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ÍNDICE GENERAL INTRODUCCIÓN ………………………………………………………….. RESUMEN …………………………………………………………………..
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CAPITULO I Planteamiento Del Problema ………………………………………….. Objetivo General ……………………………………………………… Objetivos Específicos …………………………………………………. Justificación e Importancia …………………………………………….
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CAPITULO II Antecedentes De La Investigación ……………………………………. Fundamentos Teóricos ………………………………………………… Elaboración De Hipótesis ……………………………………………... Identificación De Las Variables ………………………………………. Definición De Términos ……………………………………………….
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CAPITULO III Procedimientos ………………………………………………………... Diseño De Investigación ……………………………………………… Resultados ……………………………………………………………. Limitaciones …………………………………………………………..
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CONCLUSIONES ………………………………………………………….. RECOMENDACIONES ……………………………………………………. BIBLIOGRAFÍA ……………………………………………………………. ANEXOS…………………………………………………………………….
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INTRODUCCIÓN La acción de los jabones en la limpieza ha sido tema de varias teorías. Según la teoría de McBain, los jabones en solución acuosa existen en forma de electrolitos coloides; es decir, que actúan a la vez como coloides y como electrolitos. La concentración de los jabones en las soluciones utilizadas para limpiar es suficientemente grande para originar la aglomeración de las moléculas del jabón en forma de micelas. Estas tienen un papel muy importante en la eliminación de la suciedad en el lavado y en mantener en suspensión las partículas de mugre. Además, las micelas hacen posible la disolución de varis sustancias en los disolventes, fenómeno muy utilizado en los procesos industriales. Es por eso, que tomamos la iniciativa de realizar un producto esencial para la limpieza e higiene, del cuidado de la piel. Este jabón de fabricación casera puede alcanzar a gran parte de la población, pues su base es 100% natural, cosa que hoy en día es tomada muy en cuenta por ser los productos de origen natural mas confiables. La demanda de jabones, es cada día mayor, y también es mayor el grupo de consumidores que buscan variedad en los productos. Es aquí donde este proyecto se aplica, un nuevo producto, que puede ser distribuido dentro de las comunidades urbanas, en bodegas, almacenes y otros.
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RESUMEN Los jabones ejercen su acción limpiadora debido a que los dos extremos de su molécula son muy diferentes. Uno de los extremos de la molécula es iónico, por tanto hidrófilo y tiende a disolverse en el agua. La otra parte es la cadena de hidrocarburo no polar, por tanto lipófila o afín a la grasa y tiende a disolverse en ella. Una vez solubilizadas en agua, la grasa y la mugre pueden eliminarse. Químicamente el jabón es una mezcla de las sales de sodio o de potasio de ácidos grasos de cadena larga, producidas por la hidrólisis (saponificación) de una grasa animal o vegetal con un álcali. Las grasas y los aceites son triglicéridos, es decir triésteres de glicerol con tres ácidos carboxílicos de cadena larga, no ramificada.
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CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La sociedad enfrenta hoy en día muchos problemas de salud, localizadas en un 90% por condiciones de insalubridad e higiene del lugar o entorno donde se encuentran. Casos suceden a diario, donde por no tener un buen cuidado de la piel, las personas se ven afectadas por infecciones crónicas, que agravan la salud de la piel, a tal punto de causar la muerte de las células de este órgano de gran proporción como lo es la piel. Hoy en día son tantos los estudios para tratar de evitar a toda costa las enfermedades por infección y que causan la destrucción de la piel. La industria de la cosmetología se basa en estudios profundos donde se ha determinado que la mejor cura posible para el cuidado de la piel, es la implantación de los recursos de origen orgánico, pues por la constante exposición de productos inorgánicos derivados de químicos, que producen y crean graves daños a la misma integridad de la salud; una persona sin saber puede implantarse células cancerinosas, siguiendo recomendaciones o estudios científicos que no son 100% confiables. Hoy día el cáncer de piel es causado por cualquier aplicación de cualquier producto inorgánico a la piel, que expuesto a la luz solar provoca reacciones químicas en la piel, causando quemaduras hasta de segundo grado y el cáncer de piel, que se vuelve hasta irreversible. La lucha por el uso inadecuado de materias inorgánicas es muy fuerte; y se ha levantado una creciente demanda por productos de origen natural. Los jabones naturales (o caseros), para muchas amas de casa son una herramienta importante para el cuidado de la piel de sus hijos y la suya, pues son las amas de casa las que afrontan con mayor responsabilidad la tarea del cuidado de sus hijos al no exponerlos a peligros de infecciones o contaminaciones en la piel. Su nivel de selección ha aumentado en la búsqueda de productos naturales que le garanticen
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salud, limpieza y seguridad, muchas cosas que hoy han sido olvidadas por la mayoría de las corporaciones que se dedican a explotar estos productos de limpieza y que no miden a conciencia los niveles de daño que estos producen a la piel. El cáncer de piel es el más frecuente de los cánceres. Aproximadamente uno de cada tres nuevos cánceres es un cáncer de piel.
