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MEMORIAS

HERMOSILLO, SONORA. NOVIEMBRE 2004

MEMORIAS DE LA XXII MUESTRA ESTUDIANTILDEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUMICO BIOLGICAS 2

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DIRECTORIO

Dr. Pedro Ortega RomeroRector

Dr. Enrique Fernando Velsquez ContrerasSecretario General Acadmico

M.C. Arturo Ojeda de la CruzSecretario General Administrativo

Dr. Daniel Gutirrez RohnVicerrector, Unidad Regional Centro

Dr. Samuel Galaviz MorenoDirector de la Divisin de Ciencias Biolgicas y de la Salud

M.C. Mara Isabel Tapia LpezJefe del Departamento

de Ciencias Qumico Biolgicas

M.C. Reina Isabel Snchez MarezCoordinador de Programa del Departamento


C.P. Araceli Ruiz MurrietaSecretario Administrativo del Departamento



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AGRADECIMIENTO

El Departamento de Ciencias Qumico Biolgicas desea agradecer a las siguientes instancias,por su colaboracin para que la XXII Muestra Estudiantil pudiera llevarse a cabo:

Rectora de la Universidad de SonoraVicerrectora Unidad Centro

Divisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludDireccin de Desarrollo Acadmico

Direccin de Conservacin y Mantenimiento

Justo es reconocer la valiosa participacin de los maestros del Departamentoen la asesora y la planeacin de la Muestra.


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INTRODUCCIN

El evento denominado Muestra Estudiantil es una tradicin en el Departamento de Ciencias QumicoBiolgicas, con el cual se busca complementar la formacin del estudiante al promover entre ellos lamanifestacin de sus inquietudes cientficas y tecnolgicas, fomentndoles adems la difusin y/odivulgacin de su trabajo acadmico, producto de iniciativas en las que ponen en prctica su ingenio ycreatividad para aplicar sus conocimientos tericos y tcnicos, asesorados por sus maestros, directores detrabajo.Esta Muestra naci el ao de 1986 con la inquietud de los maestros del rea Tecnologa de Alimentos deexponer los proyectos que sus alumnos realizaban cada fin de cursos, por lo que se realizaban dos exposicionespor ao.En el ao de 1992 se present un trabajo del rea bsica (Quimioluminiscencia) y otro del Laboratorio deAnlisis Clnicos e Investigacin de la Universidad de Sonora (Lacius). Y ya para 1993 se hizo extensiva lainvitacin a las tres reas del Departamento (Alimentos, Clnicos y rea Bsica) que hoy conforman lasacademias que integran el Departamento.La realizacin de la XXII Muestra Estudiantil, celebrada los das 29 y 30 de noviembre de 2004 en el Centrode las Artes de la Universidad de Sonora, nuevamente pone de manifiesto el esfuerzo de sus estudiantes ymaestros por hacer de nuestro Departamento, y nuestra institucin en general, un motivo de orgullo,consolidando su presencia y prestigio en la comunidad que nos rodea.La presente Memoria recoge los trabajos presentados durante la XXII Muestra, y es prueba irrefutable de lacalidad del trabajo que se realiza en nuestra mxima casa de estudios de Sonora.Gracias a quienes hacen posible este evento y el progreso de las Ciencias Qumico Biolgicas.

Jefatura del Departamento

Hermosillo, Sonora. Febrero de 2005


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CONTENIDO

AREA BSICA

Mdulo de informacin del Departamento de Ciencias Qumico-Biolgicas.................................Elaboracin de un gel combustible...............................................................................................Proceso de elaboracin y utilizacin de geles ..............................................................................El reciclado del plstico ..............................................................................................................Quimca verde: alternativas para un mundo ms limpio ...............................................................Filtracin de aguas residuales de uso domstico ..........................................................................Aprende jugando con grupos funcionales.....................................................................................Principios de nutricin vegetal aplicados a mejorar el sabor del apio ...........................................Biogas..........................................................................................................................................Aplicacin de compositos magnticos para la adsorcin de contaminantes en agua ......................Cmaras hiperbricas ..................................................................................................................Colorantes y tinciones ................................................................................................................Colorido o incoloro.....................................................................................................................Construccin de un calormetro de laberinto de bajo costo ..........................................................Cremas antioxidante y antiestras.................................................................................................Diseo y operacin de equipo para trabajo de laboratorio en microescala ....................................Disminucin del colesterol srico con esteres de los estanoles vegetales ......................................Determinacin de la distancia carbono-carbono en molculas orgnicas utilizando una regla .......Dopaje gnico ............................................................................................................................Enfermedad de Alzheimer ...........................................................................................................Estilos de aprendizaje de alumnos de la materia de Qumica en la licenciatura en Geologa .........Estimacin de la longitud de enlace carbn-carbn en molculas orgnicas .................................Gel de linaza ..............................................................................................................................Hongos comestibles: valor nutricional y propiedades medicinales ...............................................Inductor o catalizador .................................................................................................................La peste del aluminio ..................................................................................................................Purificacin del agua por el mtodo de cristalizacin ..................................................................Elaboracin de jabn de tocador slido y lquido ........................................................................Tcnicas de deposicin por bombardeo inico (Sputtering) .........................................................Tecnologas caseras ....................................................................................................................Elaboracin de tintes sintticos y vegetales .................................................................................Uso de colorantes orgnicos en proceso de impresin fotogrfica ...............................................Ay, amor! El Papi! (y este no es chulo) ...................................................................................Calentamiento global, desequilibrio energtico de la Tierra .........................................................Estimacin del consumo de agua en los laboratorios del Departamento de Ciencias Qumico-Biolgicas y alternativas de ahorro .............................................................................................

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Procesos de destilacin en una planta vitivincola .......................................................................Divisin celular en clulas somticas de animales y plantas ........................................................Fermentacin de azcar a microescala ........................................................................................Hbitos de las hormigas ..............................................................................................................Elaboracin de jarabe de chcata bajo en caloras .......................................................................Teora endosimbitica de la evolucin celular .............................................................................Preferencias alimenticias de las tarntulas en Hermosillo ............................................................Elaboracin y presentacin de material a microescala y habilitacin de proteccin de equipo deQuick Fit ....................................................................................................................................El proceso de smosis .................................................................................................................Qumica de lociones-crema .........................................................................................................

AREA DE ALIMENTOS

cidos grasos trans: asesinos silenciosos .....................................................................................Combinacin de granos ricos en protena para la elaboracin de barras de granola ......................Establecimiento de parmetros para la elaboracin de una bebida alcohlica de avena (Avenasativa) ........................................................................................................................................Mitos y realidades del aspartame ................................................................................................Mitos y realidades de las bebidas energizantes ............................................................................El marinado: una alternativa de industrializacin del calamar gigante (Dosidicus gigas) ..............Caracterizacin Bioqumica de una isoforma de Quimotripsina aislada de vsceras de sardinamonterey (Sardinops sagax caerulea) .........................................................................................Efecto de la harina de espinaca (Spinacia oleracea) en productos de panificacin .......................Alternativa de industrializacin del membrillo (Cydonia oblonga) como producto deshidratado...Elaboracin de una pasta enriquecida con protena de manto de calamar (Dosidicus gigas) yhierro .........................................................................................................................................Elaboracin de pastas de trigo (Triticum durum) fortificadas con linaza (Linum usitatissimum L.)y aislado de soya (Glycine max) ..................................................................................................Protenas del gluten y su relacin con caractersticas de calidad de pastas ...................................Rescatando el pan tradicional del Estado de Sonora ....................................................................Resveratrol y sus efectos benficos para la salud .........................................................................Establecimiento de las condiciones de elaboracin de vino de cilantro (Coriandrum sativum)......Elaboracin de una barra de fruta utilizando bagazo de malta agotada como ingrediente .............Accidentes de laboratorio (obra de teatro) ...................................................................................

