plátano genera 100 mil empleos directos por año y 150 mil empleos indirectos. En los últimos años se produjeron 2.2 millones de toneladas. Los principales estados productores de plátano son, Veracruz, Tabasco, Chiapas y Colima. México es un importante productor de plátano a nivel

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mundial, al ubicarse en el treceavo lugar en hectáreas cosechadas y en el octavo en toneladas producidas.

La práctica agronómica del corte de la planta de plátano para que crezca otra, genera día a día grandes cantidades de residuos que son descartados cerca de las orillas de los ríos o quebradas y en los caminos, causando un problema ambiental.

En los últimos años ha surgido un fuerte interés por darle un manejo adecuado y eficiente a los residuos agroindustriales y aprovecharlos en diversas actividades.

Los residuos de las cosechas de plátano son en su mayoría hojas, pseudotallos y restos de fruto. Las hojas y los pseudotallos contienen niveles importantes de ligninocelulosa, mientras que los restos de fruto presentan en su composición gran cantidad de micronutrientes.

Por otro lado, La pulpa de celulosa o pasta de celulosa es el material más común utilizado para la fabricación de papel. Las maderas utilizadas para este fin son conocidas como maderas pulpables, que generalmente son maderas blandas como la picea, el pino, el abeto y el alerce, pero también maderas duras como el eucaliptus y el abedul.

JUSTIFICACION

Conociendo lo anterior, surge el interés en utilizar los residuos de tallos y hojas de plátano (con alto contenido en celulosa) en la elaboración de papel refinado, en lugar de tener que sacrificar grandes plantaciones de árboles con maderas pulpables.

La celulosa es un hidrato de carbono polimérico que se encuentra en las paredes de las células de las plantas. El algodón es celulosa casi pura, y en la madera se encuentra combinada con otras sustancias.

- La celulosa se obtiene de la madera, el algodón, el lino, el yute, el cáñamo, la paja, y de plantas de crecimiento rápido. En las plantas, la celulosa suele aparecer combinada con sustancias leñosas, grasas o gomosas. Salvo algunos insectos, ningún animal tiene en los tejidos

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verdadera celulosa. Los microorganismos del aparato digestivo de los herbívoros descomponen la celulosa en compuestos absorbibles.La celulosa es insoluble en todos los disolventes comunes y se separa fácilmente de los demás componentes de las plantas.

- La celulosa se usa en la fabricación de papel, celofán, rayón, viscosa, película fotográfica, productos químicos (Ej: explosivos), - En el proceso de la elaboración, los troncos se hacen pasar por una desfibradora para obtener la pasta. Esta pasta se reduce por procedimientos químicos y mecánicos: trozos de serrín con licor acuoso de cocción que suele contener un alcalimetal sulfito, y un alcalimetal bisulfito. Después se realizan diferentes tratamientos químicos que en términos generales pueden ser: métodos alcalinos (Ejemplo: el procesos Kraft o el sulfato), o métodos ácidos (Ejemplo: el proceso de sulfito).Por último se realizan procesos de decoloración o blanqueado con sustancias químicas como: -cloro, dióxido de cloro, hipocloritos, peróxidos, oxígeno, ozono.

DERIVADOS DE LA CELULOSA: ACETATO DE CELULOSA (FIBRAS ARTIFICIALES)

Dependiendo de la concentración, el ácido sulfúrico actúa sobre la celulosa y produce glucosa, almidón soluble o amiloide; éste es una forma de almidón utilizada para estucar ciertos papeles de lujo. Cuando la celulosa se trata con un álcali y se expone a continuación a los vapores del disulfuro de carbono, se obtiene una solución que puede estirarse en películas e hilarse. El rayón y el celofán son preparados de celulosa regenerados a partir de tales soluciones.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

México ocupa el 8° lugar en el mundo como productor de plátano al participar con 3.1% de la producción mundial, y el 12° lugar como exportador y participa con sólo un 1.4% de las exportaciones totales. Aun mas específicamente, Tabasco es el segundo estado productor de plátano en México con 17.1% de la producción (solo por debajo de Chiapas, con el 41.96%. En un promedio de tres años las empresas mexicanas exportadoras de plátano venden cerca de 11 toneladas semanales a la Unión Europea.

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Sabiendo lo anterior, si conocemos la manera en la que se produce el plátano (se corta el árbol completo cada vez que se recoge la cosecha para poder volver a sembrar) y al tiempo hacemos un análisis sobre la cantidad de desechos que esta industria produce, las cifras nos indican que se trata de cantidades enormes de desechos agrícolas que a la larga contaminan el suelo mientras bien podrían estarse manejando de manera diferente.Por otro lado, la pérdida de bosques y selvas en el territorio mexicano es alarmante, pues anualmente se pierden una gran cantidad de arboles de maderas pulpables porque estos son utilizados en la manufactura de papel.Por los problemas planteados anteriormente, nosotros proponemos una solución: utilizar los desechos del plátano como fuente de celulosa (materia prima para elaborar papel) para producir un papel ecológico y de este modo coadyuvar en la conservación de nuestras selvas y bosques.

