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• Juan Antonio Martinez Escorcia

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

NOMBRE DEL PROFESOR

NOMBRE DEL PROYECTO

ALUMNO KEVIN ANTONIO MARTINEZ ANRUBIO

MATERIA

1

INDICE

INDICE INTRODUCCIÓN RESUMEN

III

IV

CAPITULO 1 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1

1.1

UBICACIÓN: 1

1.2

SITUACIÓN: 1

1.3

CAUSA Y CONSECUENCIAS:

2

1.4

DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA

2

FORMULACION DEL PROBLEMA Evaluación del problema

3

Variable Dependiente:

3

Variable Independiente:

3

OBJETIVOS

3

3

OBJETIVO GENERAL

3

OBJETIVOS ESPECIFICOS 3 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA HIPOTESIS

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5

CAPITULO II 6

2

MARCO TEORICO6 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

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FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 8 FUNDAMENTACION LEGAL

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CARACTERIZACIÓN DE VARIABLES

13

DEFINICIONES CONCEPTUALES

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GLOSARIO DE TERMINOS

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CAPITULO III 18 Diseño y Modalidad de la Investigación 18 Tipos de Investigación

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Investigación Aplicada

20

Investigación de campo

20

Investigación Experimental 20 Investigación Descriptiva

21

OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES 22 Muestra

23

Población

24

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN Observación Directa 25 Recolección de la Información de Campo Encuesta

25

Entrevista

26

BIBLIOGRAFÍA

25

27

3

25

INTRODUCCIÓN

Este proyecto se llevará a cabo para descubrir cómo es la elaboración de un jabón casero, mediante el uso de aceite regular usado en casa, me pareció interesante este trabajo, porque el aceite que es utilizado para cocinar o freír regularmente se tira en casa por el desagüe y creo conveniente su reutilización mediante un proceso llamado saponificación usando sosa caustica y otros materiales, sea posible la elaboración de un jabón ecológico artesanal. También se pretende demostrar que en algunos tejidos del jabón existen enzimas que reaccionan con el oxígeno y el agua. Estas enzimas son las causantes de que el jabón sea espumoso y cremoso al igual que haga que desprenda la grasa del cuerpo. Todos los días desperdiciamos litros de aceite que se dirigen a ríos que contaminan al medio ambiente, pero que tal si en vez de eso se utiliza ese aceite de cocina para elaborar un jabón ecológico casero, en el cual se podría elegir el tamaño, color, olor y textura, tan solo con utilizar materiales de uso común en el hogar, con ello se estaría ayudando a mantener nuestro planeta libre de contaminantes.

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RESUMEN

El presente proyecto promueve a disminuir la contaminación del medio ambiente, en especial el agua, de una manera nueva y novedosa la cual implicaría la utilización de aceites vegetales domésticos usados, mediante la elaboración de jabones caseros y de esta manera poder incentivar en nuestros hogares el cuidado del ambiente y así empezar a dar ejemplo a la sociedad.

En la actualidad se desechan al día muchos litros de aceite comestible utilizado en el hogar, restaurantes, entre otros lo cual implica una mayor contaminación en el agua de drenaje y consecuentemente la contaminación de los ríos y mares.

Con el presente trabajo de tipo experimental se desea demostrar la aplicación del proceso de desechos con aceite comestible (aceite quemado) en la obtención del jabón de uso doméstico con propiedades similares a los jabones comerciales.

La aplicación del proceso químico de saponificación en sustancias de desechos de aceite comestible es adecuada en la obtención del jabón líquido y sólido de uso doméstico. Se entiende por saponificación la reacción que produce la formación de jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los álcalis constituyendo las sales sódicas de los ácidos grasos: el jabón. Esta reacción se denomina también desdoblamiento hidrolítico y es una reacción exotérmica.

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CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los efectos que produce un litro de aceite vegetal doméstico al tirarlo por al fregadero contaminan cerca de mil litros de agua afectando flora y fauna, debido a que el aceite forma una película impermeable sobre la superficie del agua que impide el paso del oxígeno y por tanto el desarrollo de la vida de peces y otros animales acuáticos. Además, esta película de aceite superficial del agua puede impregnarse en las alas de diferentes aves, impidiéndoles el vuelo. Este residuo tóxico y de difícil eliminación, pero puede ser reciclado para la elaboración de jabones de muy buena calidad. Situación: Al verter aceite comestible en el desagüe, se contamina el agua causando daño al medio ambiente.

Causa y consecuencias:

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FORMULACIÓN DEL PROBLEMA Los aceites vegetales comestible usados en casa, restaurantes y hoteles, vertidos en cañerías causan muchos daños al medio ambiente (ríos, mares y animales acuáticos), una excelente forma de resolver esta situación es la elaboración de jabones artesanales con dicho residuo. Evaluación del problema Variable Dependiente: Desechos de aceite vegetal domestico Variable Independiente: Contaminación a los ríos, mares y daños a los animales acuáticos

OBJETIVOS Objetivo general Obtener jabones a partir de aceites residuales que sean de calidad similar a los jabones comerciales. De ésta forma encontrar una alternativa al desecho de los aceites utilizados para cocinar. Objetivos específicos 1. 2. 3. 4. 5.

Obtener jabones que limpien de forma satisfactoria. Obtener jabones que tengan una dureza aceptable. Encontrar un modo de darle aroma y color a los jabones. Mejorar el rendimiento de producción de jabones. Determinar la capacidad de producción en función a la producción de aceite usado

en las cocinas de nuestros hogares. 6. Analizar cada uno de los componentes que se va a utilizar en la elaboración del jabón para determinar su eficiencia en nuestro uso diario. 7. Contribuir con información en nuestros hogares acerca de la mala utilización y el desperdicio del aceite vegetal doméstico. 8. Diseñar y fabricar jabones de manera novedosa para incentivar a las personas acerca de la importancia que tienen estos jabones

JUSTIFICACION E IMPORTANCIA 7

El estudio ayudará a la conservación del medio ambiente a través del reciclaje de aceite vegetal doméstico usado en nuestros hogares; con ello evitaremos que el aceite sea desechado al drenaje ya que las personas no tienen conocimiento acerca del daño que produce, esto nos facilita la elaboración de productos como jabones naturalesecológicos ya que el aceite tirado y que circula por las alcantarillas de la ciudad contamina el agua. Se tiene la necesidad de implementar un proyecto innovador para así poder reutilizar dicho aceite vegetal en la elaboración de jabones.

HIPOTESIS El reciclado de aceite comestible en la elaboración de jabón ayudará a disminuir el daño al medio ambiente y creará conciencia en las personas para elaborar sus propios jabones artesanales, además las propiedades de un jabón pueden ser afectadas por la calidad de las materias primas, por su formulación o por los controles de proceso. I.

El aceite de coco puede mejorar la propiedad de limpiar de un jabón, debido a

II.

que tiene propiedades espumantes, antimicrobianas y disuelve la grasa. El aceite de oliva permite obtener un jabón más saludable para la piel por su

III. IV. V. VI. VII. VIII.

elaboración natural y por ser rico en ácido oleico. Una infusión de frutos rojos puede brindarle al jabón propiedades aromáticas. La esencia de frutilla puede brindarle al jabón propiedades aromáticas. El jarabe de granadina puede brindarle al jabón propiedades aromáticas. El colorante para tortas puede otorgarle color al jabón. Incorporar NaCl a la fórmula le proporciona al jabón mayor dureza. Someter la reacción de saponificación a temperaturas altas acelera el proceso de reacción.