¿Cuáles son las causas del cáncer de piel ? 1ra principal causa del cáncer de piel es la sobreexposición a la luz solar y a esto se le añade la sobre aplicación de productos de origen inorgánicos, que debido a la reacción química producen quemaduras y ampollas. Otros desencadenantes menos frecuentes son: exposiciones repetidas (médicas o industriales) a rayos x, cicatrices de enfermedades o quemaduras, exposición a algunos derivados del alquitrán y arsénico (algunos productos de higiene contienen este tipo de materia inorgánica) e historia familiar de cáncer de piel.
Los tres tipos más frecuentes de cáncer de piel son: Carcinoma basocelular: es el cáncer de piel más frecuente aparece como una pequeña sobeelevación o una herida que no termina de curar, localizada en cabeza, cara, cuello o dorso de manos. Ocasionalmente puede aparecer en otras partes del cuerpo (tronco) como manchas planas. El carcinoma basocelular ocurre más frecuentemente en personas de piel, pelo y ojos claros, que no se broncean facilmente. Este tumor va creciendo lentamente en meses o años, si no se trata puede sangrar, formar una costra y volver a sangrar. Aunque raramente de metastasis (diseminación a otras partes del cuerpo), si no se trata, puede extenderse más allá de la piel al hueso subyacente y causar daño local considerable. 6
Carcinoma espinocelular: puede aparecer como sobreelevaciones o como placas rojas descamativas. Es el segundo tipo de cáncer de piel más frecuente en caucásicos. Clasicamente se localiza en el reborde de la oreja, cara, labios y boca. Se observa raramente en personas de piel oscura. Puede transformarse en grandes masas y a diferencia del carcinoma basocelular puede dar metástasis. Tanto el carcinoma basocelular como el espinocelular curan en más del 90% de los casos cuando son oportunamente tratados.
Melanoma: es el más agresivo de los cánceres de la piel. El melanoma se origina en los melanocitos, las células de la piel que producen el pigmento protector denominado melanina. La melanina es la responsable del bronceado, actuando como una protección parcial contra el sol. Las células del melanoma generalmente continúan produciendo melanina, por lo que el tumor presenta distintos tonos de marrón o negro. El melanoma tiene tendencia a diseminarse por lo que es esencial su tratamiento precoz. El melanoma puede aparecer subitamente, sin aviso, pero también puede comenzar sobre un lunar. Por eso es importante que conozcamos la localización y apariencia de nuestros lunares y consultar al dermatólogo ante cualquier cambio. Otros signos de alarma son sangrado, picazón, molestias o dolor, hinchazón, aumento de la consistencia y progresión del color de un lunar a la piel adyacente. El ABCD del melanoma: controle sus lunares, los siguientes pueden ser signos de alarma. Consulte inmediatamente a su dermatólogo si alguno de sus lunares presenta: A: asimetría - Una mitad del lunar es diferente de la otra mitad. B: bordes.- Los bordes son irregulares, difusos o poco definidos. C: color.- La pigmentación no es uniforme, se observan cambios de color de una zona a otra del lunar. D: diámetro.- Mayor de 6 mm o cualquier cambio de tamaño de un lunar. 7
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Elaborar un jabón casero a base de fresas, con productos 100% naturales que se pueden conseguir en un hogar, y puede ser distribuido a bajo costo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Usar productos caseros como el aceite vegetal y fresas, para la elaboración del jabón.
Presentar su elaboración para dar a conocer que es un producto económico y fácil de elaborar.
Masificar al producción de jabón para su distribución, a costos accesibles.
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JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA El aceite que sobra en el hogar y se tira por el fregadero termina en nuestros ríos. Una vez allí forma una película que no permite la oxigenación y destruye peces y plantas acuáticas. Un litro de aceite contamina 50.000 litros de agua. Es muy fácil reciclar el aceite usado de la cocina para fabricar un excelente jabón para uso domestico. El jabón ya era utilizado desde el año 2.800 a.C De esta época data un material jabonoso encontrado en unos cilindros de arcilla durante una excavación arqueológica en la ciudad de Babilonia. En estos cilindros había unas tallas que describían el proceso de hervir las grasas con ceniza, método ancestral de fabricación de jabón. Durante la edad media el jabón era un artículo muy caro, por lo que su empleo era limitado. Recién en el siglo XIX que se difundió el uso del jabón en Europa y luego en el resto del mundo. Tanto los jabones de tocador como los detergentes parten de la misma base, la diferencia está en que los jabones se fabrican a partir de sustancias naturales, como grasas animales y vegetales, mientras que los detergentes se elaboran a partir de materias primas sintéticas. El jabón es básicamente una sal obtenida de las grasas, que resulta soluble en el agua. La saponificación es la reacción de una solución alcalina con las grasas animales y vegetales (sebo y aceites).
