ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA UNIDAD ACADEMICA COCHABAMBA CARRERA ING. EN SISTEMAS ELECTRONICOS
PERFIL DE TRABAJO DE GRADO
³OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE UNA CREMA PARA PROBLEMAS CAPILARES´
ALF. CGON. SERGIO ALEJANDRO SALAS AGUILAR
COCHABAMBA, 2011
ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA UNIDAD ACADEMICA COCHABAMBA INGENIERIA EN SISTEMAS ELECTRONICOS
PERFIL DE TRABAJO DE GRADO
³OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE UNA CREMA PARA PROBLEMAS CAPILARES´
TN. CGON. GUERY MORALES FORQUERAS CAP. INF. ALVARO FERNANDO SORIA TORNAZOS ALF. CGON. SERGIO ALEJANDRO SALAS AGUILAR EST. MRISOL MARCA LAZARTE EST. IVETH CARDOZO EST. XIMENA HUANIQUINA TERRAZAS
2
COCHABAMBA, 2011
3
INDICE 1.
INTRODUCCIÓN. ................................................................................................ 1
2.
ANTECEDENTES. ............................................................................................... 3
3.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ..................... Error! Bookmark not defined.
3.1. Identificación del problema. ................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Identificación de la situación problemática. ................................................. 3 3.1.2. Identificación de la causa. .............................................................................. 5 3.2. Formulación del problema................................................................................. 6 3.3. Análisis efecto y causa ...................................................................................... 6 4.
OBJETIVOS......................................................................................................... 6
4.1. Objetivo general. ................................................................................................ 6 4.2. Objetivos específicos......................................................................................... 6 4.3. Objetivos específicos y acciones. .................................................................... 7 5.
JUSTIFICACIÓN.................................................................................................. 8
5.1. Justificación técnica. ......................................................................................... 8 5.2. Justificación social. ........................................................................................... 8 5.3. Justificación económica. ................................................................................... 8 6.
ALCANCE............................................................................................................ 9
6.1. Alcance temático. ............................................................................................... 9 6.2. Alcance geográfico. ........................................................................................... 9 6.3. Alcance temporal................................................................................................ 9 7.
HIPOTESIS ........................................................................................................ 10
7.1. Análisis de variables ........................................................................................ 10 7.2. Definición conceptual ...................................................................................... 10 7.3. Operativización de variables ........................................................................... 10 8.
MATRIZ DE CONSISTENCIA ............................................................................ 12
9.
FUNDAMENTACION TEÓRICA. ....................................................................... 13
9.1. Contenido temático .......................................................................................... 13 9.2. Desarrollo de la fundamentación teórica. ...................................................... 14 9.2.1. Redes de Comunicación ...................................... Error! Bookmark not defined. 9.2.2. Telecomunicaciones II. ................................................................................. 15 i
9.2.3. Conmutación digital. ..................................................................................... 15 10. DISEÑO DE LA INVESTIGACION..................................................................... 15 11. TEMARIO TENTATIVO. .................................................................................... 17 12. CRONOGRAMA ................................................................................................ 19 11. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 20
ii
1. INTRODUCCIÓN. En los últimos años se ha podido observar que los problemas capilares son el preocupar de la mayoría de las personas, de ahí la inquietud de poder aprovechar desechos de plumas de aves de corral de avícolas de la ciudad de Cochabamba, al que no se le da ningún valor agregado y prácticamente es desechado como basura, para poder extraer de esta la queratina que es un componente muy rico en azufre que ayuda a los problemas capilares proporcionándole al cabello
todos los
nutrientes necesarios para principalmente evitar la caída, además de mejorar su aspecto.
IMAGEN Nº1: Problemas capilares
FUENTE: http://www.google.com/search?hl=es&client La queratina es una proteína con estructurahelicoidal, muy rica en azufre, que constituye el componente principal de las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de otros órganos derivados del ectodermo, faneras como el pelo, uñas, plumas, cuernos, ranfotecas y pezuñas.