CAPITULO II MARCO TEORICO

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Antecedentes de la investigación Actualmente en la Universidad del Caribe entrega el aceite que se produce en las cocinas a una empresa que destina el aceite para otros fines de producción, evitando que el aceite se vierta al drenaje, con lo cual se evita la contaminación de los mantos acuíferos ya que un litro de aceite vegetal contamina en promedio mil litros de agua. (Consumidor, 2012). Los aceites vegetales usados que se producen en las cocinas de los hogares, restaurantes y en las industrias de alimentación, se deben gestionar de forma correcta. España es un país consumidor de aceites vegetales, en especial de oliva y girasol, lo que provoca una gran generación de residuos de aceites vegetales. Tradicionalmente el aceite vegetal usado se ha estado vertiendo en los fregaderos y WC de nuestros hogares, esto no debe realizarse en ningún caso ya que produce un impacto sobre el medio ambiente, ensuciando nuestras aguas y dificultando el proceso de depuración de las mismas. En varios países existen gestores que se encargan de la recolección y tratamiento de estos residuos. En el caso de algunos restaurantes, comedores o industrias disponen de unos contenedores donde depositar su aceite y una vez lleno este es recogido por el gestor. El aceite generado en nuestros hogares se produce en menor cantidad, pero al igual que los restaurantes no se debe verter a la red de saneamiento. La correcta gestión de este residuo consiste en llenar un tarro, frasco o bote con el aceite usado y una vez lleno depositarlo en el Punto Limpio más cercano a su domicilio. Los aceites vegetales usados pueden emplearse como materia prima para la fabricación de jabones y biocombustibles. (Armengol, 2010).

Aceites vegetales usados El aceite vegetal es un compuesto orgánico obtenido a partir de semillas u otras partes de las plantas en cuyos tejidos se acumula como fuente de energía. Algunos no

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son aptos para consumo humano, como el aceite de ricino o algodón. Como todas las grasas está constituido por glicerina y tres ácidos grasos. Los aceites vegetales son preferibles a las grasas animales para el consumo humano. Esto se debe a que son ricos en ácidos grasos mono o poli-insaturados, una cualidad muy importante para la transformación de grasa en el organismo humano. Mayor parte de los aceites vegetales se usan para alimentar el ganado. El aceite vegetal más usado para consumo humano es el de girasol. El aceite de palma, que es sólido a temperatura ambiente, se usa especialmente para jabones y cosméticos. Uno de los residuos que se genera diariamente en casa y en distintos comercios donde incluya la práctica de cocinar o freír alimentos es el aceite vegetal o aceite de cocina usado. Este aceite, a pesar de que puede ser reutilizado con facilidad, suele acabar en el drenaje y al llegar a las plantas de tratamiento de aguas residuales genera graves problemas, ya que genera costos extras destinados a la eliminación de estas grasas que difícilmente se logran eliminar en su totalidad afectando de esta forma el funcionamiento de las plantas de tratamiento. El aprovechamiento del residuo de aceite vegetal que resulta después de la utilización del mismo, es una práctica que recientemente se ha comenzado a popularizar en diversos países del mundo. En la actualidad El aceite vegetal usado puede ser materia prima en la producción del Biodiesel, jabones, barnices y pinturas, este hecho y la creciente necesidad de disminuir los contaminantes ha llevado a países como Argentina, España, Chile, México entre otros a desarrollar un sistema de recolección y aprovechamiento de este residuo. (Organismo Provincial para el Desarrollo Sostenible, 2012). El aceite vegetal usado es un residuo contaminante que puede ser utilizado como materia prima para la producción del Biodiesel. Esto significa que el aceite que utilizamos para cocinar puede convertirse en un combustible. Aproximadamente por cada 1.2 litros de aceite vegetal usado se puede producir un litro de Biodiesel quedando glicerol y ácidos grasos como subproductos. Según datos de la Cámara de la Industria Aceitera de la República Argentina (CIARA) y del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos el consumo aparente en Argentina durante el año 2007 de aceite de Girasol y Soja fue de 15.2 litros per cápita, lo

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cual nos permite confirmar que el volumen disponible para recolectar y reciclar es muy importante. A partir del año 2010 se establece el régimen de regulación y promoción para la producción y uso sustentables de biocombustibles de la República Argentina (Ley 26.093), por la cual es obligatorio que todo el combustible diesel que se consume en el país tenga un corte del 5% de Biodiesel, combustible al que tradicionalmente se lo denomina B5. Actualmente,

los

niveles

de

corte

del

gasoil

se

han

ampliado

al

7%. Este corte obligatorio podrá ser abastecido con el biodiesel que se produzca a partir del aceite vegetal usado que se recolecte en el marco del plan BIO. El Aceite Vegetal Usado (AVU) posee un alto valor comercial dado las posibilidades de uso como materia prima. Los recursos generados por la venta del AVU recolectado tanto en hogares como en comercios e industrias adheridos se destinarán a las organizaciones sociales que colaboren con la recolección. En España por ejemplo se emplean puntos limpios son instalaciones públicas pensadas para depositar residuos domésticos contaminantes, como el aceite, o voluminosos, pero requieren el esfuerzo del consumidor por desplazarse a ellos, ya que en general hay pocos y un tanto alejados de los núcleos urbanos. Una opción más cercana y práctica para el consumidor son los contenedores urbanos. Algunos municipios, como Logroño, los ubican en unos pocos lugares concretos, como grandes superficies comerciales. En otros casos, como Bilbao, se colocan junto al resto de contenedores típicos de reciclaje. Su forma de distinguirlos es variada, tanto por su forma como por su color. En ocasiones, se opta por tonos vivos como naranja o rojo y, otras veces, se utilizan contenedores tipo con el nombre del residuo destacado. En algunas poblaciones se limita su entrega a ciertas horas específicas, como en Villa de Tegueste (Tenerife), pero en otras, como Galdames (Vizcaya), se puede entregar a cualquier hora del día (Alex, 2010).

El consumo de aceites embotellados en México asciende a un millón 100,000 litros anuales, o sea, cada mexicano consume 10 litros de aceite al año. Y su participación en el mercado mexicano es canola 48%, soya 44%, maíz 6%, girasol 1%, cártamo 1%, 11

según la Asociación Nacional de Industriales de Aceites y Mantecas Comestibles (Kaleidoscopio, 2014). Por otra parte, en Quintana Roo, México. Hay empresas dedicadas a la recolección de aceite vegetal con la finalidad de producir biodiesel una de ellas es RENOVABLES MAYA VERDE que ofrece un servicio puntual y profesional de recolección del aceite usado y de la grasa animal. Entregando gratuitamente contenedores para la recolección, comprobantes de recepción de residuos, certificados mensuales indicando cuantas emisiones a la atmosfera fueron evitadas gracias al aceite recolectado y trabajan con los establecimientos ofreciendo capacitación al personal para ayudar a incrementar la recuperación de grasa comestible. El aceite recolectado es transferido a su planta de tratamiento en Playa del Carmen, donde con un proceso químico lo convertirán en biocombustible. La doble acción de recolección de la grasa comestible y su transformación en biodiesel contribuye no solo a la conservación del sistema de agua subterránea, pero también en reducir las emisiones de bióxido de carbono en la atmosfera. Además, quedándose el aceite en la Riviera Maya, evita la adicional huella de carbono que el transporte del mismo a otras partes del país aportaría (Renovables MayaVerde S.A. de C.V., 2012). En México existen varias marcas de aceite comestible, en una investigación realizada por la Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO, 2010) se encontró que el aceite de cocina que más se compra es el procedente de la soya con 31%, canola 18%, oliva 13%, maíz 11%, cártamo 8%, mixto 4%, girasol 2%, aguacate 0.4%, con ello nos podemos dar una idea de los gustos de los mexicanos en la selección de aceite comestible para elaborar sus comidas ver gráfica 1.

Gráfica 1

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Fuente: PROFECO

Las razones principales por las que se compra el aceite de esa fuente de extracción se muestra en la gráfica 2.

13

Gráfica 2.