AREA CLNICOS

Propagacin in vitro de plantas medicinales mexicanas de inters comercial ................................Alimentacin sana y prevencin de infecciones ..........................................................................Nuevas complicaciones relacionadas con el abuso del alcohol ....................................................Portadores nasales de Staphylococcus aureus y su impacto en la salud .......................................Importancia de las clulas dendrticas en la respuesta inmune .....................................................

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Identificacin de la especie Entamoeba (histolytica/dispar) a partir de ADN obtenido demuestras de heces de pacientes con las diferentes formas clnicas de amibiasis en el Estado deSonora ........................................................................................................................................Evaluacin inmunolgica de pacientes con tuberculosos pulmonar crnica .................................Materiales biomoleculares de ADN .............................................................................................El perfil electrofortico de protenas urinarias, un indicador del dao renal en pacientesdiabticos ...................................................................................................................................Deteccin de hongos en ambientes bibliotecarios ........................................................................Identificacin de antgenos inmunognicos de Giardia lamblia, en nios con giardiasisresidentes en el Estado de Sonora ...............................................................................................Escherichia coli enteropatgena (EPEC) y su adherencia a las microvellosidades intestinales.......Gonorrea en tiempos del SIDA ...................................................................................................La otra cara de las vacunas: efectos adversos ..............................................................................Resistencia antimicrobiana: avances con salmonella multirresistente ...........................................

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AREA BSICA


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RESUMENEn 1954, en la Universidad de Sonorasurge el proyecto de la carrera deQumico Farmacutico Bilogo, la cualdesaparece en 1970, para dar paso a lade qumico bilogo que hasta fechareciente contemplaba dos especialidades:Anlisis Clnicos y Tecnologa deAlimentos. Sin embargo, el nuevoproyecto curricular de la Universidad deSonora y los cambios a los que seenfrenta el rea de la qumica, hanllevado a la reestructuracin del plan deestudios vigente. Lo anterior trajo comonueva propuesta la formacin de doscarreras en el Departamento de CienciasQumico-Biolgicas: Qumico BilogoClnico y Qumico en Alimentos.Adems se cuenta con la especialidad deInmunohematologa Diagnstica. Elobjetivo de ambas licenciaturas es el deformar profesionales capaces dedesempearse de manera eficaz, tanto enel mbito individual comointerdisciplinariamente aplicando lainformacin y formacin cientfica, ascomo las habilidades y destrezasadquiridas en los campos de la qumica,biologa, fsica y matemticas, aplicadasa la qumica clnica y a la ciencia ytecnologa de alimentos. Para ello secuenta con un total de 81 Profesores deTiempo Completo indeterminados: 21con estudios de Licenciatura, 36 conMaestra en Ciencias; 24 Doctorados enCiencias; adems de 8 Maestros de

MDULO DE INFORMACIN DEL DEPARTAMENTODE CIENCIAS QUMICO-BIOLGICAS

Horas Sueltas Indeterminados, de ellos, 4 nivelLicenciatura, 1 Maestra en Ciencias y 2 Doctorados enCiencias. Ms del 80 % participan en el programa detutoras y cerca del 50 % tienen perfil deseable PROMEP.Se tienen 15 laboratorios y 16 aulas, todos ellos han sidoremodelados por medio del PIFI 2002, precisamente conla finalidad de responder a las nuevas exigencias denuestros programas. Se cuenta con una biblioteca con salade autoacceso y prximamente se instalar un centro decmputo. Una de las principales actividades de nuestrosalumnos es la Muestra Estudiantil, que se realiza cada ao,adems tienen a bien participar en congresos regionales,nacionales e internacionales, dando siempre una excelenteimagen de nuestra institucin. Desde hace algunos aoslos estudiantes son preparados para participar en laOlimpiada Nacional de Qumica. En Marzo de 2005,nuestro Departamento ser sede de este importante evento.

INTRODUCCINEl Departamento de Ciencias Qumico-Biolgicas es unade las unidades acadmicas de la Divisin de Cienciasbiolgicas y de la Salud. Este departamento de acuerdo alnuevo proyecto curricular de la Universidad de Sonora ylos cambios a los que se enfrenta el rea de la qumica,han llevado a la reestructuracin del plan de estudiosvigente. Lo anterior trajo como nueva propuesta laformacin de dos carreras en el Departamento de CienciasQumico-Biolgicas: Qumico Bilogo Clnico y Qumicoen Alimentos. El objetivo de ambas carreras es el deformar profesionales capaces de desempearse de maneraeficaz, tanto en el mbito individual comointerdisciplinariamente aplicando la informacin yformacin cientfica, as como las habilidades y destrezasadquiridas en los campos de la qumica, biologa, fsica ymatemticas, aplicadas a la qumica clnica y a la cienciay tecnologa de alimentos. En el Departamento de

ANAYA BARRAGN C., CANIZALEZ RODRGUEZ D., GIOTTONINI GRIJALVA M.E., LEYVASILVA G.N., CORELLA MADUEO M.A.G., SNCHEZ MARIEZ R.I.


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Ciencias Qumico-Biolgicas se impartela especialidad en InmunohematologaDiagnstica, que depende de la Divisinde Ciencias Biolgicas y de la Salud, lacual dio inicio en Enero de 2001 y tieneduracin de un ao.

Plan de estudiosEst enfocado hacia una formacinintegral/humanstica/cientfico/social,con mtodos de estudio centrados en eltrabajo del estudiante y la utilizacin detodos los medios que la tecnologaeducativa ha desarrollado.

Perfil del egresado de la Carrera deQumico Bilogo ClnicoLos egresados de esta carrera serncapaces de: planificar, organizar y dirigirel trabajo de las distintas reas de loslaboratorios. Medir, evaluar e investigarlas variables biolgicas realizando laspruebas de laboratorio clnico necesariaspara dar apoyo en el diagnstico de losconocimientos. Identificar y contribuir ala solucin de problemas en el mbito desu profesin utilizando losconocimientos ms actualizados,participando en la deteccin y solucinde problemas de salud e higiene pblicaen sus aspectos cientficos,metodolgicos y legales. Transmitir losconocimientos y experiencias cientficassobre temas de su rea acadmico-profesional participando en laboreseducativas de difusin y divulgacinrelacionadas con la salud. Tenercapacidad creativa para optimizar,mejorar y disear procesos delaboratorio.Por supuesto que este perfil conlleva aun espritu de servicio, caracterstico denuestros egresados y que va aunado a suelevada tica profesional y a sus

autnticos valores morales para el servicio de la sociedaden la que se desempea.