IMAGEN Nº 2: Estructura de la queratina
FUENTE: http://www.google.com/search?hl=es&xhr=t&q
1
El pelo está construido con macrofibrillas de queratina empaquetadas por afuera, éstas están formadas por microfibrillas. Las interacciones entre las hebras se producen a través de puentes disulfuro, la queratina del pelo se encuentra en alfa
queratina1, existiendo la posibilidad de transformarla en beta queratina2, si por ejemplo, aplicamos calor más humedad, el pelo puede incluso duplicar su longitud, esto sucede porque se rompen los puentes de hidrógeno de la hélice y las cadenas polipeptídicas adoptan una conformación -beta, no obstante los grupos -R de las queratinas son muy voluminosos, lo que hace que la conformación -beta se desestabilice y al poco tiempo adopte de nuevo la conformación en hélice con lo que el pelo recupera su longitud original. Es incorrecto decir que el pelo está formado por células, solo se encuentra queratina rica en azufre y una matriz amorfa que mantiene a las microfibrillas empaquetadas por afuera en la forma que alguna vez tuvo la célula que las sintetizó; el folículo piloso es el que posee células activas que se encargan de sintetizar los elementos anteriores.
IMAGEN Nº3: Estructura del cabello
FUENTE: http://www.google.com/search?um=1&hl Aprovechando que la mayoría de las avícolas pequeñas de Cochabamba desechan las plumas de aves de corral, se determinará el volumen de plumas que se desecha, para poder transformar estas en queratina. 1
Alfa queratina :Lospuentesdisulfuro son los que proporcionan la dureza a la alfa queratina. Así, existe mayor cantidad de queratina alfa en los cuernos de un animal y en las uñas que en el pelo. Además la queratina alfa solamente se encuentra en pelos, cuernos, uñas, y otras f aneras. 2 La queratina de tipo beta es inextensible (a diferencia de la queratina tipo alfa) y la podemos encontrar, por ejemplo, en la tela de araña. 2
Se extraerá la queratina de las plumas de aves de corral mediante la técnica de obtención de fibra de queratina soluble, debido a que es la técnica más adecuada para sustraer queratina que sirva para la elaboración de productos capilares.
IMAGEN Nº4: Estructura de un pluma
FUENTE: http: //www.google.com/search?um Posterior a la extracción de queratina de las plumas de aves de corral, se comparará la eficiencia de la queratina obtenida con respecto al aceite de cusi, para poder determinar si es mejor. Así satisfacer la necesidad de las personas favoreciendo al cuidado del cuero cabelludo, con una nueva alternativa que es la queratina.
2. ANTECEDENTES. Generalmente las plumas son destinadas a la elaboración de harinas utilizadas comosuplemento alimenticio para aves y otros animales de abasto. Este producto es obtenido poruna combinación de tratamientos térmicos (cocción a altas presiones) con tratamientosquímicos (ácidos o alcalinos); procesos que no solo impiden la fragmentación de los enlacesdisulfuro presentes en la queratina de la pluma, convirtiéndola en una proteína muy resistenteque dificulta la degradación enzimática por parte de las aves, sino que también disminuyen elvalor proteico de la harina a un 45% por la destrucción de algunos aminoácidos.