MARCO TEORICO

ANTECEDENTESEn el siguiente texto hablaremos acerca de los antecedentes, pero desde el inicio del papel, ya que es importante saber de dónde surgió el papel, los primeros creadores de este, así como también conocer la historia del papel artesanal, hasta llegar a este proyecto basado en papel de residuos agrícolas.

HISTORIA DEL PAPEL

El papel ha sido el material más profusamente empleado por los hombres para dibujar y escribir, dos rasgos diferenciales del grado de civilización del ser humano con respecto al resto de componentes de la naturaleza. Se cree que la invención de la escritura y de la numeración fueron inducidas por la necesidad de inventar y contabilizar los excedentes de cosechas almacenados en épocas de bonanza por las primitivas culturas sedentarias y agrícolas de Mesopotamia, pero no es hasta el año 3000 a.C. cuando se estima que se descubrió, por parte de los egipcios, de la técnica de obtención de hojas de fibra rudimentarias, las cuales podían ser empleadas para la escritura. Estas hojas estaban confeccionadas a partir de una planta que crecía a la orilla del río Nilo, el papiro.

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El proceso de obtención de papel consistía en cortar los tallos de papiro y dejarlos reblandecer durante más de 30 días en las fangosas

aguas del Nilo, aumentando entonces su flexibilidad. Una vez retiradas del agua, se disponían las fibras de forma entrecruzada, y formando ángulos rectos entre ellas, sobre una rejilla del mismo material y se dejaba secar al sol o cerca de una hoguera hasta su completo secado. El resultado era un soporte propicio para la escritura y de un peso y dimensiones óptimas para su manejo y transporte.

Se tienen noticias que durante el mismo período histórico, se descubrieron técnicas similares de confección de papel (de modo similar al conocido hoy) en otras culturas (Centroamérica, Himalaya, Sudeste asiático, China...).La invención del papel tal y como lo conocemos hoy corresponde sin embargo a Ts’ai Lun, oficial de la corte del emperador, del que se tiene noticias de que en el año 105 a.C. había descubierto un método de obtención de papel más refinado que el papiro. El método consistía en mezclar diferentes tipos de fibras, como corteza de morera, cáñamo y trapos con agua, machacar la mezcla hasta conseguir la completa separación de las fibras, y luego disponerlas sobre un molde rectangular poroso y prensarlas para separar el agua y conseguir la unión solidaria de las fibras. Éste es pues, con todo derecho, el predecesor del papel existente en nuestros días, que con diferentes métodos y técnicas es producido a partir de fibras vegetales. La entrada del papel en Europa se realizó en el siglo VIII, con la invasión árabe de España. Se tienen noticias de que el primer centro de producción de papel en Europa estaba situado en Xátiva, en España, y fue fundado alrededor del año 1000. En 1453 Gutenberg inventó la imprenta, momento a partir del cual la impresión de textos creció de forma exponencial, lo que produjo que los conocimientos de los sabios europeos circulasen a gran velocidad por todo el continente. En el siglo XVI la técnica del papel se introduce en Inglaterra, y en el año 1680 se funda la primera fábrica de producción de papel en el continente americano, en Culhuacan, México, de la mano de los españoles, durante este período, el mayor problema planteado era el de satisfacer el volumen de producción demandado, pues hasta ahora la materia prima utilizada en la fabricación de papel eran trapos viejos de algodón u otras telas, lo cual suponía una serie de inconvenientes, tanto en cantidad requerida de materia prima como en disponibilidad o costes e impuestos sobre las mismas. Fue por ello que, durante el siglo XVIII se hizo imprescindible la búsqueda