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CAPITULO II ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Antiguamente la fabricación de jabón casero se hacía en casa, pero hoy es una tradición que se está perdiendo y sin embargo es una actividad sencilla y muy gratificante, además de una forma útil de reciclar los aceites de frituras producidos en las casas. El uso de esencias y colorantes naturales mejora el aspecto del producto. Con los alumnos se planteó esta experiencia como una investigación teniendo los alumnos que averiguar cuáles eran las cantidades más adecuadas de colorante y aroma para que permanecieran en el jabón. Existen documentos que mencionan el uso de muchos materiales jabonosos y agentes limpiadores desde la antigüedad. Los agentes purificantes que se mencionan en el Antiguo Testamento no eran verdaderos jabones, sino un producto hecho únicamente con cenizas de corteza de árbol. En el siglo I d.C., el historiador romano Plinio el Viejo describió las diversas formas de jabones duros y blandos que contenían colorantes, conocidos como rutilandis capillis, que utilizaban las mujeres para limpiar sus cabellos y teñirlos de colores brillantes. La producción de jabón era común en Italia y en España durante el siglo VIII. Alrededor del siglo XIII, cuando la industria del jabón llegó a Francia desde Italia, la mayoría de los jabones se producían a partir de sebo de cabra, con ceniza de haya que proporcionaba el álcali. Tras distintos experimentos, los franceses desarrollaron un método para la fabricación del jabón utilizando aceite de oliva en lugar de grasas animales. Alrededor del año 1500 introdujeron sus descubrimientos en Inglaterra. Esta industria creció rápidamente en ese país y en 1622 el rey Jacobo I le concedió privilegios especiales. En 1783, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele simuló de forma accidental la reacción que se produce hoy en el proceso de hervido de la fabricación del jabón (descrito más adelante), cuando el aceite de oliva, hervido con óxido de plomo, produce una
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sustancia de sabor dulce que él denominó Ölsüss, pero que hoy se conoce como glicerina. El descubrimiento de Scheele permitió al químico francés Michel Eugéne Chevreul investigar la naturaleza química de las grasas y los aceites que se usan en el jabón. Chevreul descubrió en 1823 que las grasas simples no se combinan con el álcali para formar el jabón, sino que se descomponen antes para formar ácidos grasos y glicerina. Mientras tanto, en 1791, el químico francés Nicolas Leblanc inventó un proceso para la obtención de carbonato de sodio o sosa, utilizando sal ordinaria, que revolucionó la fabricación del jabón. En algunas zonas del continente americano, el jabón se hacía principalmente en el ámbito doméstico utilizando grasas animales derretidas. Sin embargo, hacia 1700, los habitantes de algunas zonas obtenían la mayor parte de sus ingresos de la exportación de cenizas y grasas empleadas en la fabricación del jabón.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Ingredientes:
Las grasas y aceites utilizados son compuestos de glicerina y un ácido graso, como el ácido palmítico o el esteárico. Cuando estos compuestos se tratan con una solución acuosa de un álcali, como el hidróxido de sodio, en un proceso denominado saponificación, se descomponen formando la glicerina y la sal de sodio de los ácidos grasos. La palmitina, por ejemplo, que es el éster de la glicerina y el ácido palmítico, produce tras la saponificación palmitato de sodio (jabón) y glicerina. Los ácidos grasos que se requieren para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasa y pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, por ejemplo, del aceite de coco, de oliva, de palma, de soja (soya) o de maíz. Los jabones duros se fabrican con aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje de ácidos saturados, que se saponifican con el hidróxido de sodio. Los jabones blandos son jabones semifluidos que se producen con aceite de lino, aceite de semilla de algodón y aceite de pescado, los cuales se saponifican con hidróxido de potasio. El sebo que se emplea en la fabricación del jabón es de calidades distintas, desde la más baja del sebo obtenido de los desperdicios (utilizada en jabones baratos) hasta sebos comestibles que se usan para jabones finos de tocador. Si se utiliza sólo sebo, se consigue un jabón que es demasiado duro y demasiado insoluble como para proporcionar la espuma suficiente, y es necesario, por tanto, mezclarlo con aceite de coco. Si se emplea únicamente aceite de coco, se obtiene un jabón demasiado insoluble para usarlo con agua fresca; sin embargo, hace espuma con el agua salada, por lo que se usa como jabón marino. Los jabones transparentes contienen normalmente aceite de ricino, aceite de coco de alto grado y sebo. El jabón fino de tocador que se fabrica con aceite de oliva de alto grado de acidez se conoce como jabón de Castilla. El jabón para afeitar o rasurar es un jabón ligero de potasio y sodio, que contiene ácido esteárico y proporciona una espuma duradera. La crema de afeitar
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es una pasta que se produce mediante la combinación de jabón de afeitar y aceite de coco. Funciones:
La mayoría de los jabones eliminan la grasa y otras suciedades debido a que algunos de sus componentes son agentes activos en superficie o agentes tensoactivos. Estos agentes tienen una estructura molecular que actúa como un enlace entre el agua y las partículas de suciedad, soltando las partículas de las fibras subyacentes o de cualquier otra superficie que se limpie. La molécula produce este efecto porque uno de sus extremos es hidrófilo (atrae el agua) y el otro es hidrófugo (atraído por las sustancias no solubles en agua). El extremo hidrófilo es similar en su estructura a las sales solubles en agua. La parte hidrófuga de la molécula está formada por lo general por una cadena de hidrocarburos, que es similar en su estructura al aceite y a muchas grasas. El resultado global de esta peculiar estructura permite al jabón reducir la tensión superficial del agua (incrementando la humectación) y adherir y hacer solubles en agua sustancias que normalmente no lo son. El jabón en polvo es una mezcla hidratada de jabón y carbonato de sodio. El jabón líquido es una solución de jabón blando de potasio disuelto en agua. A finales de la década de 1960, debido al aumento de la preocupación por la contaminación del agua, se puso en entredicho la inclusión de compuestos químicos dañinos, como los fosfatos, en los detergentes. En su lugar se usan mayoritariamente agentes biodegradables, que se eliminan con facilidad y pueden ser asimilados por algunas bacterias. Impacto ambiental:
Los jabones son sustancias que alteran la tensión superficial (disminuyen la atracción de las moléculas de agua entre sí en la superficie) de los líquidos, especialmente el agua. Este tipo de sustancias se denominan tensoactivas. Los jabones se utilizan como agentes limpiadores debido a la estructura singular de estos 13
iones orgánicos especiales. Cuando un objeto está sucio, casi siempre se debe a la adhesión de capas de grasa o aceite que a su vez contienen polvo y partículas extrañas. Si el objeto es lavado con agua no se elimina gran parte de la suciedad, sin embargo, cuando se agrega jabón al agua, puede disolverse para dar iones carboxilato, estos iones tienen un extremo iónico que es muy soluble en agua y un extremo de la cadena larga de hidrocarburos tiene una fuerte atracción para las moléculas de aceite y grasa, los extremos que atraen al aceite penetran en las capas de aceite y grasa y las disuelven y a su vez, los extremos iónicos se siguen disolviendo en agua, éstos tienden a hacer que se desprendan las partículas de grasa y aceite a la solución, de manera que se puedan remover. Esta clase de acción limpiadora se denomina acción detergente. Los jabones presentan la desventaja de que si se usan en agua dura, tienden a formar sales con los cationes de los metales formando "natas" que neutralizan su acción. Una alternativa a este problema, surgió cuando se empezaron a sintetizar otros compuestos orgánicos a partir de compuestos químicos del petróleo, que tienen acción detergente por lo que se les denomina en forma genérica como detergentes. La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno substituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (las), hay otros que son los alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (abs) que se degradan mas lentamente que los las. El extremo sulfato es soluble en agua y el extremo del hidrocarburo es soluble en aceite, cumpliendo con ésto las características de los jabones antes mencionadas. La ventaja de los detergentes es que no forman natas con el agua dura. Por su amplia utilidad los detergentes se usan tanto en la industria como en los hogares, sin embargo, puesto que se emplean en grandes cantidades constituyen una fuente de contaminación del agua. En cuanto a la biodegradabilidad, tanto los detergentes como los jabones son biodegradables, pero la biodegradabilidad se ve limitada si estos compuestos se encuentran en exceso en un cuerpo de agua. En el mercado se encuentran cuatro tipos de detergentes sintéticos: detergentes aniónicos, que contienen comúnmente como grupos solubles, sulfatos y 14
sulfonatos de sodio; detergentes catiónicos, que son principalmente compuestos cuaternarios de amonio, detergentes no iónicos como los productos de condensación del óxido de etileno con materiales fenólicos o ácidos grasos y detergentes biológicos los cuales contienen enzimas para eliminar algunos tipos específicos de manchas de la ropa. Los detergentes aniónicos y especialmente los sulfonatos, son los que se utilizan más, cuestan poco y son estables en aguas duras. Los detergentes catiónicos poseen las mejores propiedades bactericidas y bacteriostáticas, pero son bastante caros y sólo se usan en instituciones de salud para limpieza de utensilios. Los detergentes no iónicos tienen una aplicación industrial algo mayor que la doméstica. Por ultimo los detergentes biológicos, a los cuales se les llama así cuando además de contener uno de los surfactantes (las ó abs) contienen enzimas con lo cual proporcionan mayores ventajas en el lavado de la ropa; se encuentran muy distribuidos en el mercado a precios accesibles. Uno de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua. Entre los principales aditivos están pequeñas cantidades de perfumes, blanqueadores, abrillantadores ópticos, estos últimos son tinturas que le dan a la ropa un aspecto de limpieza; y los agentes espumantes; es importante recalcar que la producción de espuma de un detergente esta determinada por el tipo de surfactante que éste contenga, así de este modo, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los surfactantes catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque la producción de espuma no tiene nada que ver con la eficacia del detergente. Además de los antes mencionados, el principal aditivo de los detergentes es un compuesto llamado tripolifosfato de sodio, al que se le denomina en forma genérica como fosfato. Actualmente se encuentran en 15