3
Se conoce la existencia de un gran número de residuos procedentes de la industria avícola que contienen, en diferentes proporciones, la proteína queratina, tanto en sus formas alfa como beta. Como se sabe, la queratina consiste en una sustancia albuminoidea, muy rica en azufre, que constituye la parte fundamental de las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de los órganos derivados de esta membrana, tales como las plumas, pelos, cuernos, uñas o pezuñas; en particular, la queratina es la sustancia responsable de la dureza y de la resistencia de los cuernos y las uñas. Ahora bien, aunque la explotación de estas fuentes de queratina es un proceso industrial bien conocido, la mayoría de los métodos de obtención de la queratina a partir de los desechos agrícolas están fundamentados en tratamientos térmicos o químicos muy agresivos. Como ejemplo, se pueden citar los documentos US427996, US19790078850
19790925,
JP197801242289
19781009,
JP19780149279
19781201, JP19780163085 19781229, que se tiene como referencia. Como resultado de la agresividad de estos tratamientos, la proteína que se obtiene está muy desnaturalizada y ha perdido la mayoría de las propiedades que hacen de la queratina una proteína de interés industrial. Ya en 1981 YoshiokaIssei, propuso un método de hidrólisis en frío para aplicaciones cosméticas, empleando un álcali y un sulfuro metálico como forma de romper los puentes disulfuro de los aminoácidos y obtener un hidrolizado con proteína en buen estado. Trabajos posteriores de Schrooyen PM y col., demuestran que la proteína obtenida mediante hidrólisis en frío es reactiva y puede ser entrecruzada para obtener nuevos materiales. La presente invención va dirigida en ambas direcciones, puesto que constituye un procedimiento que permite obtener queratina a partir de hidrolizados de la proteína procedentes de desechos agrícolas obtenidos por hidrólisis no-térmica. El proceso, desarrollado en frío, consta de dos variantes. La primera de ellas facilita la obtención de microfibras de queratina en la que esta última conserva todas sus propiedades y es por tanto aplicable a sectores de la técnica muy diversos, tales como el sector textil, como medio de refuerzo en la fabricación de polímeros industriales tales como los polietilenos o los polipropilenos, la fabricación de pasta de papel o cartón y la 4
fabricación de biomateriales o materiales biomédicos, entre otros. La segunda variante proporciona la obtención de queratina soluble con vistas a aplicaciones en cosmética y alimentación. En Bolivia no existe bibliografía o datos de trabajos de investigación sobre este tema, recién este este año con esta investigación se están desarrollando investigaciones para poder extraer queratina de plumas de aves.
2.1.1. Identificación de la situación problemática. En cercado-Cochabamba Bolivia como en muchas partes del mundo se ha podido observar alteraciones en el cuero
cabelludo, conocidas más comúnmente como
problemas capilares,resultado de una actividad anormal de las células del cuero cabelludo entre ellas se encuentran la caspa, el pelo seco y pelo graso, son muy usuales especialmente en el cabello largo, que es causada por diferentes factores como ser la herencia, los ácaros de polvo, el sol, los cambios de clima bruscos, utilización inadecuada de fijadores de cabello entre otros.
2.1.2. Identificación de la causa.
Herencia Desequilibrios hormonales Desequilibrios sistema nervioso
Mala alimentación Metabolismo Anemia
Uso de fijadores con alcohol Champús que contienen altos índices de químicosabrasivos Uso de tintes muy frecuentemente
Problemas capilares
Sol, Cambios de clima bruscos Excesivo s Acaros de polvo en el aire
Enfermedad tiroidea La carencia de hierro en el organismo, o Anemia ferropénica
Peines plásticos de dientes muy juntos y puntiagudos, cepillos
duros
FUENTE: Elaboración propia 5
2.2. Formulación del problema. ¿La extracción defibras de queratina a partir de plumas de aves de corral ayudará a
subsanar los problemas capilares?
2.3. Análisis efecto y causa
CAUSA La
herencia,
climáticos,
cambios
fijadores
y
EFECTO
shampoos con químicos abrasivos,
Caída de cabello y Problemas capilares
mala
alimentación, enfermedades (tiroides, falta de hierro) y
mala
calidad de los peines como
también
el
maltrato al mismo.
FUENTE: Elaboración propia.
3. OBJETIVOS. 3.1. Objetivo general. Obtener fibras de queratina, a partir de
plumas de aves de corral para la
elaboración de una crema para problemas capilares
3.2. Objetivos específicos. 6
Determinar
qué
porcentaje
de personas
en
la provincia
Cercado del
Departamento de Cochabamba sufre de problemas capilares.
Establecer la cantidad de plumas de corral que generan las avícolas en
la ciudad de Cochabamba.
Analizar cuál es la técnica más adecuada para la extracción de fibra de
queratina
Comparar la eficiencia que tiene la
fibra de queratina para el cuidado
capilar, en relación al aceite de cusi.