En cuanto a la cuantificación de para qué se utiliza el aceite en casa, se obtuvo las siguientes respuestas: 14

Fuente: PROFECO

La química del jabón y algunas aplicaciones Todos los días nuestras actividades comunes nos ponen en contacto con este químico, y sólo necesitamos saber que sirve para limpiar, que suele tener un olor agradable y que sus formas pueden ser variadas. Sin embargo, poca información poseemos respecto a su composición química. El papel del jabón ha sido importante para el desarrollo de nuevas tecnologías, derivadas de las necesidades globales de la sociedad. El impacto de la demanda de este producto se observa en los métodos empleados para elaborarlo. La química detrás de este producto responde a varias incógnitas: ¿Cómo funciona un jabón? ¿Por qué hace burbujas? ¿Por qué limpia? ¿De dónde viene? ¿Por qué sus diferentes presentaciones? ¿Es lo mismo jabón y detergente? Todo comienza con las grasas de origen animal o aceites vegetales que se transforman en jabones. No es cuestión de magia: Esto se llama química, e implica una 15

reacción muy sencilla denominada saponificación (WADE, 2004). Un jabón contiene las sales de sodio o potasio de los ácidos grasos, producto de la mezcla de un cuerpo graso (triglicéridos con un álcali, que puede ser hidróxido de sodio o de potasio).

¿Cómo funciona un jabón?

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Como si se tratara de una batería con polos positivo y negativo, una molécula de jabón también tiene dos extremos de diferente afinidad. La Figura representa una molécula de jabón. En rojo, la cabeza, con carga, es afín al agua porque son de polaridad similar. La cadena azul, denominada lipofílica, es afín a las grasas y repele al agua (CLAYDEN, 2005). A causa de esta estructura, el jabón posee una doble afinidad hacia la polaridad de otras moléculas y puede orientarse según el medio donde se encuentre.

En el agua, el jabón forma entre 100 y 200 micelas; es decir, asociaciones o conglomerados de moléculas que orientan sus cabezas con carga hacia la superficie del agregado molecular, mientras que las cadenas alifáticas quedan hacia dentro. La micela es una partícula energéticamente estable, ya que los grupos con carga están unidos mediante enlaces de hidrógeno de baja energía con las moléculas del agua circundante, mientras que los grupos afines a las grasas se orientan hacia el interior de la micela e interactúan con otros grupos de características similares. Los jabones limpian debido a las afinidades diferentes de los extremos de sus moléculas. La suciedad grasa no se elimina fácilmente sólo con agua, que la repele por ser insoluble en ella. Sin embargo, el jabón posee una cadena larga alifática o hidrocarbonada sin carga que interactúa con la grasa, disolviéndola, mientras que la región con carga se orienta hacia el exterior, formando gotas. Una vez que la superficie de la gota grasa está cubierta por muchas moléculas de jabón, se forma una micela con una pequeña gota de grasa en el interior. Esta gota de grasa se dispersa fácilmente en el 17

agua, ya que está cubierta por las cabezas con carga o aniones carboxilato del jabón, como se observa en la Figura 3. La mezcla que resulta de dos fases insolubles (agua y grasa), con una fase dispersada en la otra en forma de pequeñas gotas, se denomina emulsión. Por lo tanto, se dice que la grasa ha sido emulsionada por la solución jabonosa. De esta manera, en el proceso de lavado con un jabón, la grasa se elimina con el agua del lavado.

El jabón y el agua dura Como sabemos, no toda el agua contiene las mismas cantidades de electrolitos y minerales. Los jabones no actúan adecuadamente en el agua dura, o bien, ácida. Se conoce como agua dura a la que contiene iones polivalentes como calcio, magnesio o hierro. Es frecuente que el agua de consumo casero contenga estos iones. A pesar de que esta agua, rica en minerales, es potable, los iones y el jabón forman sales insolubles denominadas espuma de agua dura. La siguiente ecuación representa la reacción de un jabón con el ion calcio, elemento abundante en el agua que ha estado en contacto con rocas ricas en minerales de este metal.

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Por otra parte, cuando el jabón entra en contacto con agua ácida, se produce una reacción denominada hidrólisis: el jabón tiende a adquirir nuevamente un hidrógeno y, con ello, proporciona el ácido graso correspondiente, que flota en la superficie en forma de un precipitado graso o espuma ácida.

Jabones o detergentes ¿Existe diferencia entre jabón y detergente? El jabón, como sabemos, proviene de la saponificación de una grasa animal o aceite vegetal y un álcali. Como moléculas en general, son carboxilatos de sodio en los jabones duros, o de potasio en los suaves. En cambio, los detergentes son considerados surfactantes sintéticos y pueden ser sales de ácidos sulfónicos, sales cuaternarias de amonio, o surfactantes no iónicos o Zwiteriónicos. Ambos son tensoactivos o surfactantes, ya que en solución tienden a disminuir el ángulo de contacto entre dos fases y con esto afectan la tensión superficial del agua para lograr el efecto de limpieza. Se obtienen mediante diversas reacciones químicas. Por ejemplo, sulfonación, sulfatación, neutralización, cuaternización, alcoxilación, entre otras (STEPAN, 2014).

El jabón líquido se obtiene frecuentemente de la saponificación de aceites o grasas con un alto contenido de ácido oleico y una mezcla proporcional de hidróxido de 19

sodio y de potasio. El resultado es un producto de color oscuro y olor fuerte. Se ha encontrado que utilizando ácidos grasos con una longitud de cadena más grande y ácido sarcosínico, se obtiene un jabón líquido con mejor aroma y color, pero el proceso es muy caro (WILCOX, 2000). Debido a esto, los limpiadores líquidos para manos en el mercado son en realidad surfactantes que los consumidores confunden con jabones líquidos. A esta clase pertenecen también los baños de burbujas, el champú líquido para el cuerpo, y los antibacteriales para manos, entre otros. Las innovaciones en la química de surfactantes pueden ser muchas.

Biodegradabilidad Una propiedad importante de los jabones, en comparación con los detergentes, es su biodegradabilidad. Durante la Segunda Guerra Mundial, ante la necesidad de obtener jabones solubles en agua de mar, se comenzó la fabricación de detergentes. Al aumentar la demanda, aparecieron detergentes de muy bajo costo elaborados a partir de compuestos de petróleo: los alquilbencensulfanatos (ABS). Tras más de una década de niveles muy altos de venta, empezó a aparecer espuma en aguas residuales y, en algunas regiones, hasta en el agua potable, ya que los microorganismos no degradan con facilidad las moléculas ramificadas del ABS. Los detergentes biodegradables, llamados químicamente alquilsulfonatos lineales (LAS), contienen cadenas lineales de carbono fácilmente descompuestas por los microorganismos que producen enzimas que degradan las cadenas en bloques de dos en dos. En el caso de los detergentes ABS, esta acción enzimática es bloqueada por las ramificaciones (HILL, 2000). La no biodegradabilidad de los detergentes originó mucha presión en todo el mundo, lo que condujo a discutir este tema y formular legislación que exigiera a los fabricantes de la industria del jabón y detergentes comprobar la biodegradabilidad de sus productos. En México, casi el 100% de la industria de jabones y detergentes elabora detergentes biodegradables utilizando la materia prima adecuada: el dodecil benceno lineal y no el ramificado (INE, 2007).

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FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Los aceites vegetales usados El aceite vegetal es un compuesto orgánico obtenido a partir de semillas u otras partes de las plantas en cuyos tejidos se acumula como fuente de energía. Algunos no son aptos para consumo humano, son indispensables para mantener el equilibrio de los lípidos, colesterol y lipoproteínas que circulan en la sangre ya que tienen una función vital en nuestro organismo. Los aceites vegetales proporcionan vitaminas A, D, E y K y aceites esenciales que nuestro organismo no puede producir; y además, tienen la capacidad de resaltar muchas de las características sensoriales de los alimentos, como el sabor, el aroma y la textura. Gracias a la gran diversidad de frutos y semillas oleaginosas que existen actualmente en el mercado, se tienen una amplia lista de aceites vegetales comestibles, entre los más importantes destacan: 

Aceite de Algodón. Se obtiene de la semilla de algodón (Gossypium spp) por extracción mecánica y por solventes. El aceite crudo tiene una apariencia oscura y requiere de una refinación química para purificarlo. No contiene ácidos linolénicos, es ideal para mezclas de aceites y elaboración de mantecas para panadería y repostería. Principales aplicaciones del aceite de algodón Como condimento para ensaladas, para cocinar, botanas, mayonesa, sustituto de manteca de cacao, pastelería, productos horneados, margarina, manteca vegetal, mezclas de aceites.