Perfil del egresado de la Carrera de Qumico enAlimentosLos egresados de esta carrera debern reunir losconocimientos, habilidades y actitudes necesarias paradesempear las siguientes funciones que les permitanpromover la transformacin tecnolgica en materia dealimentos, en beneficio de la sociedad. Especficamentesern capaces de: identificar y contribuir a la solucin deproblemas en el mbito de su profesin utilizando losconocimientos ms actualizados. Reproducir, evaluar,modificar, disear tcnicas y mtodos disponibles con elfin de optimizar los procesos de laboratorio en el rea dealimentos. Participar en el desarrollo de programas deinvestigacin en el rea general de las cienciasalimentarias y nutricionales.

Planta administrativaConformada por un Jefe de Departamento, un SecretarioAdministrativo, un Coordinador de Programa y un Jefe delos Laboratorios (Tabla l), los que a su vez cuentan con elapoyo de 4 secretarias, y de personal de servicios eintendencia.

Planta DocenteEl 70 % de los profesores participantes en el programacuentan con estudios de posgrado y el 80 % participan enel programa de tutoras.Se cuenta con 81 Profesores de Tiempo Completoindeterminados, de los cuales: 21 con estudios deLicenciatura, 36 con Maestra en Ciencias; 24 Doctoradosen Ciencias; adems de 8 Maestros de Horas SueltasIndeterminados, de ellos, 4 nivel Licenciatura, 1 Maestraen Ciencias y 2 Doctorados en Ciencias.

Estructura del Nuevo Plan de EstudiosEst integrado por 5 ejes de formacin:1. Eje comn, que comprende las materias que lodistinguirn como estudiante de la Universidad de Sonora,las cuales promueven actitudes y habilidades que elalumno aplicar a lo largo de todo el plan de estudios y,posteriormente, en su ejercicio profesional.


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2. Eje bsico, que proporciona laformacin necesaria para acceder alestudio de la qumica como disciplina.3. Eje profesionalizante, constituido porexperiencias educativas que forjan elcarcter distintivo de la profesin, talescomo la qumica clnica, microbiologa,hematologa e inmunologa, entre otras.4. Eje especializante, el cual se orientahacia un rea especfica de la profesin,como lo es la Qumica de Alimentos o laQumica Clnica.5. Eje de integracin, que como sunombre lo indica busca integrarconocimientos adquiridos durante latrayectoria curricular.

InfraestructuraSe tienen 15 laboratorios y 16 aulas,todos ellos han sido remodelados pormedio del PIFI 2002, precisamente conla finalidad de responder a las nuevasexigencias de nuestros programas. Secuenta con una biblioteca con sala deautoacceso y prximamente se instalarun centro de cmputo.El departamento presta servicio en loslaboratorios a maestros y alumnos de lascarreras de Ingeniera Industrial,Ingeniera Qumica, Ingeniera de Minasy Geologa y a la carrera de Medicinadesde su inicio y a la de recienteapertura Biologa; con el considerableaumento en el nmero de alumnos y degrupos que se atienden en el rea bsicadiariamente durante cada semestre.

Organizacin del trabajo acadmicoDepartamento de Ciencias QumicoBiolgicas est organizado en tresacademias: la de Qumica y Biologa, lade Anlisis Clnicos y la de Tecnologade Alimentos; debido a que la academia

ms numerosa es la de Qumica y Biologa, sta serreestructurada y se reorganizar por reas, para trabajaras a partir del semestre 2005-1.

Servicio de Anlisis ClnicosEl departamento ofrece apoyo a personas de escasosrecursos en el laboratorio de servicio externo LACIUSen donde se realizan anlisis clnicos de rutina yespecializados. Tambin son atendidos los estudiantes enprogramas desarrollados en el departamento para conocersu estado nutricional o detectar algn problema de saludque pueda prevenirse.

Seguridad en los LaboratoriosEn los laboratorios el trabajo es eminentemente experi-mental por lo que la planeacin de la seguridad paratrabajar es de suma importancia. El trabajo se inicia conplticas de Seguridad y entrega de Reglamento; adems,se proporciona informacin sobre el manejo de residuosqumicos peligrosos, apoyados por el PISSA-UNI-SON(Programa Institucional de Salud y Seguridad Ambientalde la Universidad de Sonora).

Programa de asesorasActualmente se est trabajando en el Programa deAsesoras Acadmicas del rea Bsica, contemplandomaterias como Qumica general, Bioqumica y Qumicaorgnica, con el fin de ofrecer al estudiante opcionesadicionales de estudio, disminuir los ndices dereprobacin y desercin y al mismo tiempo elevar lacalidad acadmica de nuestros egresados, los estudiantessern canalizados a este programa a travs del programaInstitucional de Tutoras.

Actividades acadmicasUna de las principales actividades de nuestros alumnos esla Muestra Estudiantil, que se realiza cada ao, ademstienen a bien participar en congresos regionales,nacionales e internacionales, dando siempre una excelenteimagen de nuestra institucin. Desde hace algunos aoslos estudiantes son preparados para participar en laOlimpiada Nacional de Qumica. En Marzo de 2005,nuestro Departamento ser la sede nacional, en donde


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contaremos con aproximadamente 150alumnos participantes; los preparativospara dicho evento ya se han iniciado yesperamos ser excelentes anfitriones.

CONCLUSIONES Los nuevos programas implementadospor la Universidad pretenden disminuirel rezago estudiantil, disminuir el ndicede reprobacin y la desercin escolar.Uno de estos programas y de granimportancia e impacto es el ProgramaInstitucional de Tutoras. Los nuevos programas aumentarn elndice de titulacin en cualquier opcino modalidad establecida, como Tesisprctica o terica, examen ycertificacin por el Centro Nacional deEvaluacin para la Educacin Superior(CENEVAL), promedio sobresaliente,trabajo profesional y cualquier otramodalidad que establezca la autoridadcorrespondiente. La remodelacin y funcionalidad delos laboratorios permitir una mejoratencin al gran nmero de alumnosatendidos en los laboratorios; ademscon la implementacin de tcnicas enMicroescala se optimizarn los recursoseconmicos, se minimizarn residuos, seevitar la contaminacin ambiental yaumentar la seguridad en el trabajoexperimental. La implementacin de acciones queconduzcan a la orientacin acadmica,talleres y tcnicas de estudio,rendimiento intelectual y guas paraestudiantes y maestros; adems deasesora acadmica sern elementos quecoadyuven a resolver la problemtica dela baja eficiencia terminal y lamodificacin de los indicadoresacadmicos.