Elaborarcrema en base a fibras de queratina
3.3. Objetivos específicos y acciones. Tabla Nº 1: Objetivos específicos y acciones del proyecto Objetivos específicos Determinar
qué
porcentaje
Acciones de
Obtención
de
los
datos
sobre
el
personas en la provincia Cercado del
porcentaje de personas en la Provincia
Departamento de Cochabamba sufre
cercado
de problemas capilares.
Cochabamba que sufre de problemas
del
departamento
de
capilares. Averiguar la cantidad de plumas de Obtención de la información sobre la corral que generan las avícolas en la cantidad de plumas que generan las ciudad de Cochabamba. Analizar
cuál es la
avícolas en la ciudad de Cochabamba. técnica
más Estudio de las técnicas existentes para
adecuada para la extracción de fibra la extracción de fibras de queratina. de queratina. Comparar
la eficiencia que
tiene la Identificación
de
la
sustancia
fibra de queratina para el cuidado adecuada para el cuidado capilar. capilar, en relación al aceite de cusi. Elaborarcrema en base a fibras de Elaboración de crema queratina
7
más
Objetivos específicos
Acciones
FUENTE: Elaboración propia
4. JUSTIFICACIÓN. 4.1. Justificación técnica. Para el presente trabajo de investigación se utilizará la técnica de extracción de fibras de queratina soluble, en la cual se realiza: y
El triturado e hidrolisis
y
La oxidación y neutralización
y
Ultrafiltración y lavado
y
Secado.
Todos estos procesos se los puede realizar en el laboratorio de la Escuela militar de ingeniería y se cuenta con todo el material necesario.
4.2. Justificación social. Con la extracción de fibras de queratina se pretende elaborar productos capilares queayuden a mejorar el aspecto del cuero cabelludo y reduzca los problemas capilares, así poder satisfacer la necesidad de las personas que sufren de problemas capilares.
4.3. Justificación económica. Las fibras de queratina se la obtendrá a partir de plumas de aves de corral, las cuales actualmente son desechadas por las avícolas pequeñas de cercadoCochabamba y al cual no se le da ningún valor agregado. Las plumas de las aves de 8
corral generarán utilidades a las avícolas ya que serán utilizados como materia prima para la extracción de fibras de queratina así como también generará grandes utilidades al dueño del trabajo de investigación.
4.4 Justificación ambiental El proceso de extracción de fibras de queratina a partir de plumas de aves de corral no genera daños ambientales, tomando en cuenta que los desechos generados son biodegradables, además se está favoreciendo al ambiente al transformar plumas que prácticamente son desechadas como basura por avícolas, ya que estas están dedicadas más a la comercialización de carne.
5. ALCANCE. El presente trabajo de investigación será delimitado con respecto al área geográfica de donde se tendrá la materia prima, además del alcance temporal que tendrá.
5.1. Alcance temático. El presente trabajo está orientado a la utilización de los conocimientos adquiridos en las materias de química inorgánica, Biología, estadística descriptiva,metodología de la investigación, química de alimentos.
5.2. Alcance geográfico. El presente trabajo de investigación se desarrollará en la ciudad de cercadoCochabamba en los laboratorios de la Escuela Militar de Ingeniería, ubicado en la Av. 23 de marzo.
5.3. Alcance temporal. El tiempo dado para la culminación del presente trabajo es de 9 meses de la gestión I-2011 y II-2011. Para su futura implementación el trabajo de investigación está previsto con un tiempo de vida útil de 5 a 10 años. 9
6. HIPOTESIS La extracción de fibras de queratina a partir de las plumas de aves de corral permitirá la elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.
Análisis de variables Variable Independiente.- Extracción de fibras de queratina Variable dependiente.- Elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.
Definición conceptual Extracción de fibras de queratina Elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.