Aceite de Aguacate. El aceite de aguacate se obtiene de la pulpa del fruto del árbol del aguacate (Persea americana) por extracción mecánica, prensado y centrifugación. Su apariencia es amarillo verdosa y tiene un alto en contenido de ácidos grasos monoinsaturados. Tiene importantes aplicaciones en cosméticos, por sus características emolientes, rápida absorción en la piel y habilidad para actuar como protector contra los rayos del sol.

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Principales aplicaciones del aceite de aguacate Como condimento para ensaladas, cocinar, cosméticos. 

Aceite de Cacahuate. El aceite de cacahuate se obtiene por prensado mecánico y/o extracción por solventes de la semilla del cacahuate (Arachis hypogaea). El aceite ya refinado y deodorizado es de color amarillo pálido. Su composición es alta en ácidos grasos monoinsaturados y es muy estable. Principales aplicaciones del aceite de cacahuate Ideal como condimento para ensaladas, para cocinar y freír.



Aceite de Canola. Este aceite proviene de las semillas obtenidas de variedades de nabo con bajo contenido de ácido erúcico (Brassica napus). Es obtenido por extracción mecánica y/o por solventes. Tiene bajo contenido de ácidos grasos saturados. Principales aplicaciones del aceite de canola Condimento para ensaladas, para cocinar y freír, mayonesas, aderezos, margarinas y mantecas vegetales.



Aceite de Cártamo. El aceite de cártamo se obtiene por extracción mecánica y/o solventes de la semilla de cártamo (Carthamus tinctorius). El aceite refinado y deodorizado tiene un color amarillo claro. Su alto contenido de ácidos grasos polinsaturados (ácido linoleico) lo hacen muy deseable desde el punto de vista nutricional. Principales aplicaciones del aceite de cártamo Como condimento para ensaladas, para cocinar y freír, mayonesas.



Aceite de Cártamo Alto Oleico. Este aceite proviene de una variedad genética natural del cártamo, en la cual su composición de ácidos grasos es diferente a la tradicional. Contiene un alto nivel de ácido monoinsaturado (ácido oleico), muy importante para la nutrición. Es muy estable y tiene un color amarillo claro. Principales aplicaciones del aceite de cártamo alto oleico Condimento para ensaladas y otros platillos, para cocinar, freír, mayonesas, botanas. 22



Aceite de Coco. El aceite de coco es obtenido de la pulpa del fruto del cocotero (Cocos nucifera) por extracción mecánica y/o solventes. Contiene una gran cantidad de ácidos grasos saturados lo que le hace estable y resistente a la oxidación. Principales aplicaciones del aceite de coco Para coberturas cremosas, coberturas para dulces y galletas, coberturas glaseadas, rociado de galletas, tostado de granos, mantecas duras, palomitas de maíz, sustitutos de manteca de cacao, mantecas para relleno de galletas y panadería, coberturas para postres fríos y congelados.



Aceite de Girasol. Se obtiene por extracción mecánica y por solventes de la semilla de girasol (Helianthus annus). El aceite crudo contiene un alto porcentaje de ceras que deben eliminarse del aceite en un proceso de desencerado. Principales aplicaciones del aceite de girasol Ideal como condimento para ensaladas y otros platillos, para cocinar y freír, mayonesas, bases para margarina, mantecas vegetales para diferentes usos en panadería y repostería.



Aceite de Maíz. El aceite crudo del germen del maíz (Zea mays) se obtiene por extracción mecánica y/o solventes, que se refina, blanquea, deodoriza y ocasionalmente se desencera. El aceite terminado tiene una apariencia cristalina y color amarillo rojizo, con un sabor muy bien aceptado por el consumidor. Principales aplicaciones del aceite de maíz Para botanas, condimento para ensaladas y otros platillos, cocinar, margarinas, mezcla para panadería, coberturas, salsas, productos horneados, mayonesa.



Aceite de Oliva. Las aceitunas o fruto del olivo (Olea europaea) han sido recolectados desde hace tiempo para obtener aceite por medio de presión mecánica. Los diversos grados de aceite de oliva son definidos por parámetros de tipo de aceituna, sabor y proceso de elaboración. Los aceites de oliva extra-virgen y virgen tienen color verdoso (aceitunado) y sabor típico. Contiene un alto nivel de ácido

oleico

(monoinsaturado)

que

nutricionales. 23

le

confiere

excelentes

propiedades

Principales aplicaciones del aceite de oliva Ideal como condimento para ensaladas y otros platillos, cocinar y freír, embutidos y enlatados de pescado. 

Aceite de Palma. Se obtiene por extracción mecánica del fruto de la palma (Elaeeis guineensis) y se puede complementar con extracción por solventes. El aceite crudo presenta una coloración anaranjada rojiza por su alto contenido de carotenos. Generalmente se refina físicamente para obtener y comercializar el grado RBD. En su composición de ácidos grasos predomina el ácido palmítico (4048%). Principales aplicaciones del aceite de palma Para mantecas vegetales, margarinas, pastelería, botanas, helados, mantequilla para crema de cacahuate, cacao y avellana, pastas, mezclas para sopa, panadería y repostería.



Aceite de Soya. El aceite que se obtiene del fríjol de la soya (Glycine max) por extracción mecánica y por solventes. El aceite crudo contiene entre 2.5-3.0% de fosfolípidos que tienen que eliminarse del aceite por procesos de desgomado y refinación química. Es un aceite polinsaturado que contiene ácido linoleico (omega 6) y ácido linolénico (omega 3) El aceite crudo se refina, blanquea y deodoriza listo para embotellarse. Principales aplicaciones del aceite de soya Para frituras, comida rápida, condimento para ensaladas y otros platillos, ingrediente para cocinar, margarinas, mezcla de aceites, botanas, mezclas para panadería, coberturas, helados, frituras, cremas vegetales, productos para hornear, salsas, pastas, mayonesas.

Los jabones El jabón es uno de los productos químicos que más habitualmente usamos en las tareas de limpieza. Como todo lo que nos rodea, es un compuesto químico, y muy fácil de preparar. Es básicamente una sal obtenida de las grasas, que resulta soluble en el agua. 24

Se cree que el jabón se inventó hace unos tres mil años. Se han encontrado en la Mesopotamia tablillas de arcilla sumerias que mencionan la mezcla que se obtenía de hervir aceites con potasio, resinas y sal y sobre su uso medicinal. Los fenicios lo fabricaban con aceite de oliva y soda cáustica (o carbonato de sodio) obtenida a partir de las cenizas de la combustión de plantas halófitas (plantas que viven en las salinas) como la salicornia o la salsola. Recetas parecidas se seguirían utilizando en Siria. El jabón sirio, procedente de la ciudad de Alepo, antiguo territorio fenicio, se sigue fabricando hoy día con el mismo método tradicional y con aceite de oliva y aceite de laurel. Los egipcios se frotaban con la mezcla obtenida del natrón (un carbonato de sodio mineral extraído de los lagos salados después de la evaporación del agua), tierra de batán (una arcilla poco elástica que tiene la propiedad de absorber las materias grasas) y altramuces remojados en agua de lluvia machacados. Los germanos y los celtas utilizaban grasa de cabra y cenizas de abedul para fabricar sus jabones. El jabón era, según el historiador romano Plinio, un invento galo. Los galos fabricaban sus jabones con cenizas de haya y sebo o grasa de jabalí y lo usaban según Plinio para teñirse sus largas melenas de rubio o pelirrojo. El olor de la grasa rancia les resultaba bárbaro a los romanos, que como los griegos y etruscos se lavaban frotándose por el cuerpo una mezcla de aceites aromáticos y arena o ceniza que luego eliminaban con un estrigilo. En el siglo III a.C. se fabricaba en Arabia un jabón mediante la cocción de una mezcla hecha con potasa, álcali proveniente de cenizas, aceite de sésamo y limón. Hay quien asegura que los cruzados introdujeron en el siglo XI el jabón en Europa Central desde Alepo. Los fenicios tuvieron tratos comerciales con Europa antes de los tiempos romanos, así que seguramente este tipo de jabón habría llegado mucho antes a las ciudades costeras como Nápoles, Marsella, Cartagena o Cádiz. Lo cierto es que en la Baja Edad Media no se utilizó mucho el jabón, y debido a la falta de higiene se originaron grandes epidemias que diezmaron a la población, como la peste negra del siglo XIV.