BIBLIOGRAFIADepartamento de Ciencias Qumico-Biolgicas. Junio de2004. Propuesta de Reestructuracin de la Carrera deQumico-Bilogo. Universidad de Sonora.Muoz Osuna, F., Fernndez Ramrez, M., VillegasOsuna, C., Muoz Palma, I., Aguilar Garca, J., LermaMaldonado, R., Lizarraga Rubio, M., Villegas Osuna, R.2002. Indicadores de Eficiencia en Cinco Cohortes deEgresados en la Licenciatura de Qumico Bilogo. RevistaBiotecnia. Volumen IV, numero II.Universidad de Sonora.Universidad de Sonora. 1991. Ley Numero 4, Orgnica dela Universidad de Sonora. Boletn Oficial del Gobiernodel Estado de Sonora. Hermosillo Sonora.http://www.uson.mx/u_academicas/salud/pissares.shtmlCastellanos, M.M. 1991. Historia de la Universidad deSonora. Primera Edicin STAUS. Hermosillo, Sonora.


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RESUMENLa satisfaccin de las necesidadesfuturas de energa depender sin dudadel desarrollo de diversas tecnologaspara aprovechar las fuentes de energainagotables como son la energa solar,energa elica, energa geotrmica y laenerga de biomasa (obtenida a partir dedesechos biolgicos). Esta ltima es unade las principales fuentes renovables quecontribuyen al abastecimiento de energaen pases desarrollados. En este trabajose reporta la preparacin de un gelcombustible a partir de material dedesecho consistente en cscaras dehuevo que fueron procesadas convinagre blanco y alcohol etlico para darlugar a un material gelatinoso que sirvecomo combustible y que se caracterizpor mantenerse ardiendo por espacio de14 minutos. Este material es conocidoen el mercado como sterno o combus-tible de lata y es ampliamente utilizadocomo material para calentamiento. Elaprovechamiento de desechos biolgicoscomo fuente renovable de energa anivel casero hace de este material unaalternativa interesante para ahorro deenerga.

INTRODUCCINPoder satisfacer las necesidades futurasde energa depender sin duda algunadel desarrollo de nuevas tecnologas paraaprovechar diversas fuentes que resultaninagotables, entre ellas la energa solar,

ELABORACIN DE UN GEL COMBUSTIBLE

MEZA PRECIADO C.M., MUNGUA SOTO S.A., LIZOLA LOPEZ R., RAMOS LORETO A., MUOZPALMA I.C., MUOZ OSUNA F.O.

energa elica, energa geotrmica y la energa de biomasaque es obtenida a partir de desechos biolgicos. Estaltima es una de las principales fuentes renovables quecontribuyen al abastecimiento de energa en pasesdesarrollados (1). El material de desecho utilizado para elgel combustible fue el cascarn de huevo. Un cascarn dehuevo tiene un peso promedio de 5 gramos y estconstituido por un 40% de calcio. La mayor parte delcalcio se precipita en un perodo de 16 horas. Estosignifica que se deposita a una velocidad aproximada de125 mg por hora. Como ninguna gallina puede consumircalcio con la suficiente rapidez para satisfacer estademanda, el calcio lo aporta una estructura sea especialde los huesos largos de la gallina, en donde se acumulangrandes reservas de calcio para formar el cascarn dehuevo. El cascarn de huevo est compuesto sobre todo decalcita, una forma cristalina de carbonato de calcio(CaCO3), que es una de las sales ms comunes en lanaturaleza (2). Esta sal es muy poco soluble en agua, sinembargo, si se disuelve en un medio ligeramente cidocomo el cido actico (CH3COOH) se forma el acetato decalcio [Ca (CH3COO)2] que es mucho ms soluble comoconsecuencia de que el CH3COOH perdi el protn delgrupo carboxilo dando lugar a su base conjugada, denombre acetato (CH3COO

-).El vinagre contiene cidoactico diluido en agua, con concentraciones comercialesque oscilan entre 4-5% y es fcilmente reconocido por suolor caracterstico. Tambin se ha reportado que lamezcla etanol-metanol resulta una buena alternativa yaque contribuye a mejorar la calidad del gel y es atrapadaen la red tridimensional del gel de acetato.El aprovechamiento de material de desecho, como elcascarn de huevo, para producir un material combustiblede bajo costo, representa una alternativa de ahorro en elconsumo de energa en los hogares.


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OBJETIVO GENERALElaborar un gel combustible a partir demateriales de desecho.Objetivo EspecficoPreparar un gel combustible queproporcione calentamiento por untiempo mnimo de 10 minutos.

MATERIALES Y MTODOSMateriales2 vasos de precipitado, 1 agitador,1 probeta graduada de 300 mL,1 probeta graduada de 100 mL,1 balanza granataria, 1 mechero dealcohol, 1 malla de asbesto, 40 gramosde cascarn de huevo, 1 vaso deprecipitados de 1000 mL, 1 embudo,1 arillo y 1 soporte universal.

Materia Prima40 gramos de cascarn de huevo, cidoactico y alcohol etlico.

ProcedimientoPesar 40 gramos de cascarn de huevo.Moler el cascarn finamente.Colocar en un vaso de precipitados de1000 mL.Adicionar 200 mL de vinagre blanco dealcohol de caa al 5% cido acticocomercial al vaso de precipitados quecontiene el cascarn de huevo.Dejar que la reaccin se lleve a cabo poraproximadamente 20 minutos o cuandotermine la efervescencia.Filtrar la solucin adquirida.Colocar a evaporacin hasta que lasolucin adquiera una tonalidad de colorentre amarillo y crema.Filtre la solucin ya evaporada.Tomar de esta solucin 3 mL y mezclarla

en un vidrio reloj con 10 mL de alcohol etlico de 96.Se obtendr un gel blanco conocido como alcohol slidoel cual se expende comercialmente con el nombre desterno, a este gel prenderle fuego.Se probaron varias concentraciones de cido acticoglacial para optimizar la formacin de gel. As comotambin se experiment usando el cascarn de huevo cony sin membrana.

RESULTADOS Y DISCUSINEl procedimiento descrito en la metodologa es til para lapreparacin del gel combustible el cual mostr un tiempode combustin de 14 minutos. Usando una cantidad deentre 10 y 15 cascarones de huevo y 200 mL de vinagre seobtuvieron aproximadamente 80 g de acetato de calcio.Este experimento ha sido probado (3) con carbonato decalcio industrial resultando ms sencillo, rpido y conresultados ms satisfactorios, sin embargo se quiere que elalumno reflexione sobre lo que se hace para reciclarmaterial de desecho.

CONCLUSINLa metodologa propuesta es til para la preparacin delgel combustible.La preparacin del gel eliminando la membrana de lacscara de huevo optimiz la sntesis del acetato de calcio.El uso de cido actico glacial al 50% para la digestin dela cscara de huevo mejora significativamente laformacin de la sal.El gel preparado tuvo el comportamiento propuesto en elobjetivo planteado.

BIBLIOGRAFABrown T. L. 2004. Qumica, la ciencia central. NovenaEdicin. Ed. PEARSON. Mxico D.F. Pp 183-186.Chang R. 2001. Qumica Ed. Mc Graw Hill. Mxico D.F.Pp 683.Zamora L. 2004. Revista de la Sociedad Qumica deMxico. Vol. 48, Nmero esp. 2. Pp 232.