6.1. Operativización de variables VARIABLE
DIMENSION
Variable independiente
Obtención
de
INDICADOR
fibra
queratina soluble.
de
Porcentaje
de
queratina
por Kg de pluma
Extracción de fibras de queratina
Variable dependiente
Provincia
cercado Mejora
Cochabamba Elaboración
de
crema
de la EMI.
del
estudiantes cabelludo después de 30 días de su aplicación
para problemas capilares que mejoren el aspecto 10
cuero
del cuero cabelludo.
FUENTE: Elaboración propia.
11
7. MATRIZ DE CONSISTENCIA Problema
Objetivo
Hipótesis
OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE PRODUCTOS CAPILARES
Causa
La extracción de fibras de queratina Obtener fibras de queratina, a partir
La
herencia,
fijadores, abrasivos,
cambios
shampoos mala
climáticos,
con
de plumas de aves de corral
químicos
a partir de las plumas de aves de corral permitirá
alimentación,
enfermedades (tiroides, falta de hierro) y
mala calidad de los peines como
también el maltrato al mismo.
Impide/provoca Efecto
Para La elaboración de productos capilares
Caída de cabello y Problemas capilares
Permitirá La elaboración de una crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.
FUENTE: Elaboración propia
12
8. FUNDAMENTACION TEÓRICA. 8.1. Contenido temático Tabla Nº 2: Contenido temático Objetivos específicos Determinar qué porcentaje de
personassufre
Acciones
Tema teórico
Elaboración y aplicación de
de encuestas
problemas capilares.
Técnicas
de
recolección de datos
Investigación
de
la Ordenamiento,
información en el instituto
imágenes de datos y
nacional de estadística(INE)
obtención
de
significados Averiguar plumas
la
cantidad
de aves de
de Determinación del peso de Estimación de peso en
corral las plumas de aves de corral función a testigo
que generan las avícolas
que generan las avícolas
Analizar cuál es la técnica Estudio más
adecuada
extracción
de
para fibra
de
las
técnicas Análisis de técnicas y
la existentes para la extracción protocolos de de fibras de queratina.
queratina Establecimiento de la técnica Análisis de técnicas y más adecuada en función a protocolos los
materiales
pueden
que
se
en
el
utilizar
laboratorio de la EMI.
13-20
Objetivos específicos
Acciones
Comparar la eficiencia que
Experimentación
tiene la fibra de queratina
personas
para el cuidado capilar, en
problemas capilares
Tema teórico
en
que
10 Medidas de tendencia sufren central posición (segmentación)
relación al aceite de cusi.
Elaborar una crema en base Elaboración de crema
Métodos
a fibras de queratina
en la observación y Pruebas de la crema
análisis
empleados
del
cuero
cabelludo
FUENTE: Elaboración propia.
8.2. Desarrollo de la fundamentación teórica. 8.2.1. Técnicas de recolección de datos Este tema de estadística descriptiva nos ayudará a poder elaborar correctamente una encuesta así como también la aplicación de la misma para poder recolectar datos de manera correcta en todo el desarrollo del presente trabajo de investigación.
8.2.2. Ordenamiento, imágenes de datos y obtención de significados Este tema de estadística descriptiva nos ayudará a poder ordenar toda la información recabada, establecerla en una base de datos, analizar la información en función a nuestros requisitos, obtención de los resultados y análisis de los mismos para poder sacar una correcta conclusión.
14-20
8.2.3. Estimación de peso en función a testigo Este tema nos ayudará a poder determinar un peso estimado en función a un testigo para no perder demasiado tiempo en el cálculo del peso ya que será en función al peso que podremos saber cuánta queratina se puede extraer.
8.2.4. Análisis de técnicas y protocolos Este tema específico nos ayudará para poder realizar todo el procedimiento práctico, que vas desde la llegada de las plumas de aves(materia prima) al laboratorio hasta la extracción de la queratina.
8.2.5. Medidas de tendencia central posición (segmentación). Este tema nos ayudará a poder establecer una comparación de eficiencia entre un aceite que se sabe que sirve de materia prima en la elaboración de productos capilares y uno que recién se pretende utilizar para estos productos, todo esto mediante la experimentación y los resultados obtenidos.