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La primera gran jabonería europea la construyeron los árabes a finales del siglo X en Al Andalus, en Sevilla. En el valle del Guadalquivir, donde había grandes olivares y marismas, se obtenían las materias primas necesarias para fabricar un jabón que cuatro siglos más tarde se conocerían como jabón de Castilla. Aun así en Andalucía se siguió llamando por el nombre árabe, almona, a las fábricas de jabón. El monopolio del jabón de Sevilla, ostentado por los marqueses de Tarifa en el siglo XVI, fue ampliado hasta América después de la conquista. En este mismo siglo ya se exportaba este sapo hispaniensis o sapo castilliensis al Reino Unido a través de Amberes. El jabón de Castilla, al provenir de aceites vegetales en vez de grasas animales, podía utilizarse en la higiene personal. Fue así que los europeos se volvieron más limpios y empezaron a desaparecer las grandes pandemias. Las famosas fábricas de jabón de Marsella se establecieron en el siglo XIV. Este jabón tradicionalemente se fabricaba con aceite de oliva, agua del Mediterráneo y sosa cáustica proveniente de cenizas del laurel. Como el de jabón de Alepo, también se sigue fabricando hoy en día. En 1575 se construyó una almona en la Ciudad de México. El jabón que se fabricaba en ella era el que usaban los mexicanos, hecho a partir del tequesquite, un mineral rico en sosa, y algunas plantas. En el siglo XVII se sabe de la existencia de una jabonería en Guayaquil que fabricaba jabón a partir de sebo de vacas y cenizas de yerba. En 1791 el químico Nicolas Leblanc inventa un procedimiento para obtener carbonato de sodio a partir de la sal marina, lo que simplificaba y abarataba el proceso de obtención de la sosa. En 1823, Eugène Chevreul demuestra que las grasas están formadas por una combinación de glicerol y ácidos grasos (oleico, margárico y esteárico) y explica así químicamente la reacción de la saponificación descubierta por los sumerios.

26

En presencia de la sosa cáustica, los cuerpos grasos se dividen en sus componentes. El carbonato de sodio, al reaccionar con los ácidos grasos da lugar a los estearatos, margaratos y oleatos, es decir, al jabón. Así de la grasa y de la sosa se obtienen jabón y glicerol.

En el siglo XIX, los aceites de copra (pulpa seca del coco) y aceites de palma que venían de las colonias, se empezaron a emplear en la fabricación de los jabones. Desde los años 30 del siglo XX, el jabón tradicional tuvo que competir con los tensioactivos sintéticos que se utilizan hoy en día en los detergentes, productos de limpieza, jabones y champús, que además son altamente contaminantes. 27

El jabón, ese producto que nos acompaña todos los días en el cuidado de nuestra piel, higienizándola y cuidando de mejorar su apariencia, ha ido tomando a lo largo de la historia diferentes formatos y variedades, una vez que se ha conocido cómo actúa sobre los distintos tipos de piel y -sobre todo- quien algunos casos pueden producir irritaciones. Sin embargo, sus diferentes tamaños o estilos no implican que unos sean más higiénicos que otros. El jabón está hecho a base de componentes como el potasio y el sodio que permiten estimular su efecto. Existen distintos tipos de jabones: 

Los jabones comunes: sólidos y espumosos, hechos por lo general con sebo grasoso y sodio o potasio. Se indican para todo tipo de pieles y en algunos casos



pueden usarse para lavar el cabello.  Los jabones humectantes: suelen tener aceites vegetales, otros poseen cremas humectantes en su composición, o grasas enriquecidos con aceite de oliva, avellana y otros. Los hay también de glicerina. Son útiles para las pieles



secas o dañadas por el uso de detergentes. Los jabones comunes: sólidos y espumosos, hechos por lo general con sebo grasoso y sodio o potasio. Se indican para todo tipo de pieles y en algunos casos



pueden usarse para lavar el cabello. Los jabones suaves: tienen en su composición aguas termales y son



recomendados para las pieles sensibles. Los jabones líquidos: que se presentan como una loción de limpieza. Su poder



efectivo varía y no todos tienen la misma eficacia. Los jabones dermatológicos: contienen agentes de limpieza sintética muy suave, a los que se añaden vegetales que contribuyen a cerrar los poros, aliviando las irritaciones y frenando la aparición de acné o puntos negros. Con estos jabones la piel no se descama. Son recomendados para pieles que arrastran inconvenientes, ya sea de modo permanente o estacional, o ante apariciones



puntuales de irritaciones. Los jabones de glicerina: son neutros, no suelen humectar la piel, al contrario, en algunas ocasiones tienden a resecarlas y se recomiendan para las pieles grasas. Por lo



general, la glicerina tiene un efecto más duradero que los jabones comunes. Los jabones terapéuticos: son recetados por los médicos, algunos se recomiendan para psoriasis, para micosis cutáneas y otros para limpieza profunda

28

de cutis. Por último, se encuentran los jabones utilizados por la mayoría que son aquellos aromáticos a los que se les agrega esencias florales o frutales, no recomendables para pieles sensibles o las personas alérgicas. También tienen un efecto relajante en algunos casos, según la esencia floral que contengan. (Costa, 2012).

FUNDAMENTACION LEGAL Este proyecto de elaboración del jabón ecológico con aceite doméstico usado, ya ha sido planteado por algunas personas interesadas en proteger el Medio Ambiente y elaborado por algunas empresas pequeñas. Siempre me ha preocupado el reciclado de residuos y el cuidado del medio ambiente. Me di cuenta que reciclar el aceite usado de las comidas resulta una tarea 29

incómoda y desagradable. Yo mismo me encontré muchas veces en la situación de, por un lado, no saber dónde era conveniente tirar este residuo y, por el otro, comenzar a almacenarlo para llevarlo hasta un punto limpio. Por otra parte, como ingeniero industrial siempre estoy observando las cosas a mí alrededor y pensando cómo podría mejorarlas. Pensé que sería una buena idea transformar un residuo contaminante como el aceite en un nuevo producto útil y bastante menos contaminante, ya que los jabones son fácilmente biodegradables. El proyecto nació como la mayoría de los emprendimientos, nosotros teníamos una necesidad cotidiana que nos daba vueltas en la cabeza y que de pronto se convirtió en nuestra máxima motivación. Teníamos aceite que habíamos usado para freír en casa y cuando queríamos saber dónde entregarlo nos dimos cuenta que no había ningún lugar en la ciudad para hacerlo.

Caracterización de variables TIPO DE VARIABLE VARIABLE DEPENDIENTE

VARIABLE Desechos de aceite vegetal doméstico.

VARIABLE

Contaminación

a 30

los

CARACTERIZACIÓN Desechos: son aquellas sustancias o materiales que se necesitan eliminar porque ya tiene utilidad. Aceite vegetal doméstico: es aquel que se usa en la cocina (alimentación). Contaminación: introducción de

INDEPENDIENTE

ríos, mares y daños a los animales acuáticos.

sustancias en el medio que provocan que este sea inseguro o no apto para ser usado. Ríos: corriente natural de agua que fluye con continuidad. Mares: es la masa de agua salada de tamaño menor que in océano donde habitan especies de agua salada. Daños: provocar dolor o perjuicio. Animales acuáticos: especies acostumbradas a vivir en hábitats acuáticos (agua).