el mercado los llamados detergentes antibacteriales, los cuales contienen agentes bactericidas, esto en parte es bueno pero si se usa este detergente en exceso, entonces el agente bactericida llega a los cuerpos de agua y mata una buena proporción de los microorganismos presentes en éste, disminuyendo la capacidad de los microorganismos para degradar al detergente. Hasta 1970 un detergente típico de lavandería de gran potencia contenía 50% de tripolifosfato de sodio (fosfato) y sólo un 18% de las (Dickson, 1980), que como se mencionó anteriormente es el las el que tiene la acción detergente, desde entonces algunos fabricantes han reducido el porcentaje de fosfatos. El aditivo de fosfato (tripolifosfato de sodio) se le conoce como formador, estos formadores tienen tres funciones básicas: primero, actuando como bases, hacen que el agua de lavado sea básica esto es, un pH alto necesario para la acción del detergente; en segundo lugar, los fosfatos reaccionan con los iones del agua dura, como los iones calcio y magnesio, en tal forma que éstos no llegan a interactuar con el detergente, no limitando así su acción limpiadora, y en tercer lugar, ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión para que se puedan eliminar durante el lavado. El inconveniente empieza cuando ya se ha desechado el detergente fosfatado, los fosfatos son arrastrados por el drenaje y la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas negras no están diseñadas para eliminar fosfatos y por lo tanto, éstos pasan al medio ambiente acuático a través del efluente de las agua negras. Se calcula que alrededor del 50% de los fosfatos de las aguas negras provienen de los detergentes, el porcentaje restante se deriva de compuestos fosforosos de desechos humanos y animales y fertilizantes de fosfato. El problema de los fosfatos, es que actúa como elemento nutritivo para algas y plantas acuáticas, lo que a su vez provoca la degradación de las aguas naturales. Entre otros aditivos importantes se encuentran los enzimas, los cuales por lo general son sustancias de naturaleza proteínica, que se encargan de catalizar las reacciones en los seres vivos. La tecnología de enzimas en los detergentes se desarrolló a partir de la década de los años 60, como una herramienta más de éstos 16
para atacar ciertos sustratos (generalmente protéicos) específicos. Las más comunes son las llamadas proteasas, las cuales degradan restos de proteínas; y las lipasas que pueden atacar restos de sustratos lípidos que son los que comúnmente se adhieren a la ropa y a ellas se les adhieren el resto de la suciedad como polvo, restos de otros compuestos orgánicos etcétera. Los detergentes que contienen enzimas se les llama detergentes biológicos. Principales problemas ocasionados por desecho desmedido de los detergentes.
Dentro de los principales problemas podemos mencionar los siguientes:
Espuma:
En las plantas de tratamiento de agua provoca problemas de operación, afecta la sedimentación primaria ya que engloba partículas haciendo que la sedimentación sea más lenta, dificulta la dilución de oxígeno atmosférico en agua y recubre las superficies de trabajo con sedimentos que contienen altas concentraciones de surfactantes, grasas, proteínas y lodos.
Toxicidad en la agricultura:
Al utilizar aguas negras que contengan detergentes para irrigación, se pueden contaminar los suelos y por consiguiente, los cultivos. Así por ejemplo se ha observado que el abs inhibe en un 70% el crecimiento de las plantas como el girasol en concentración de tan sólo 10 ppm. y en un 100% a 40 ppm.
Toxicidad en la vida acuática:
No es posible dar un valor límite de toxicidad debido a que la sensibilidad de cada organismo varía con relación a la especie, tamaño, tipo de detergente y otros factores físicos del medio ambiente.
Eutrificación:
La palabra proviene del griego "bien alimentado"; constituye un proceso natural de envejecimiento, en el que el lago sobrealimentado acumula grandes cantidades de material vegetal en descomposición en su fondo. Esto tiende a llenar el lago y hacerlo menos profundo, más tibio y con gran acumulación de nutrientes. Las plantas se 17
apoderan del lecho del lago conforme se va llenando y se convierte poco a poco en un pantano para transformarse por último en un prado o un bosque. Es un proceso natural de envejecimiento de un lago que se puede desarrollar en un periodo de cientos de años. Al ingresar grandes cantidades de detergentes, de los que aproximadamente como vimos anteriormente el 50% en peso son fosfatos, los cuales son excelentes nutrientes para las plantas, y éstos sumados con los nutrientes ya existentes en un cuerpo de agua, se acelera el proceso de eutrificación antes mencionado, a tan sólo cuestión de unas décadas. Si hay un excesivo crecimiento de las plantas acuáticas, éstas tienden a cubrir la superficie del cuerpo de agua, impidiendo el libre intercambio de oxígeno y bióxido de carbono; al morir estas plantas, se descomponen en el lago consumiendo el oxígeno presente en éste, al cabo de un tiempo ya no hay oxígeno disponible y la descomposición tiene que hacerse de forma anaerobia, esto es, en ausencia de oxígeno, dando por consecuencia productos secundarios como metano, amoniaco, sulfuro de hidrógeno y otros compuestos que le confieren al cuerpo de agua un olor desagradable. Otro factor que se debe tomar en cuenta, es que los peces presentes en el cuerpo de agua también necesitan oxígeno disuelto en el agua para poder respirar y si éste se consumió con la degradación de las plantas muertas, entonces también los peces morirán. Todos estos procesos implican como consecuencia una degeneración de la calidad de las condiciones, tanto del agua como de la vida animal y vegetal del cuerpo de agua.