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RESUMENLos alginatos son compuestos qumicosobtenidos a partir de la pared celular dealgas marinas pardas de la familia de lasfeofceas. De inters para suaplicacin industrial, podemosmencionar especies de los gneros:Lessonia (Nigrescens, Flavicans,Trabeculata), Macrocystis Pyrifera,Durvillea Antrtica, Laminaria (Digitata,Saccharina y Cloustoni), Ascophyllum,Fucus, etc. Corresponden a organismosMacroalgas o Kelp, son fotosintticosque sin embargo no estn catalogadoscomo vegetales verdaderos y tienen altastasas de crecimiento y renovacin anual,lo que las hace un recurso naturalrenovable de gran importancia. Estetrabajo tiene como objetivo aportarinformacin acerca del proceso deelaboracin de geles, dar a conocer suspropiedades fsico-qumicas y elsinnmero de aplicaciones industrialesde los mismos. Se elabor un gelfertilizante empleando alginato de calcioy cenizas de orujo de uva, se elabortambin un gel humectante para elcuidado de la piel, un gel fijador para elcabello, un gel para limpieza decomputadoras y finalmente un gel paralavado de utensilios de cocina. Losreactivos utilizados en la elaboracin destos ltimos geles fueron trietanolamina(desengrasante), carbopol (espesante),glicerina, aceite para beb, grenetina,benzoato de sodio (bactericida), cido

PROCESO DE ELABORACIN Y UTILIZACIN DE GELES

GRACIA VZQUEZ V.A., MENDVIL LVAREZ E.E., CORELLA MADUEO M.A.G., ARVAYOORTIZ R.M.

citrico (regulador de pH), alcohol n-propanol(desengrasante), laurilsulfato de sodio (tensoactivo), aloevera, esencia de preferencia y agua desmineralizada(vehiculo). Adems de que estos geles son biodegradables,los costos de produccin son mnimos y tienen altademanda debido a que la vida moderna exige el uso deproductos que faciliten las actividades diarias querealizamos.

INTRODUCCINUn gel puede ser considerado como una estructuracoherente en el seno de un fludo. Es un medio bifsicocompuesto de un slido y un fluido en el que el tamao delas partculas de la fase slida est comprendido entre 1 y100 nm. Por otra parte, en un sentido estricto, el procesosol-gel es la sntesis de una red xida va polimerizacininorgnica a partir de precursores moleculares ensolucin. Los geles generalmente se clasifican enparticulados y polimricos. Los primeros se obtienen pordesestabilizacin de partculas coloidales en medioacuoso, y los segundos por polimerizacin de compuestosmetal-orgnicos, cuya reaccin produce alcohol. Por estarazn tambin se denominan, respectivamente, hidrogelesy alcogeles. Otra posible clasificacin es inorgnicos/hbrido, siendo los hbridos los geles que incluyen algntipo de polmero orgnico.Actualmente se estn utilizando alginatos que sonextrados de algas marinas para la preparacin de geles.Los disponibles en el mercado se comercializangeneralmente, en forma de sales hidrosolubles, libres decelulosa, como: cido algnico, alginato de sodio, potasio,amonio, calcio, y propilenglicol. Tambin se producencompuestos combinados, tales como: alginato de amonio-calcio y de sodio-calcio. La importancia de los alginatoscomo insumo para las industrias alimenticias,farmacuticas y qumica en general, est dada por su

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propiedad hidrocoloide; esto es, sucapacidad de hidratarse en agua calienteo fra para formar soluciones viscosas,dispersiones o geles; son nicos por suspropiedades como espesantes,estabilizantes, gelificantes y formadorasde pelculas; resultando en un sinnmerode aplicaciones.

MATERIALES Y MTODOSElaboracin de un gel baseSe requiere utilizar carbopol,trietanolamina, glicerina, metilparabenoy agua destilada.Utilizar: 3.8 g de carbopol, 4 g detrietanolamina, 0.2 mL de glicerina 0.2 gde metilparabeno (nipagin simple), 91.8mL de agua destiladaSe disuelven 3.8g de carbopol en 3/4partes de los 91.8 mL de agua en el restodel agua disolver la glicerina, adicionala segunda mezcla a la primera, coloca4 g de trietanolamina y 0.1g demetilparabeno en la mezcla anterior. Seobtendr un gel.

Gel limpiador para computadorasEste producto es 100% biodegradable,con un gran poder desengrasante ydesinfectante utilizado para limpiar todotipo de enceres de oficina, Libre decidos y alcalinos de pH neutro, penetraen las pequeas ranuras emulsicando lasgrasas, dejando la superficie libre demugre y contaminantes de aspectotrasparente y olor neutro, su forma deuso es muy simple solo se frota con untrapo o servilleta de cocina en pequeasreas logrando una superficie limpialibre de bacteriasFrmula para preparar un litro: 840gramos agua desmineralizada (vehiculo),15 gramos benzoato de sodio(bactericida), 20 gramos trietanolamina

(desengrasante), 10 gramos cido citrico (regulador pH),75 gramos alcohol n-propanol (desengrasante), 25 gramoslaurilsulfato de sodio al 70% (tensoactivo), 20 gramoscarbopol 940 (espesante).Preparacin. Disolver el benzoato de sodio, latrietanolamina, el cido citrico y el alcohol n-propanol enagua tibia, mezclar moderadamente por 5 minutos, medirel pH asegurando que este sea neutro, puede usarse papeltornasol (si la cinta se torna azul clara debemos deincorporarle un poco ms de cido ctrico al contrario si lacinta se presenta roja le agregamos un poco ms detrietanolamina), enseguida incorporar el laurilsulfato desodio al 70% agitando suavemente para no formar espumahasta que se disuelva, por ultimo agregar el carbopol 940y mezclar por 3 minutos, dejar reposar por un mnimo de3 horas, Los costos de produccin son bajos y su demandaes buena.

Gel para trastesIngredientes: 1 barra de jabn de pasta rallado, 3 tazas deagua, de taza de alcohol etlico, 1 cucharada detrietanolamina.Preparacin: En un recipiente se mezclan el jabn rallado,el agua, el alcohol y la trietanolamina y se calienta du-rante 10 minutos. Se mezcla hasta integrarse, agitandoconstantemente para evitar que se pegue. Ya disueltototalmente se apaga, se deja enfriar hasta bajar la espuma,enseguida se vierte a un recipiente de plstico, se dejaenfriar hasta que tome una consistencia gelatinosa y estarlisto para utilizarlo. Se etiqueta indicando el nombre delproducto, fecha de elaboracin ya que segn labibliografa consultada, este producto caduca a los 6meses.

Gel para el cabelloA diferencia de otro tipo de gel, ste es concentrado, evitala caspa y fija el cabello dejndolo brillante y relucientecon aspecto hmedo por mas tiempo, usando menoscantidad, su secado es rpido y su aroma es ideal.En su preparacin se utilizaron: 28 gramos carbopol 940(aglomerante), 2.4 litros agua (vehculo), 13 gramostrietanolamina (emulsificante), 30 gramos de unpreservante, 50 gramos silicona cosmtica (brillo), 30gramos etanol, 5 gramos esencia (aroma lavanda), 20

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gramos polialcohol (anticaspa), puedeutilizarse algn bactericida en pequeacantidad.Preparacin: En un recipientepreferiblemente de plstico se mezcla elcarbopol 940, con el agua y latrietanolamina por 3 minutos. Se dejareposar por 20 minutos para que seforme el gel, en otro recipiente aparte seprepara la silicona cosmtica, el etanol yla esencia y se mezcla hasta que ladisolucin sea completa. Se le adicionaal gel agitando moderadamente por 5minutos y por ultimo el colorpreviamente disuelto en agua. Serecomienda empacarlo en recipientes de300 gramos.