9. DISEÑO DE LA INVESTIGACION Objetivos
Acciones
Tema teórico
Instrumento
específicos Determinar
qué Determinación
porcentaje personas
de porcentaje en
provincia
la personas de provincia
cercado
de
de de datos de
la
cercado
Cochabamba
Cochabamba sufre sufre
del Técnicas de recolección
que
problemas
Ordenamiento, imágenes de datos y obtención
problemas capilares.
significados
capilares.
15-20
de
Encuestas
Objetivos
Acciones
Tema teórico
Instrumento
específicos Averiguar
la Determinación
del Estimación de peso en Entrevistas a
cantidad de plumas peso de las plumas función a testigo de aves de que
avícolas
corral de aves de corral
generan
las que
avícolas
generan
las
avícolas
Analizar cuál es la Estudio técnica
más técnicas
adecuada
para
extracción de
de
las Análisis de técnicas y Laboratorio
existentes protocolos
la para la extracción
fibra de
de queratina
fibras
de
queratina
Comparar
la Experimentación en Medidas
de
tendencia Observación
eficiencia que tiene 10 personas
central
la
(segmentación)
fibra
queratina
de
para
posición de
los
resultados
el
cuidado capilar, en relación al
aceite
de cusi Elaborar una crema Elaboración en base a fibras de shampoo queratina
Pruebas shampoo
de Métodos empleados en Laboratorio la observación y análisis del de
los
capilares
FUENTE: Elaboración propia
16-20
problemas
10. TEMARIO TENTATIVO. 1.
GENERALIDADES
1.1.
Introducción
1.2.
Antecedentes
1.3.
Planteamiento del problema
1.3.1. Identificación del problema 1.3.2. Formulación del problema 1.4.
Objetivos
1.4.1. Objetivo general 1.4.2. Objetivos específicos 1.4.3. Objetivos específicos y acciones 1.5.
Justificación
1.5.1. Justificación técnica 1.5.2. Justificación social 1.5.3. Justificación económica 1.5.4. Justificación ambiental 1.6.
Alcance
1.6.1. Alcance temático 1.6.2. Alcance geográfico 1.6.3. Alcance temporal
2.
FUNDAMENTACION TEORICA
2.1.
Contenido temático
2.2.
Desarrollo de la fundamentación teórica.
2.2.1. Problemas capilares 2.2.2. Composición de la pluma de aves de corral 2.2.3. La queratina 2.2.4. Métodos de extracción de queratina de plumas de aves de corral 2.2.5. Técnica y método para la elaboración de shampoo.
3.
MARCO PRACTICO
3.1.
Estudio de las personas que tienen problemas capilares en la ciudad de
cercado ± Cochabamba. 17-20
3.2.
Identificación del método más adecuado para la extracción de fibras de
queratina. 3.3.
Extracción de fibras de queratina a partir de plumas de aves de corral.
3.4.
Elaboración de shampoo en base a fibras de queratina.
3.5.
Pruebas del producto.
4.
COSTOS
5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1.
Conclusiones
5.2.
Recomendaciones
ANEXOS BIBLIOGRAFIA
18-20
11. BIBLIOGRAFIA y
NINOSKA ANDREA SEJAS CASTELLON; ³Proyecto de factibilidad para implementar una planta procesadora de aloe vera para WELLA- BOLIVIA BELMED LTDA´, 2007 Bolivia
y
ZEGARRA JUSTINIANO; ³4 Formas de elaborar tesis y proyectos de grado´,
Bolivia.
Paginas digitales y
http://www.ccytet.gob.mx/var/noticiero/PDF/2008/44122008.pdf
y
http://es.wikipedia.org/wiki/Queratina
y
http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=queratina
y
http://es.scribd.com/doc/26085485/Proyecto-Degradacion-Plumas
y
http://espaciociencia.com/descubren-el-origen-del-cabello-humano/
y
http://www.oenobiol.es/dossieres-tematicos/capilar/para-que-sirve-laqueratina.html
y
http://la-piel.tripod.com/id4.html
20-26