Definiciones conceptuales Agallas: Cada una de las branquias que tienen los peces. Álcali: Hidróxido de amonio o de los metales alcalinos, que pueden actuar como bases enérgicas debido a que son muy solubles en agua. Atascos: Obstrucción de conductos en nuestros hogares por causa del aceite mal desechado. Cañería: Conducto formado de caños por donde se distribuyen las aguas. Drenaje: Medio o utensilio que se emplea para drenar residuos en nuestras cocinas. Depuradora: Aparato o instalación para depurar o limpiar algo, especialmente la agua. Densidad: La densidad de un compuesto es el cociente entre la masa y el volumen que ocupa dicha cantidad de materia. Frituras: Conjunto de alimentos fritos. Glicerina: Alcohol incoloro de tres átomos de carbono, viscoso y dulce, que se encuentra en todos los cuerpos grasos como base de su composición. Se usa mucho en farmacia y perfumería. Índice de saponificación: Las tablas de saponificación recogen, los índices de saponificación de cada tipo de grasa. Su aplicación más amplia en el campo de la 31

jabonería, es para conocer la cantidad exacta de NaOH, dependiendo del tipo de aceite que vayamos a utilizar, necesaria para que el jabón resultante esté completamente saponificado. Se define el índice de saponificación de una grasa, como el número que indica la cantidad en miligramos de NaOH, necesaria para saponificar por completo un gramo de esa grasa en concreto. Ingesta: Acción y resultado de ingerir. Insaturados: molécula orgánica que contiene al menos un doble enlace carbono. Loción: Producto líquido preparado para la limpieza o el cuidado de la piel o del cabello. Repercutir: Trascender, causar efecto una cosa en otra posterior para asi disminuir el desecho irresponsable de aceite por las cañerías de nuestros hogares. Residuo: Lo que resulta de la descomposición o utilización de productos de cocina en este caso aceite usado en las cocinas de nuestros hogares. Saponificación: la reacción que produce la formación de jabones. Sebo: Grasa sólida y dura que se extrae de algunos animales y se utiliza para hacer velas, jabones. Solidificación: Paso al estado sólido de un fluido. Sosa cáustica: Nombre común del hidróxido de sodio, base de gran importancia industrial y el producto cáustico más conocido. Tóxico: Sustancia venenosa o que produce efectos nocivos sobre el organismo. Viscosidad: La viscosidad de un material se define como su resistencia a fluir

CAPITULO III Modalidad y Diseño de la Investigación El aceite que sobra en el hogar y se tira por el fregadero puede terminar en nuestros ríos. Una vez allí forma una película que no permite la oxigenación y destruye peces y plantas acuáticas. Un litro de aceite puede contaminar hasta mil litros de agua. 32

En lugar de hacer esto, puedes acumularlo en garrafas y fabricar tu propio jabón. El aceite usado puede ser de cualquier clase: soja, oliva, girasol, semillas, lo único que se necesita es pasarlo por un colador para quitarle las impurezas de las frituras. El resto de material es agua y sosa cáustica.

TIPOS DE INVESTIGACIÓN Investigación Aplicada Su principal objetivo se basa en resolver problemas prácticos acerca del uso inadecuado del aceite doméstico vegetal, con un margen de generalización limitado. De este modo generaremos menor contaminación en las alcantarillas tuberías desde un punto de vista teórico y obtendremos mayor beneficio al realizar un jabón con aceite usado.

Investigación de campo Para poder establecer si la cantidad de aceite vegetal quemado, que se produce en las cocinas de las casas en una semana es la cantidad suficiente para la elaboración de por lo menos 250 gramos de jabón, se solicitó en casas de familiares depositar el aceite comestible quemado en el proceso de cocimiento en recipientes de vidrio para su conservación y captación durante una semana. Después de ese tiempo se pasaría a realizar la recolección general del aceite para su procesamiento y elaboración de jabón artesanal. Los beneficios obtenidos serían además del reciclaje y elaboración de jabón:   

Facilidad de la reutilización del agua depurada. No obstrucción de tuberías. Disminución de la probabilidad de proliferación de organismos perjudiciales para



la salud. Eliminación de atascos en tuberías y generación de malos olores

Encuesta Procedimiento. Se seleccionó a la cierta cantidad de personas de la ciudad para que respondan algunas preguntas de una encuesta relacionadas con la elección de su jabón 33

Investigación Experimental Nos enfocaremos más en la creación del jabón porque es mucho más útil, económico y puede sustituir al jabón comercial, contribuyendo a la higiene de nuestro hogar. Este jabón a diferencia de jabón comercializado es aún mejor por que contribuimos con el medio ambiente gracias a su composición y a las propiedades del aceite.

Investigación Procedimental. Elaboración de los jabones. Una vez obtenidas las medidas de viscosidad, densidad e índice de saponificación, se empezaron a realizar las diferentes fórmulas para elaborar jabones. Se probó con diferentes tipos de aceites y en diferentes cantidades.

Materiales  Aceite de girasol (reciclado)  Aceite de oliva extra virgen  Aceite de lavanda  Aceite de coco  Agua  Manteca de Cacao  Hidróxido de Sodio  Esencia de frutilla  Infusión de frutos rojos  Jarabe de granadina  Sal de mesa  Colorante para tortas

34

 Mezclador-calentador  Vaso de precipitado de 500 mL  Termómetro digital con A = ±0,1 unidades del valor leído en °C  Balanza electrónica con protección externa, con A = ±0,001 g  Vara de vidrio  Espátula de metal  Vidrio de reloj  Vasos de precipitado de 50 mL  Probeta de 10 mL  Matraz aforado de 25 mL  Moldes

Método aplicado de elaboración La cantidad de componentes que se utilizaron variaron según lo indicado por cada fórmula, pero se siguió el mismo procedimiento para todas. I.

Usando un vaso de precipitado y la balanza, medir la cantidad de aceite indicada

por la fórmula. II. Realizar ésta operación con todos los aceites que lleve la fórmula. III. Colocar el vaso de precipitado de 500 mL en el mezclador-calentador, mezclar los aceites y llevarlos a un rango de temperatura que esté entre los 40° C y 65° C. IV. Si la fórmula lleva manteca de cacao, adicionar a la mezcla junto con los aceites. V. Mientras se calientan los aceites, preparar una solución de agua e NaOH. Usar la cantidad de NaOH que dicte la fórmula, pero siempre llevar la solución a los 25 mL de volumen agregando agua. VI. Una vez que la mezcla de aceites se vuelva homogénea, agregar la solución de NaOH de forma lenta y uniforme. VII. Si la fórmula lleva NaCl, medir la cantidad indicada, y agregar a la mezcla. VIII. Mantener la temperatura dentro del rango deseado y mezclar durante 30 minutos o hasta que la mezcla sea homogénea y presente cierto grado de consistencia cremosa. 35

IX. Si la fórmula lleva jarabe, infusión o esencia; medir no más de 5 mL de dicha sustancia en la probeta. X. Agregar el aromatizante. XI. Si la fórmula lleva colorante, agregar cierta cantidad a elección. XII. Mezclar alrededor de 30 minutos más, luego de haber agregado el colorante y el aromatizante, hasta que la mezcla se vuelva una crema espesa. XIII. Colocar la crema en un molde y dejarla en reposo durante una semana para que se solidifique. Observaciones  Es necesario aclarar que, si la fórmula no lleva colorantes ni aromatizantes, se debe mezclar

la

sustancia

durante

una

hora

de

forma

continua.

 Puede suceder que algunas veces sea necesario más de una hora de mezcla para conseguir la crema jabonosa.  Así también puede suceder que sea necesario más de una semana para que se solidifique el jabón. Sin embargo, si el jabón no se vuelve sólido luego de 14 días, es muy poco probable que lo haga más adelante.  Pasado el período de solidificación el jabón puede desmoldarse y someterse a estudios, pero no se recomienda tener contacto directo con la piel debido a los altos niveles de basicidad que el mismo presenta. Se recomienda esperar un mínimo de un mes para poder usarlo.