Gel Humectante para la piel(Rendimiento: 500 g)Se utilizaron: 3 tazas de agua, 1 sobre degrenetina sin sabor, taza de aceite parabeb, 20 mL de glicerina, 12 gotas de laesencia de su preferencia (opcional).Preparacin: Se Disuelve la grenetina enagua hirviendo, con ayuda de unacuchara, y se deja enfriar hasta que esttibia la mezcla. Enseguida, se vierte enuna licuadora o batidora y se mezcla. Seagrega, poco a poco, el aceite para beb,la esencia y, posteriormente, la glicerinasin dejar de mezclar. Se vierte la mezclaen un recipiente con tapa y deje enfriar atemperatura ambiente, debe de estarperfectamente cerrado para evitar que secontamine. Cuando est fra la mezcla,se conserva en el refrigerador hastagelificacin. Transcurrido el tiempo derefrigeracin, se vuelva a licuar hastaque se integre todo perfectamente. Sevierte, con ayuda de una cuchara en unfrasco previamente esterilizado y secierra. Se etiqueta con el nombre delproducto, fecha de elaboracin y

caducidad. Es recomendable guardar el gel humectantepara la piel en refrigeracin., su duracin es de 1 mes.Para usarlo humedezca las manos y tome la cantidadnecesaria para aplicar en el rea de piel que requierahumectar.

CONCLUSIONESLos geles son productos muy verstiles su uso facilita lasdiversas actividades de la vida moderna.Al elaborar geles se podr obtener un ahorro hasta del50% en comparacin con los productos comerciales.Adems Se pudo observar el proceso de gelificacin y loscuidados requeridos en su elaboracin.

BIBLIOGRAFADennis J. McHugh.2000. Production, Properties andUses of Alginates. Department of Chemistry, UniversityCollege. University of New South Wales. AustralianDefence Force Academy. Campbell, ACT 2600, Australia.Kirk, Raymond; Othmer, Donald F. 1998. Enciclopediade Tecnologa Qumica. 1 edicin. 1 vol. Mxico:Limusa..Kirk, Raymond; Othmer, Donald F. 1956. Enciclopediade Tecnologa Qumica. New York: Interscience,. 15 vol.Tomos: I, V, X.Sptimo Informe del Comit Mixto FAO/OMS deExpertos en Aditivos Alimentarios. 1964. Normas deidentidad y de pureza para los aditivos alimentarios yevaluacin de su toxicidad. Organizacin de las NacionesUnidas para la Agricultura y la Alimentacin. Roma.Reza Arshady. 1996. Desk Reference of FunctionalPolymers Syntheses and Applications. Ed. AmericanChemical Society, Washington DC,Roy L. Whistler; James N. Be Miller. 1959.INDUS-TRIAL GUMS, Polysaccharides and their derivatives.Academic Press, New York & London,

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RESUMENEl presente trabajo presenta un pan-orama general sobre la situacin queguardan los residuos plsticos, elpolietileno Tereftalato (PET) y elreciclado como una solucin a lasituacin nacional. El objetivo de estainvestigacin documental, es conocer ymostrar la situacin actual de plsticos yPET como fuente de contaminacin perocon enormes posibilidades dereutilizacin. El control de lageneracin, almacenamiento,procesamiento y disposicin de residuosslidos debe armonizar con losprincipios de salud pblica, economa ymedio ambiente. Sin embargo ennuestro pas el 90% de la basura sedeposita al aire libre (SEDESOL). ElPET que se usa en los envases ocupa unespacio importante, desaprovechndosecomo un recurso importantementeredituable. Anualmente el PET genera400 000 toneladas de basura en el pas ysolo se recicla el 10.5% que es realmentepoco si comparamos con USA y Canaddonde se recicla el 31% y en Europaarriba del 50%. Se estima que 90millones de botellas de PET se dispersanal ambiente cada ao, representando el27% del volumen de desechosdomsticos del pas. Por loanteriormente expuesto es evidente queresulta necesario comprometeresfuerzos, tiempo y recursos en eldesarrollo de procesos que aseguren el

EL RECICLADO DEL PLASTICO

ACOSTA SNCHEZ S.G., AGUILAR GARCA J.M.

reciclado del plstico, dado el incremento en el consumoactual del mismo.

EL RECICLADO DEL PLSTICOLa problemtica ambiental actual nos permite generarconciencia ecolgica en todos sentidos. Un problemaurbano importante al respecto es el manejo de la basura ysu eliminacin a cielo abierto de ah que una buenagestin de los residuos permitir mejorar las condicionesde sanidad, reducir los costos de recoleccin, generarpuestos de trabajo y proveer a la poblacin una mejorcalidad de vida a partir de la disminucin deenfermedades infectocontagiosas derivada de los residuospeligros domiciliarios.El reciclaje de productos plsticos adems de disminuir lacantidad de residuos domiciliarios permite por lo menosdos aplicaciones bsicas: por un lado puede reprocesarse yvolver a fundirse para distintos usos, incluso enaplicaciones de larga duracin (como madera plstica) ytambin pueden utilizarse incinerndola, como fuentecalorfica, es decir como nuevo productor de energa.Existe un importante nmero de compaas europeas yamericanas dedicadas a la industria del reciclado queutilizan los residuos plsticos en la fabricacin de un sinnmero de productos como cepillos de dientes,pantalones, camisetas, alfombras, escobas, tejas de techo,artculos decorativos y hasta discos compactos.Los plsticos requieren menos energa que otrosmateriales para su produccin y procesado, el uso deplsticos ahorra energa por varas razones: se obtienenproductos ms livianos que facilitan su trasporte, su poderaislante ahorra energa de calefaccin y refrigeracin, sudurabilidad y versatilidad de aplicaciones reemplaza otrosmateriales evitando as la deforestacin, la contaminaciny la matanza de animales, al usar plstico reciclado enembalajes, los fabricantes de productos estadounidenses