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de nuevas fuentes de materias primas para independizar la producción de la disponibilidad temporal de los tejidos usados.Hacia el año 1720 el francés Ferchault de Reaumur sugirió que podría utilizarse la madera como fuente de fibras vegetales para la confección del papel. Otro de los inconvenientes existentes, la lentitud en la fabricación de papel fue resuelto a finales de siglo, cuando apareció la primera máquina de producción continua de papel, inventada por Nicholas Robert y comercializada por los hermanos Fourdrinier. A partir de ese momento la velocidad de obtención de papel aumentó considerablemente, y la automatización de todas las tareas fue un hecho en la mayor de las fábricas papeleras, en el año 1850 el alemán Friedrich Gottlob Séller concibió un método para obtener papel a partir de la pulpa de madera, método perfeccionado más tarde por los descubrimientos de técnicas de obtención de pulpa a partir de la madera mediante métodos químicos, tales como el método al sulfito y al sulfato.A partir de estos excepcionales descubrimientos, la producción de papel a gran escala y a precios económicos provocó la expansión de los nuevos métodos químicos, a escala mundial, y el número de fábricas experimentó un aumento increíble, al igual que la producción de papel acabado, del orden de los 2,5 millones de toneladas al año, lo que supuso un boom en cuanto a aparición de nuevos periódicos y revistas de amplia tirada, los libros aparecieron masivamente en el todos los ámbitos sociales, sobre todo en la educación, donde la calidad y cantidad de los textos escritos mejoró el carácter universal del acceso a la cultura.Durante todo el siglo XX, los métodos de obtención de papel no han sido modificados sustancialmente, pero sí la eficiencia, costo y el respeto al medioambiente de los mismos, gracias al gran avance en nuevos materiales y optimización de procesos (recuperación energética, recuperación reactivos, cogeneración,...).

Además se han establecido multitud de variedades de papel, cartón y materiales de embalaje, por lo que cada una de estas clases se obtiene a partir de un proceso determinado, con un tratamiento específico de la materia prima en cada uno de los pasos del proceso, para obtener más fácilmente las

características requeridas de resistencia, color, rugosidad. 1

HISTORIA DEL PAPEL ECOLOGICO

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Se consigue el Papel Reciclado utilizando desecho de papel como materia prima. Se tritura el papel usado, se añade agua, se aplican los diferentes sistemas de depuración, el Papel Reciclado fue dado a conocer en la década de los 60 por diversos grupos ecologistas en sus campañas de reciclado de residuos urbanos. Más tarde, la apuesta decidida de las empresas del sector por este elemento determinó un auge importante en el uso de papel reciclado

y del reciclado de papel.Entre los años 1950 las reservas forestales de la Tierra se redujeron a un 50 %, a mediados de los 80 tirábamos a la basura, en nuestro país 30.000 millones de árboles en forma de residuo de papel, con un coste de 10.000 millones de ptas. Por otro lado, los desiertos se extendían en el planeta a un ritmo de 6

millones de hectáreas por año.

En 1990 se perdían en la basura más de 30.000 Tds. de papel al año (solo en Madrid se arrojaban 2.000 Tds. aprox.). Esta circunstancia es particularmente grave si tenemos en cuenta que nuestro país importaba e importa gran cantidad de madera destinada a la producción de papel. En 1993 se han observado indicios de cambio, aunque lentos y con resultados relativamente pobres.

En definitiva, analizando la situación actual, hemos de reconocer lo irracional que resulta sacrificar bosques enteros para fabricar papel, y a continuación tirarlo a la basura. No es práctico, ni rentable, ni

coherente, ni por supuesto ecológico.

En la época actual, el Papel Reciclado, fabricado con métodos correctos, es decir sin la utilización de elementos químicos agresivos, y de acuerdo a políticas medioambientales e industriales coherentes, es la solución a la deforestación. 2

HISOTRIA DEL PAPEL DE FORMA ARTESANAL

Como se ha expresado desde el inicio de este proyecto “Papel de forma artesanal de la mata de plátano (banapapel)”, ya se ha

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realizado en otros países de sur de América como en Costa Rica, Ecuador, este experimento o proyecto apenas fue hecho algunos años atrás entre 1995- 1997. El proyecto para la elaboración de papel utilizando el pinzote nació en la Escuela de Agricultura de la Región del Trópico Húmedo (EARTH), con sede en Costa Rica. La EARTH es una de las universidades agrícolas de más renombre en América Latina. Cuenta con una porción de selva tropical que es mantenida como reserva ecológica, además de una finca donde se llevan a cabo diferentes cultivos.

Tabla comparativa

Planta del plátano Tabasco

Arboles explotados para la elaboración de papel ( picea , el pino , el abeto y el alerce , etc.

Entra en la categoría de fibra vegetal no madereras, teniendo una explotación del 26%

Tiene una explotación del 80%

Fibras de celulosa:

- Las fibras tienen una longitud entre 6 y 60 mm.

Fibras de celulosa:

-Fibras cortas: provienen de árboles de madera dura, como el eucalipto y algunas especies de frondosas (abedul, chopo, arce o haya), y su longitud está comprendida entre los 0,75 mm. y los 2 mm. de largo, conteniendo

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además un porcentaje más elevado de celulosa. -F ibras largas: provienen de árboles de madera blanda, fundamentalmente coníferas como el abeto y el pino, y su longitud está comprendida entre los 3 y 5 mm., resultando la pasta de papel más resistente.