Desperdicio de fósforo:
Otra desventaja de usar grandes cantidades de fosfatos en los detergentes, es que el fósforo es uno de los elementos vitales necesarios para el crecimiento de cultivos alimenticios y que se utilizan profusamente en fertilizantes que contienen fósforo en forma de fosfato. Sin embargo, las fuentes de fosfatos son limitadas y a futuro se podrían reducir al grado en que se pudiera afectar la producción de alimentos. En vista de esto, el uso de fosfatos en los detergentes, en forma desmedida, constituye un desperdicio de uno de los recursos más importantes en la naturaleza y una fuente de contaminación importante. 18
Efectos de enzimas activas:
Como se mencionó anteriormente, algunos detergentes contienen enzimas, las cuales atacan sustratos orgánicos específicos. El problema se presenta al usar exceso de estos detergentes, con lo cual se desechan enzimas activas al drenaje, las cuales al llegar a los cuerpos de agua provocarán daños en los seres vivos presentes en éstos, por acción directa sobre ellos o sobre los nutrientes que componen su dieta alimenticia.
Otros efectos:
Entre otros efectos secundarios producidos por los detergentes es que afectan procesos de tratamiento de las aguas residuales, por ejemplo: cambios en la demanda bioquímica de oxígeno y en los sólidos suspendidos, efectos corrosivos en algunas partes mecánicas de las plantas, interferencias en el proceso de cloración y en la determinación de oxígeno disuelto y algunos aditivos en los detergentes pueden intervenir en la formación de flóculos (agrupaciones de partículas suspendidas). Fabricación: Saponificación:
Preparación de un jabón:
En general un jabón es una sal sódica o potásica de ácidos grasos. Se obtiene por hidrólisis alcalina de ceras, grasas, cebos y aceites, una cera es un éster natural de peso molecular alto formado por alcoholes monohidroxilados de cadena lineal larga y ácidos grasos superiores de cadena recta. A temperatura ambiente son sólidos. La saponificación consiste en la hidrólisis alcalina de un éster. El alcohol monohidroxilado produce en la saponificación de la cera, y el glicerol en el caso de una grasa, se recuperan de las aguas madres por destilación en vacío. En la preparación de jabones solubles si se emplea KOH se obtienen los llamados “jabones blandos” y con NAOH “jabones duros”. Algunas veces emplean hidróxido
de amonio.
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Cuando se saponifica con hidróxidos de hierro, calcio, magnesio, plomo, cobre y otros metales, se obtienen jabones insolubles que no tienen acción detergente. La acción detergente o limpiadora de los jabones se debe a que disminuyen la tensión superficial del agua (desde 71,8 dinas/cm2 a 25 ºC, para el agua pura, hasta 25 a 30 dinas/cm2). Esto se atribuye a que la parte hidrófila (-COONa) del jabón se disuelve en agua, y la otra parte hidrófoba (R) de la molécula, va formando emulsión alrededor de las partículas de suciedad, las cuales pueden ser arrastradas por el agua, algunos agentes tensoactivos se emplean comúnmente tales como los detergentes y sales de amonio cuaternarias. En estos últimos la carga del ión responsable de la misma acción en un jabón ordinario. Esto es, los jabones comunes son limpiadores aniónicos y las sales de amonio cuaternario son limpiadoras catiónicos y conocidos como jabones invertidos, general mente son germicidas. A veces se emplea trietanolamina para formar jabones pero en este caso estos jabones son solubles en agua y en solventes orgánicos.
Reactivos: o
40 ml. de grasa vacuna fundida
o
70 ml de solución de Na (OH) al 40%
o
70 ml de solución saturada de ClNa
Parte experimental: Coloque en un recipiente 100 gr de grasa vacuna y caliente hasta que funda.
Adicione 35 ml de una solución de Na (OH) al 40%. Caliente con una llama pequeña agitando continuamente durante tres minutos para acelerara la saponificación, añada los 35 ml restantes de la solución de Na (OH) al 40% y continúe calentando por un espacio de 20 minutos. Agregue 70 ml de solución saturada de ClNa mientras se lo calienta por un espacio de 3 a 5 minutos. Por último lo pasamos a un vidrio reloj con un papel filtro y lo presionamos con otro papel colocado encima para poder secarlo.
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Reacción de saponificación:
O H2C O C R CH2OH R COO Na HC O C R´ + 3 NaOH aq. CHOH + R´ COO Na CH2OH R´´ COO Na O Glicerol Sales sódicas de ácido graso
H2C O C R´´ (jabón)
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ELABORACIÓN DE HIPÓTESIS Partiendo de la teoría del uso de aceites: Aceite comestible usado de cualquier clase: soja, girasol, semillas, oliva, etc. Hay que pasarlo por un colador muy fino para quitarle las impurezas.
O de forma rápida
jabón neutro, 1 pastilla de 200 gramos.