Fórmulas Partiendo de los recursos disponibles y usando la calculadora de saponificación, se crearon numerosas fórmulas. Algunas resultaron un fracaso, pero en su mayoría los resultados fueron muy satisfactorios. Al principio se usó una receta estándar encontrada en la web durante el proceso de estudio e investigación teórica. De ahí en adelante se investigó con mayor profundidad para poder mejorarla, ya sea cambiando las proporciones de los materiales y/o agregando otros. Las fórmulas usadas son las que se muestran a continuación. 36

Cabe aclarar que en las recetas aparece que es necesario usar 25 g de agua, esto es más que nada para hacer referencia a que la solución de NaOH debe llevarse a 25 mL de volumen. a) Fórmula “A” (estándar)  Ac Girasol ................................. 92g  Sobre-engrasado ...................... 0%  Concentración ...........................30%  Agua ..........................................25g  NaOH ........................................12,5g b) Fórmula “B”  Ac Girasol ................................. 14g  Ac Coco .................................... 14g  Ac Oliva Virgen ......................... 27g  Manteca de Cacao..................... 12g  Esencia de Frutilla ..................... 3mL  Colorante para tortas ................ 1g  Sobre-engrasado ...................... 3%  Concentración ........................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH ........................................ 9,6g c) Fórmula “C”  Ac Girasol ................................. 18g  Ac Oliva Virgen ......................... 35g  Manteca de Cacao..................... 3  Sobre-engrasado ...................... 3%  Concentración ........................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH ........................................ 9g d) Fórmula “D”  Ac Girasol ................................. 30g  Ac Lavanda ............................... 45g  NaCl .......................................... 30g  Sobre-engrasado ...................... 3%  Concentración ........................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH ........................................ 9,7g e) Fórmula “E”  Ac Oliva ..................................... 30g  Ac Lavanda ............................... 45g  Sobre-engrasado ...................... 3%  Concentración........................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH ........................................ 7,8g 37

f) Fórmula “F”  Ac Girasol ................................. 22g  Ac Oliva Virgen ......................... 42g  Infusión de Frutos Rojos .......... 1mL  Colorante para tortas ................ 1g  Sobre-engrasado ...................... 0%  Concentración........................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH........................................10,7g g) Fórmula “G”  Ac Girasol ................................. 22g  Ac Oliva Virgen ......................... 42g  Esencia de Frutilla.................... 3mL  Colorante para tortas ................ 1g  Sobre-engrasado ...................... 0%  Concentración.......................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH...................................... 10,7g h) Fórmula “H”  Ac Girasol ................................. 30g  Ac Oliva Virgen ......................... 45g  NaCl .......................................... 30g  Jarabe de Granadina ................ 5mL  Colorante para tortas ................ 1g  Sobre-engrasado ...................... 3%  Concentración ......................... 30%  Agua .......................................... 25g  NaOH ........................................ 9,7g

Análisis de los jabones Una vez obtenidos los jabones, fueron sometidos a distintas mediciones para poder extraer información sobre sus propiedades, clasificarlos y compararlos. Se

38

aplicaron los mismos análisis a dos jabones comerciales. Uno marca Rexona y otro marca Limol. Se hicieron estudios de pH, dureza, espumosidad y colorimetría.

Materiales  2 jabones comerciales de diferente marca  Cintas de pH  Agua  Vaso de precipitado de 100 mL  Pipeta aforada PYREX de 20 mL  Pro-pipeta  Balanza electrónica con protección externa, con A = ±0,001 g  Cronómetro con A = ±0,01 s  Calibre ESSEX de A = ±0,05 mm  Mezclador  Espátula de metal  Vidrio de reloj  Retazos cuadrados de tela de 12 cm2 de área  Solución de azul de metileno  Colorímetro KONICA MINOLTA cr-10  Micro-pipeta DRAGON LAB de capacidad de 100 a 1000 μL  Vara de vidrio  Penetrómetro  Cuñas y/o tacos

Medición de pH 39

I. El pH indica la concentración de iones de hidrógeno presentes en la composición química de una sustancia. Dependiendo del valor de pH distinguimos el ácido, neutro o básico (alcalino).

II. Un estudio de la Revista Internacional de Dermatología encontró que los niveles de pH de los jabones se encuentra entre 3.61 y 12.38. El pH de la piel humana normal es de 5. La capa ácida que nos cubre se disuelve en productos alcalinos.

III. El examen de medición de pH que se realizó por medio de indicadores, se usaron tiras reactivas de pH de papel. La medición del pH de los jabones se realizó una vez por semana a partir de su solidificación.

IV.

Humectar

la

superficie

del

jabón

con

un

pequeño

chorro

de

agua.

V. Con la yema de un dedo, masajear la superficie mojada hasta formar una mezcla de espuma y agua. El contacto con el jabón no es directo, se deben usar guantes como protección

VI. Deslizar la tira de pH en la mezcla jabonosa.

VII. Comparar los nuevos colores de la tira con la escala de colores de pH.

40

Medición de espuma La cantidad d espuma que hace un jabón tiene relación directa con la cantidad de micelas formadas, es decir, con la cantidad de grasa que pueda disolver. La propiedad anfipática del jabón le permite formar una emulsión jabonosa donde la suciedad o grasa queda atrapada en la solución jabonosa (jabón y agua). De esta forma, en el proceso de lavado con un jabón, la grasa se elimina con el agua de lavado. El examen de espuma generada por una solución de jabón y agua se basó en un estudio similar pero realizado para champú. El mismo consiste en hacer que la solución jabonosa genere espuma durante un determinado tiempo y siempre bajo las mismas condiciones. I.

Medir y colocar en un vaso de precipitado de 100 mL 1 g de jabón con 20 mL de

agua. II. Mezclar los compuestos en el mezclador a una velocidad alta y constante durante 5 minutos. III. Dejar de mezclar y medir la altura de la espuma generada. IV. Repetir para todos los jabones.

Observación: realizar todas las pruebas en el mismo vaso de precipitado para que no cambie

la

superficie

que

va

a

ocupar

41

la

espuma

de

los

jabones.

Colorimetría Uno de los análisis más importantes al que se deben someter los jabones es al de limpieza, en este proyecto, se realizó por colorimetría, analizando la cantidad de azul de metileno que quita de una tela cada jabón. La determinación de clarificación indicada por el colorímetro está dada por la escala de Hunter. Los valores L, a y b determinan los cambios de color producidos. Estos valores brindan los siguientes rangos de valores:  L (luminosidad): entre 0 y 100. 0 es negro y 100 es blanco.  a: positivo es rojo, negativo es verde. b: positivo es amarillo, negativo es azul.

En la experiencia se clarifica una tela con 2.5 mL de azul de metileno para luego enjuagarla en una solución de 300 mL de agua y 5 g de jabón durante 24 minutos. Luego se analiza nuevamente la tela y es posible determinar la diferencia de color a partir de los valores de L, a y b.

 ΔL = L - L0 (un L + indica que la muestra es más clara que la referencia, y viceversa).  Δa = a - a0 (un a + indica que la muestra es más roja que la referencia, y viceversa).  Δb = b - b0 (un b + indica que la muestra es más amarilla que la referencia, y viceversa).  Δ = Δ 2+Δ 2+Δ 2 es la diferencia total de color. Mientras mayor sea este valor, mayor será la diferencia de color entre las muestras. I. Cortar cuadros de tela de 12 cm2. II. Medir 2,5 mL de azul de metileno con la micro-pipeta y distribuirla en la tela formando una mancha uniforme en el centro de la misma. III. Medir el color de la tela manchada. Éstos serán los valores iniciales. IV. Sumergir la tela en agua y revolver con la vara de vidrio durante 2 minutos. V. Realizar el mismo procedimiento, pero ahora para las soluciones jabonosas.

Penetrometría

42

La penetrometría es un método de análisis de consistencia. El penetrómetro estático de punta mecánica uno de los más utilizados en la industria alimentaria para examinar la dureza de las frutas. En el proyecto se aplicó el mismo principio por la forma tridimensional similar que tienen el jabón y las frutas. Es necesario mencionar que, sin embargo, no hay aún ninguna normativa relacionada para jabones, por lo que las conclusiones que se extrajeron de dicho ensayo, son de carácter cualitativo. Para ésta experiencia fue necesario construir un penetrómetro en el taller, las especificaciones se encuentran en el ANEXO. El procedimiento consiste en impactar la superficie de los jabones desde una altura estandarizada y medir cuánto penetró la punta del arpón en el jabón. El principio del ensayo está en la fuerza potencial gravitatoria, gobernada por la ecuación ∅= × ×ℎ (1). Donde es la energía, m la masa del proyectil, h la distancia entre la bala y el jabón, y g la constante gravitatoria. Como g es constante, si no se cambia la masa y además, la lanza se suelta siempre desde la misma distancia, todos los jabones sufrirán la misma fuerza, o presión (fuerza sobre área). I. II. III.