Estados que lo producen:

Veracruz, Tabasco, Chiapas y Colima

Estados que los producen:

Chihuahua, Jalisco, Distrito Federal, Nuevo León, San Luis Potosí, y Durango

Estados con fabricas para la producción de celolusa:

Ninguno

Estados con fabricas para la producción de celolusa:

- Veracruz, Michoacán; Jalisco, Chihuahua, Oaxaca y el Distrito Federal.

Número de empresas que producen papel y celulosa:

Ninguna

Número de empresas que producen papel y celulosa:

- 68 empresas productoras de celulosa y de papel

- 54 se dedican a la producción específica del papel, 10 de ellas a la producción de celulosa y papel, y 4 a la producción única de celulosa

Crecimiento:

- El crecimiento y desarrollo de la planta comienza a los 18°C, alcanzando un óptimo a los 27°C, y declina

Crecimiento

- Tienen un periodo normalmente de 3-4 años.

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hasta los 30°C cuando muere la planta. La tasa de aparición de nuevas hojas y la tasa de crecimiento del fruto está fuertemente influenciada por la temperatura.

- El periodo de crecimiento se considera como el número de días durante el año en los que existe disponibilidad de agua y temperaturas, favorables para el desarrollo del plátano enano gigante. Su periodo de crecimiento no sobrepasa los 3 meses.

CONCEPTOS BASICOS

PLATANO: Planta herbácea de la familia de las musáceas, de 3 a 4 m de altura, con el tallo rodeado por las vainas de las hojas, y cuyo fruto es una baya que crece en racimos, muy apreciado como alimento:los plátanos crecen en regiones tropicales y subtropicales.

PROPIEDADES: Cualidad esencial y característica de una persona o de una cosa.

RESIDUO: Es aquel producto, material o elemento que después de haber sido producido, manipulado o usado no tiene valor para quien lo posee y por ello se desecha y se tira.

COADYUVAR: Contribuir o ayudar en la realización de algo o en el logro de alguna cosa.

AGROINDUSTRIA: Agrupa a todos los participantes en la industria agraria, que no sólo son los proveedores de tierra , capital y trabajo, sino también a las instituciones del mercado para la comunicación y movimiento de los artículos, así como a las instituciones y mecanismos de coordinación entre sus componentes.

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CELULOSA: Hidrato de carbono que es el componente básico de la membrana de las células vegetales. Se utiliza en la fabricación de papel, fibras textiles, plásticos, etc.

AGRONOMIA: Conjunto de conocimientos prácticos y técnicas científicas aplicables al cultivo de la tierra.

LIGNINA: Sustancia que aparece en los tejidos leñosos de los vegetales y que mantiene unidas las fibras de celulosa que los componen.

MICRONUTRIENTES: A las sustancias que el organismo de los seres vivos necesita en pequeñas dosis. Son indispensables para los diferentes procesos bioquímicos y metabólicos de los organismos vivos y sin ellos morirían.

CELULOSA: Es un polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre.

SERRÍN : Es el desperdicio del proceso de serrado de madera , como el que se produce en un aserradero .

ÁLCALI: Son óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos. Actúan como bases fuertes y son muy hidrosolubles.

CONCLUSION:Durante el desarrollo de este primer avance de este proyecto podemos percatarnos de que no es tan simple y sencillo llevar a cabo un proyecto de investigación, se necesita mucha constancia, tiempo y trabajo en equipo. Se empieza a preparar para la fase de experimentación y redacción de los resultados, que sin duda alguna será uno de los menesteres más laboriosos de todo el trabajo.

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http://www.scielo.org.co/pdf/vitae/v12n2/v12n2a02.pdf

http://www.alimentacion-sana.com.ar/informaciones/novedades/banana

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http://agromapas.inifap.gob.mx/potencial_productivo_platano.html

http://www.textoscientificos.com/papel/historia 1 http://www.ecoeduca.cl/portal/enlaces/default.asp?

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http://www.correodelmaestro.com/anteriores/1997/ octubre17/2entrenos17.htm 3

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http://www.reciclapapel.org/htm/info/tecnica/ciclo/fibrasv.htm http://www.mxl.cetys.mx/Deptos/Vinc/BC/s38vf-a.htm

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Proyecto de investigacion ecologico

Banarte

Tutor: Ing. Carlos Rodrigez

Equipo:

Veronica Gonzales Perez

Juan Jose Leon Diaz

Juan LuiS Cordova Gonzalez

Jibraham Torruco Cadenas

Federico Galindo Becerra

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