Fresas naturales, 500 gramos
agua Nos daría como resultado un producto natural con esencia de fresas. Jabón a base de fresas. La idea de realizar algunos productos fuera de las fábricas suena descabellada
y a veces es hasta prohibida por ser altamente riesgosos los procedimientos, pero en realidad esto nos muestra la idea de que podemos lograr mucho desde la comodidad de nuestros hogares. El jabón casero es amplio en variedad al igual que uno elaborado en fábrica de cosméticos. La preferencia es de notarse a la hora de comprar, pues, las personas o consumidores buscan la calidad de un producto que les garantice su rendimiento ante el bolsillo (costo), y la calidad de este. Las compañías invierten cada año una fuerte demanda de dinero para seguir investigando acerca de los avances tecnológicos en la gama de los cosméticos, los jabones por supuesto, gozan de gran popularidad por ser entre los cosméticos principales para el uso del baño, lavar la ropa, etc. El elaborar jabón es un proceso básico de química, tanto que un estudiante puede incursionar en descubrir sus capacidades sobre los conocimiento básicos de la química en elaborar jabón casero, partiendo de los materiales que pueda encontrar en
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su casa, y de allí puede hasta partir de la idea de producción masiva ¿Por qué no?, si así empezaron grandes empresarios desde sus hogares, tal es el caso del creador del más grande consorcio de computadoras Microsoft Bill Gates. Pero volviendo al tema, esto puede ayudar a motivar a los estudiantes como nosotros a experimentar y ver posibilidades de trabajo, por así decirlo, teniendo en cuenta el cliente y el proceso riguroso de selección, si hay algo que se debe tener en claro, es que el público al cual va el producto es demandante. Recordemos Calidad, Garantía y seguridad es lo que respecta al cliente del producto.
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IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES * Forma El jabón puede ser multiforme dependiendo del envase o molde.
* Textura Debe ser suave e incolora y se deben los trozos de fresas.
* Color (3gotas) Por lo general se utilizan colores claros
* Aroma (50ml) En este caso se utiliza la esencia con aroma a fresas. La fresas utilizadas no dan la textura del o el olor de las fresas es necesario reforzar la fragancia.
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DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Jabón: Es un agente limpiador o detergente que se fabrica utilizando grasas vegetales, animales y aceites. Químicamente es la sal de sodio o potasio de un acido graso que se forma por la reacción de grasas y aceites. Propiedades: Los jabones ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas, tienen parte liposoluble y otra hidrosoluble. Reciclaje: Es el proceso que consiste en someter a un proceso físico, químico o mecánico a una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto. Esencia: Extracto contenido de cierta sustancia Soda Caustica: Hidróxido de sodio que al mezclarse con el agua y la sal se forma la lejía caustica. Sal: Cloruro de sodio compuesto químico con la formula NaCl, es un componente comestible. Agua: Compuesto químico formado por dos átomos de hidrogeno y uno de oxigeno proveniente de el latín aqua. Colorante: Es un reactivo que proporciona el color al jabón.
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Saponificación: Reacción que combina el sodio de la lejía con los acidos grasos del aceite para dar forma al jabón (Sal orgánica soluble). Es una reacción química entre un ácido graso y una base, en la que se obtiene la sal del ácido y de la base. Reacción Exotérmica: Reacción química que desprende calor.
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CAPITULO III PROCEDIMIENTOS
Aceite comestible usado de cualquier clase: soja, girasol, semillas, oliva, etc. Hay que pasarlo por un colador muy fino para quitarle las impurezas.
Un tobo plástico de pintura de 25 litros.
Palo de madera para revolver.
Moldes de plástico o tergopol.
Agua.
Soda caustica. (Hidróxido Sódico).
Sal común.
500 Gr. fresas.
Aroma (50ml).
¿COMO HACER EL JABÓN CASERO?
Guardar el aceite usado hasta juntar dos litros y medio.
Llenar una olla grande de acero con dos litros y medio de agua. Para fabricar panes de jabón de colores se puede añadir al agua colorante de tortas.
En un ambiente ventilado y con la ayuda de un palo, diluir en el agua medio kilo de soda caustica y un puñado de sal. Se producirá una reacción química “exotérmica” (calor) que requiere algunas horas hasta que se enfrié. La soda
caustica es un material que daña la piel si se pone en contacto directo con ella. Por eso es recomendable utilizar guantes y lentes protectores.
Se vierte lentamente el aceite sobre la mezcla liquida llamada también “lejía caustica”, revolviendo en forma permanente (siempre para el mismo lado, porque de lo contrario se puede “cortar” el jabón). Se calienta la mezcla hasta
alcanzar la temperatura de ebullición y se mantiene durante dos horas este tratamiento a los efectos de producir la “saponificación” de las grasas. Esta
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reacción es la que combina el sodio de la lejía con los ácidos grasos provenientes de los aceites para dar forma a una “sal orgánica saluble” que la
conocemos como jabón. Si se quiere hacer el jabón con esencias se añade hierbas aromáticas u otros tipos de aromas naturales después de que la mezcla bajo la temperatura a 40° C.
Cuando la mezcla se espesa, se echa en los moldes y se deja endurecer durante varios días. Si se tiene ansiedad por ver como salen los jabones se puede acelerar el proceso colocando algunos panes en el congelador (nevera).
Se sacan los jabones de los moldes. También se puede echar la mezcla en una bandeja grande. Se la deja reposar y antes de que se quede totalmente dura se corta en pastillas con un cortante común (cuchillo). Para que resulte mas cómodo despegar los moldes se los puede enharinar o cubrir con aceite.