Colocar el jabón sobre la plataforma. Con las cuñas o tacos hacer coincidir el punto O con la primera línea de media Elevar la bala hasta el tope, y soltar.

RESULTADOS

Resultados de Análisis de los aceites

43

DENSIDAD

VISCOSIDAD

ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN

44

DIAGRAMA DE FLUJO DE PRODUCCIÓN DE JABÓN

45

Productos surgidos de la fórmula Fórmula A B C D E F G H

Resultado No deseado Jabón B Jabón C Jabón D No deseado Jabón F Jabón G Jabón H

Resultados de análisis de los jabones

Medición de pH 46

Medición de espuma

47

Colorimetría

48

Resultados del cuestionario aplicado.

1-Su sexo es •Masculino •Femenino

2-Su edad •Menos de 20 años •De 20 a 30 años •De 30 a 40 años •mas de 40 años

3-Profesion o actividad que realiza actualmente 49

•Ama de casa •Asalariado •Jubilado •Desempleado

4-¿Cuál es su tipo de piel? •Seca 50

•Grasosa •Sensible •Mixta

5-¿Qué tipo de jabón utiliza a la hora de tomar un baño? •Barra •Liquido •Otro

6-El jabón que utiliza con mayor frecuencia, actualmente es •Comercial •Artesanal orgánico/ natural 51

7-¿Cuántas barras de jabón consume al mes? •Entre 1 a 3 •Entre 3 a 5 •Mas de 5

8-De las marcas comerciales de jabones ¿Cuál piensas que es la principal razón par •Precio •Calidad •Disponibilidad de anaqueles 52

•Fragancia •Color •Forma •Beneficios para la piel •Otro

9-¿Qué tanta importancia le da el jabón de c •Mucho •Regular •Poco •Nada 53

10-¿Estaría dispuesto a cambiar su jabón actual comercial por un jabón artesanal n •Si •No

11-¿Cuál sería el principal motivo para camb •Calidad •Ingredientes orgánicos naturales •Beneficios para la piel •Otro

54

12-¿A utilizado más de alguna vez jabones artesanales orgánicos? •Si •No

13-Si nunca ha probado los jabones artesana •Alto costo del producto •No conozco bien los beneficios •No sé dónde adquirirlos •Otro

55

14-¿Cuál aspecto le podría atraer sobre un jabón artesanal? •Material del que está hecho •Beneficios a mi piel •Calidad •Aroma naturales •Precio •Otro

15-¿Cuál es la forma de presentación de su p •Barra de jabón individual •Jabón liquido •Otro

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INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

Resultados del análisis de los aceites

DENSIDAD La experiencia de picnometría dio los resultados esperados. La densidad de todos los aceites fue menor que la del agua. Además de que ningún aceite tuvo una densidad fuera del rango de los 0,85 g/mL y los 0,92 g/mL. El aceite más denso fue el de aceite de lavanda, y el más liviano el aceite de oliva. El aceite de lavanda era más residual, en cambio el aceite de oliva era nuevo. Esto puede que tenga influencia en los resultados.

57

VISCOSIDAD En éste examen el rango de valores fue entre 5,5 P y 6,5 P, siendo el aceite más viscoso el de aceite coco y el menos viscoso el de aceite de oliva. Esto fue debido a que a temperatura ambiente el aceite de coco comenzaba a solidificarse lentamente. En cuanto al aceite de oliva puede que su pureza haya influido también en ésta propiedad, ya que la viscosidad depende en parte de la densidad. INDICE DE SAPONIFICACIÓN La tabla de saponificación se obtuvo de la bibliografía y fue fundamental para la formulación de las recetas.

RESULTADOS DE ELABORACIÓN DE LOS JABONES

Diagrama de flujo En el diagrama de flujo de producción de jabones se puede ver que la forma de elaboración tiene una estructura donde primero se mezclan las grasas, luego se adicionan la solución de NaOH y el NaCl, es decir los compuestos iónicos. La última etapa está destinada a la estética del jabón, o bien, formacolor-aroma.

Productos surgidos de las fórmulas Las recetas en general dieron buenos resultados, de 8 jabones deseados, se obtuvieron 6. Llegando de ésta forma, a un 75% de efectividad de producción. Algunos jabones se destacaron por su dureza, otros por la cantidad de espuma generada y algunos por su satisfactorio valor de pH.

Resultados del análisis de los jabones medición de ph La prueba de pH no dio los resultados esperados en la mitad de los jabones, pues el nivel de basicidad de los mismos fue demasiado alto para el uso dermatológico. Sin embargo, los jabones C y D presentaron un pH de 9 con lo cual entraron al rango de

58

tolerabilidad de la piel humana. El jabón B dio resultados excelentes, llegando a igualar el pH de un jabón comercial sin haber usado productos químicos para lograrlo.

Medición de espuma El análisis de formación de espuma arrojó resultados dispersos. No solo entre los jabones producidos sino también entre los jabones comerciales. Los jabones que mayor espuma generaron fueron el de marca Limol, el G y el H. La similitud entre los jabones G y H es que durante su producción se uso mayor cantidad de NaOH que el resto. Los jabones que menos espume hicieron fueron el D y el H, los únicos jabones que llevaban NaCl en su fórmula. Colorimetría Las pruebas de colorimetría dieron resultados muy buenos, con todos los jabones con valores de ΔE muy parecidos y muy agrupados. Los valores más altos de ΔE los tienen los jabones con mayor pH, lo cual indicaría que un ΔE muy alto puede corroer la piel. Se fijó como ΔE máximo tolerable el valor 22, el mismo que tienen los jabones de pH tolerable

(9).

Penetrometría El ensayo de impacto permitió hacer una comparación cualitativa acerca de las durezas de los jabones. Los resultados fueron muy buenos en algunos casos, pero algunos jabones eran demasiado duros y se quebraron, fue el caso de los jabones F y G, mientras que el jabón B fue penetrado por completo por el arpón, era demasiado blando.

Evaluación final de los jabones La siguiente tabla muestra una evaluación general de los jabones en base a los resultados de las experiencias. La puntuación va desde el valor 1 al 5, siendo 1: muy malo, 2: malo, 3: aceptable, 4: bueno y 5: muy bueno.

59

CONCLUSIONES

I.

Con base al estudio realizado se pudo comprobar que los mejores jabones fueron

II. III. IV. V.

los que tenían en su fórmula manteca de coco. La incorporación NaCl a la fórmula brindó a los jabones una mayor dureza. El NaCl disminuye significativamente la formación de espuma de los jabones. El aceite de coco brinda al jabón mejores propiedades de espumosidad. Saponificar las grasas con soluciones de alta concentraciones de NaOH producen

jabones con alta basicidad. VI. Las infusiones y las esencias no le otorgaron propiedades aromáticas al jabón, pero neutralizaron el “olor a aceite”. VII. A nivel comercial, el color del jabón influye significativamente en la atención del consumidor. Al presentar los jabones, la mayoría del público se sintió predispuesto a probar el jabón más rojizo. VIII. Los resultados de colorimetría tienen dependencia del nivel de pH de los jabones. IX. La esencia de frutilla tiende a cortar la pasta cremosa, y el producto es un jabón sin olor desagradable, pero de consistencia blanda. X. Utilizar el aceite usado para producir jabón es una buena alternativa ante el desecho de dicho residuo.

RECOMENDACIONES

a. Para confirmar que producir jabón con aceite residual es una efectiva alternativa al desecho del mismo, se debería hacer una encuesta con muestras aleatorias a una

60

población de ciudadanos. De ésta manera evaluar la disposición de la gente a cambiar sus costumbres en beneficio del medio ambiente.

b. Realizar un estudio de análisis de costo beneficio, para que encontrando el punto óptimo de mejora en la producción de jabones poder publicitar con mayor respaldo este tratamiento de desechos.

ANEXOS

ANEXO 1. Medición de pH

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BIBLIOGRAFÍA

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