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ahorraran cada ao la energa suficientepara dar electricidad a una ciudad de unmilln de casas por tres aos y medio.Solo el 5% del petrleo extrado seutiliza para la fabricacin de plsticos,preservando el uso de recursos norenovables. La industria del plstico ancuando es reciente, cuenta contecnologa de ltima generacin, operade acuerdo a normas internacionalesvigentes con relacin al cuidadoresponsable del ambiente y realizacontroles estrictos en el tratamiento deefluentes lquidos o gases que laconvierten en una de las industrias maslimpias, seguras y confiables.La resina con mayores aptitudes para elreciclado es el PET (PolietilenoTereftalato) el cual presenta como mayorventaja, talvez, la reduccin drstica deenerga utilizada en el trasporte, lalimpieza de procedimientos y lasrelativas bajas temperaturas a los cualesdebe ser sometido para su trasformacinen nuevos productos, los cuales a su vezson tambin reciclables.El PET cuyo nombre tcnico esPolietileno Tereftalato, fue presentadocomo un polmero para fibra por J.R.Whinfield y J. T. Dickinson en 1941.Catorce aos ms tarde, en 1951comenz la produccin comercial defibra de polister. Desde entonces a lafecha, la fabricacin de PET hapresentado un continuo desarrollotecnolgico, logrando un alto nivel decalidad y una diversificacin de susempleos.A partir de 1976 el PET se emplea en lafabricacin de envases ligeros,trasparentes y resistentes, principalmentepara bebidas, los cuales, al principioeran botellas gruesas rgidas, peroactualmente, sin perder sus excelentes

propiedades como envase, son mucho ms ligeros.La formula qumica del Polietileno Tereftalato opolitereftalato de Etileno, en resumen PET, es el siguiente:[-CO2-C6H6-CO-O-CH2-CH2-O-]Este compuesto se fabrica a partir de dos materias primasderivadas del petrleo, etileno y p-xileno. Los derivadosde estos compuestos etilenglicol y cido tereftalico, sonpuestos a reaccionar a temperatura y presin elevada paraobtener la resina PET en estado amorfo.El reciclado de los envases del PET se consigue por dosmtodos; el qumico y el mecnico, a los que hay quesumar la posibilidad de su recuperacin energtica. Elproceso de recuperacin mecnico del PET se divide en 2fases. En la primera se procede a la identificacin yclasificacin de botellas, lavado y separacin de etiquetas,triturado, separacin de partculas pesadas de otrosmateriales como polipropileno, polietileno de atadensidad, etc, lavado final, secado mecnico y almacenajede la escama. El reciclado qumico se realiza a travs dedos procesos metanlicos y gliclisis, se llevan a cabo aescala industrial. Bsicamente, en ambos, procesosmecnicos de limpieza y lavado, el PET se deshace odepolimeriza; se separan las molculas que lo componenpara posteriormente ser empleados de nuevo en lafabricacin de PET. Muchos de los recipientes de plsticofabricados en la actualidad vienen con smbolos para sureciclaje como se muestra en el cuadro 1. Estos sellosidentifican el tipo de resina que hay en el contenedor deplstico. Solamente hay 2 tipos, PET y HDPE, que serecolectan comnmente para reciclaje.Durante 1999 se recupero la cantidad record de 4000millones de botellas de PET en Europa, lo que representaun total de 219 000 toneladas de botellas de PET dirigidasa una nueva trasformacin. Esta cifra apunta a uncrecimiento de 44 000 tonelada (+25%) respecto al aoanterior. Las cifras en Espaa, aunque denotan todava loincipiente del reciclado de este material no deja de serinteresante. De las 143 000 toneladas de consumo quevienen a representar unos 4500 millones de envases, sereciclan tan solo 3000 toneladas.En Amrica Latina, la asociacin Brasilea de Fabricantesde envases de PET (ABEPET) es la mayor en su gnerocon 44 asociados, reciclando en el 2002, 120 miltoneladas de este material en ese pas, cifra que equivale

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al 40% del total de envases fabricados.As mismo en Argentina en los ltimosseis aos el reciclado del PET, crecims de 1200 %.Mxico es el segundo consumidor deplsticos en Latinoamrica y el dcimosptimo lugar en el mundo con unconsumo per cpita de plsticos de 40kg. (2002), contra un 37 en USA y seprev llegar a 55 o 57 kg para el 2005.El negocio que se deja de realizar enMxico implica ms de 400 millones depesos, solo por recoleccin del PETanualmente, a lo que debe sumarse elvalor de su reciclado y trasformacin. Seestima que 90 millones de botellas dePET se dispersan al medio ambientecada ao, lo que representa 27 % delvolumen de los desechos domsticos delpas.ECOCE difunde la campaa Nomanches!!!.... chale una mano aMxico para informar y concienciar ala poblacin sobre la disposicin delenvase de PET.Coca Cola de Mxico inici operacionesde una planta de reciclaje de envases enToluca Edo. de Mxico, que procesa 25000 toneladas anuales lo cual demuestrael inters que se tiene en el reciclaje delPET.El PET que se usa en los envases ocupaun espacio importante,desaprovechndose como un recursoconsiderablemente redituable. Tanto elPET apto para reciclar, como el conjuntode otros plsticos no contaminan elambiente, ms que por su efecto visual,pueden ser empaquetados y utilizadospara relleno de zonas bajas de caminosrurales o bien constituir el volumen dealgunas obras de ingeniera. Anualmenteel PET genera 400000 toneladas debasura en el pas y solo se recicla el

10.5% que es realmente poco si comparamos con USA yCanad donde se recicla el 31% y en Europa arriba del50%. Se estima que 90 millones de botellas de PET sedispersan al ambiente cada ao, representando el 27% delvolumen de desechos domsticos del pas.La alta produccin de productos plsticos o de envasesplsticos en especial los elaborados a base de PET ofreceenormes posibilidades para la industria del reciclado a lavez que permite un control en la generacin de losresiduos slidos de los cuales este forma partepropiciando as una solucin para contaminacin visualque origina y aumentando las expectativas en el campo dela salud as mismo en el rea de la economa, pues elreciclado del PET representa una industria que ofrecefuentes de trabajo y aumentara las posibilidades del librecomercio en la exportacin e importacin de susproductos por lo que es evidente que resulta necesariocomprometer esfuerzos, tiempo y recursos en el desarrollode procesos que aseguren el reciclado del plstico.

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Tabla para Reciclaje de Plsticos.

Smbolos para reciclaje de plsticos. Muchos de los recipientes de plstico fabricados en la actualidad vienencon smbolos o sellos para su reciclaje. Estos sellos identifican el tipo de resina o mezcla de resina que hay enel contenedor de plstico. Solamente hay dos tipos, PET y HDPE, que se recolectan comnmente para elreciclaje

Tereftalato de polietileno (PET). Incluye botellas para bebidas (como las botellas derefresco de 2 litros), bolsas de hervir ah mismo el alimento congelado y bandejas paracomidas calentadas en microondas. El plstico PET representa aproximadamente el 7%de todos los plsticos.

Polietileno de alta densidad (HDPE). Incluye recipientes para leche, bolsas para basura,botellas para detergente o blanqueadores, y botellas para aspirinas. HPDE representaaproximadamente el 31% de todos los plsticos

Cloruro de polivinilo (PVC). Incluye botellas para aceite de cocina y empaques paracarnes. PVC representa aproximadamente el 5% de todos los plsticos.

Polietileno de baja densidad (LDPE). Incluye bolsas para vegetales en supermercados,bolsas para pan, envolturas de alimentos y botellas para mostaza exprimibles. LDPErepresente aproximadamente el 33% de todos los plsticos.

Polipropileno (PP). Incluye envases para yogurt, botellas para champ, popotes, botellaspara almbar y recipientes para margarina. PP representa aproximadamente el 9% detodos los plsticos.