PRECAUCIONES La manipulación de soluciones concentradas de soda caustica encierra probablemente el mayor peligro en la industria jabonera. La sosa, generalmente se almacena y se emplea en solución de 50° Bé (50% p/p de NaOH, 1,54 de densidad). Esta lejía es muy corrosiva de los tejidos del cuerpo humano y causa grave daño a los ojos. Las partes del en que por accidente caiga la lejía, debe lavarse rápidamente con agua abundante. Se deben utilizar anteojos de seguridad. Donde se maneja jabón en polvo y en escamas, la inhalación del polvo irrita las mucosas de la nariz y la garganta. Esta irritación es molesta, pero no considera especialmente dañina. El polvo de jabón afecta principalmente a los nuevos operarios, que invariablemente estornudan (At chú), al estar en un principio expuestos a el. Las molestias surgen de la irritación y sequedad de las mucosas, a veces con descargas excesivas de exudado mucoso. Los trabajadores que actúan en las zonas de polvo usan mascaras para evitar irritación. Se puede quitar a los preparados de jabon el
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polvo muy fino haciéndolos caer por una torre contra una corriente de aire ascendentemente, el cual se lleva el polvo flotante.
DISEÑO DE INVESTIGACIÓN Según Fidias Arias (2006). El diseño de esta investigación es totalmente experimental, ya que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas condiciones (Variables independientes), para observar los efectos o reacciones que se producen (Variable dependiente). Este tipo de investigación es netamente explicativa, para demostrar que los cambios en la variable dependiente fueron causados por la variable independiente. Es decir, se pretende establecer con precisión una relación causa-efecto. Este diseño es un medio que sirve para manipular de manera deliberada una o más variables que actúan como causa (variable independiente), para determinar sus efectos sobre una o más variables dependientes.
Tipo de Investigación Según Fidias Arias (2006). Esta investigación, es del tipo experimental, ya que no solo se identifican las características que se estudian, sino que se controlan alteran o manipulan (forma, color, textura, aroma), con el fin de observar los resultados al tiempo que procura evitar que otros factores (variables intervinientes), intervengan en la observación.
RESULTADOS Al estudiar el jabón formado se obtuvieron los siguientes resultados: a) prueba de la espumosidad:
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-Al aplicar los 5 ml de agua destilada, la solución se agitó formándose una gran cantidad de espuma, la cual demoró bastante en desaparecer. b) Dureza del jabón: -se agregaron 4 ml de cloruro de calcio y agitar la solución se cortó volviendo a un estado liquido.
Reacción general
Mecanismo de la reacción Etapa 1: Adición nucleó fila del ion hidróxido O OHO- RC-OR RC-OR OH
Etapa 2: Transferencia protónica a la forma aniónica del intermediario tetraédrico O- OH RC-OR + H -OH RC-OR + -OH OH OH
Etapa 3: Disociación del intermediario tetraédrico H-O O HO- + RC-OR H-O-H + RC-OH + -OR OH
Etapa 4: Las etapas de transferencia protónica dan un alcohol y un anion carboxilato RO- + H-OH RO-H + -OH OO
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RCO-H + -OH RCO- + H-O-H
LIMITACIONES Durante la investigación y la aplicación del trabajo de investigación, no tuvimos ningún tipo de limitaciones en cuanto a la preparación, pero si con la falta del producto de químico de la soda caustica. Entonces, comenzamos a buscar en otras fuentes, como almacenes y donde se expenden productos de materia química orgánicas.
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CONCLUSIONES La contaminación, es el principal problema por el cual está pasando el mundo en estos momentos y una de las mejores formas de evitarla, es el reciclaje, que es una de las mejores maneras de no contaminar el planeta, ya que la mayoría de las cosas recicladas pueden ser reutilizadas en beneficio propio, esto se está demostrando con la elaboración de este jabón multiuso, debido a que se está reciclando el aceite de maíz para su fabricación. Con este trabajo, se pretende hacer que las personas observen los beneficios del reciclajes, y comiencen a utilizarlo en sus vidas cotidianas. Con la fabricación de este producto, se observo que los ácidos grasos, aparte de ser utilizados como agente limpiador también pueden ser utilizados como cosméticos, en la fabricación de biodiesel, etc. El aceite de maíz al ser uno de los más ricos en ácidos grasos, y en omega-6, mejora nuestra salud, y puede ser muy bien aprovechad, al igual que todos los demás tipos de aceites en la fabricación de artículos de uso diario como lo son los jabones, cosméticos y biodiesel (combustible natural).
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RECOMENDACIONES
Es necesario recordar que se deben seguir todas las instrucciones y pasos de seguridad.
Cuidar de nuestras manos y ojos, pues algunas sustancias químicas son gravosas al contacto de la piel.
Ver posibilidades de reproducción masiva, es un producto muy bien recibido como jabón artesanal.
La selección de colores y aromas va dependiendo del gusto del consumidor, nosotros en este caso nos pareció utilizar las fresas como base y aroma.
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BIBLIOGRAFÍA Referencias Bibliográficas * * * * * *
http://www.soapyworld.com/el_jabon_artesano_de_la_abuela.htm http://www.aceitesdejaen.com/como_hacer_jabon_a_partir_de_aceite.asp http://es.wikipedia.org http://es.wikipedia.org/wiki/Zea_mays http://es.wikipedia.org/wiki/Reciclaje http://www.botanical-online.com/maizaceite.htm
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