Poliestireno (PS). Espuma plstica (mejor conocida por la marca Styrofoam). Incluyetazas para bebidas calientes, envase tipo concha de almeja para comidas rpidas, cartonespara huevos y bandejas para carnes. PS representa aproximadamente el 11% de todoslos plsticos.

Todas las dems resinas de plstico o mezclas de las indicadas arriba en un mismoproducto. Estos plasticos representan aproximadamente el 4% de todos los plsticos.

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RESUMENLa industria qumica es fuente deproductos tiles de los cuales hemostenido que depender como son:medicamentos, plsticos, combustibles,fertilizantes, fibras sintticas, entreotros. Aunque stos son importantes,algunas de las sustancias y procesosusados para elaborarlos han ocasionadodaos al ambiente y a la salud. Loanterior ha despertado una crecientepreocupacin por parte de los cientficosque ha derivado en el desarrollo de laqumica verde. Por definicin, sta esel diseo de productos qumicos yprocesos que reducen o eliminan el usoy generacin de sustancias dainas. Alofrecer alternativas de mayorcompatibilidad ambiental, comparadascon los productos o procesostradicionales cuya peligrosidad esmayor, se promueve la prevencin de lacontaminacin a nivel molecular. Lastecnologas de qumica verde sonclasificadas en: rutas sintticasalternativas (utilizacin de materiarenovable, catlisis); condiciones dereaccin alternativas (solventes menosdainos) y diseo de sustancias que seanmenos txicas que las disponiblesactualmente o ms seguras con respectoa su potencial de accidentes. En estetrabajo se darn a conocer ciertoscaminos alternos reportadosbibliogrficamente para reducir el daopotencial resultante de las sntesis de

QUMICA VERDE: ALTERNATIVASPARA UN MUNDO MS LIMPIO

PAZ SAMANIEGO R., LPEZ BUJANDA Z. A., JIMNEZ SILVA A. J., CUEVAS ACUAD.A.,VILLEGAS OSUNA C. A., MUOZ OSUNA F.O.

diversos productos qumicos. La qumica verde es uncampo dinmico de inters cientfico, econmico y socialque conduce a un futuro donde la qumica ser vista comofundamental en la proteccin del ambiente. El inters porla qumica verde es grande sin embargo, el xito de stadepender directamente del entrenamiento y dedicacin deuna nueva generacin de qumicos los estudiantes dehoy- en conjunto con el sector industrial.

INTRODUCCINLa industria qumica es fuente de muchos productos tilesde los cuales hemos tenido que depender. Entre stos seincluyen: antibiticos y otras medicinas, plsticos,combustibles, fertilizantes y pesticidas, y una amplia gamade fibras sintticas como nailon, rayn y polister.Aunque estos productos son importantes, algunos de losqumicos y procesos usados para hacerlos han originadodaos al ambiente y a la salud. Esto ha llevado a loscientficos a incorporar nuevos conocimientos en losprocesos que se usan en la industria. Qumica verde es elnombre que se le da a los esfuerzos para cambiar oreinventar estos procesos con el fin de asegurar un medioambiente ms limpio y seguro en el siglo XXI (10).Por definicin, qumica verde es el diseo, desarrollo eimplementacin de productos qumicos y procesos parareducir o eliminar el uso y generacin de sustanciasdainas a la salud humana y el medio ambiente. Es laprevencin de la contaminacin en el nivel msfundamental de tomos y molculas (7).Anastas y Warner, establecieron los Doce Principios de laQumica Verde que sirven como gua para el desarrollo deproductos y procesos ms benignos ambientalmente.Estos principios se enfocan a todos los aspectos de lasntesis y procesamiento, tales como solventes,separaciones, energa y minimizacin de residuos (Cuadro1) (1).

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Las tecnologas de qumica verdepueden ser clasificadas en una o ms delas tres reas de enfoque siguientes: a)Utilizacin de rutas sintticasalternativas, b) Utilizacin decondiciones de reaccin alternativas y c)Diseo de sustancias qumicas que seanmenos txicas que las disponiblesactualmente o inherentemente msseguras con respecto a su potencial deaccidentes (4).

RUTAS SINTTICASALTERNATIVASDos de los problemas de la mayora delas sntesis tradicionales son lageneracin de residuos y el uso demateria prima no renovable. Parasolucionar esto se han propuestoreacciones alternativas que hacen uso decatalizadores, los cuales permiten laobtencin del producto deseadominimizando la formacin decompuestos laterales. Por otra parte,actualmente gran parte de lainvestigacin se ha enfocado al uso mseficiente de las materias primasprovenientes de fuentes no renovablesas como a la bsqueda de materiarenovable alternativa como la glucosaderivada de las plantas.Sntesis de IbuprofenoEl ibuprofeno es uno de los cuatroanalgsicos ms comnmente usados. Elmtodo original para elaborarlo hace usode seis pasos utilizando AlCl3 comocatalizador y otros reactivos. Aunque secomporta como un catalizador, el AlCl3no puede ser recuperado, y debe serdesechado. Un mtodo alternativoreciente usa dos catalizadoresverdaderos, HF y Ni Raney. stospueden ser recuperados y reutilizadosvarias veces. El beneficio de usar este

tipo de catalizadores ha sido el mejorar la economa deltomo del proceso (Tabla I), y reducir el nmero de pasosnecesarios de seis a tres (Figura 1) (2, 5).

Sntesis de cido AdpicoLas dos millones de toneladas de cido adpico necesariasen la industria cada ao para la fabricacin de nailon sonactualmente producidas a partir de benceno, un qumicocarcinognico que se obtiene de combustibles fsiles norenovables, por lo que es un buen candidato para eldesarrollo de mtodos de qumica verde (3).La produccin industrial de este cido implica laoxidacin de ciclohexanol o ciclohexanona con cidontrico. Un subproducto inevitable de esta reaccin es elxido nitroso el cual ha sido implicado en elcalentamiento global y disminucin de la capa de ozono.A nivel laboratorio los oxidantes utilizados para oxidar alciclohexanol son el permanganato de potasio y dicromatosin embargo, ambos son dainos tanto para el estudiantecomo para el ambiente. Un proceso alternativo para lasntesis de cido adpico ha sido descrito recientemente yconsiste en la oxidacin de ciclohexeno con H2O2 enagua, un oxidante ms benigno ambientalmente,catalizada por tungstato de sodio (6, 8).Draths y Frost propusieron un mtodo alternativo parapreparar dicho cido a partir de D-glucosa, convirtindolapor medio de la accin de enzimas microbiales en cidomucnico, que posteriormente puede reaccionar conhidrgeno en presencia de un catalizador para producir elcido adpico (Figura 2). Para convertir D-glucosa encido mucnico combinaron dos caminos biocatalticosadaptados de procesos biolgicos naturales. El primero esel camino metablico por el cual los aminocidosfenilalanina, tirosina y triptfano los cuales contienenanillo bencnico- son sintetizados a partir de D-glucosa.La secuencia natural que conduce a estos aminocidosprocede a travs de un intermediario llamado cido 3-dihidroshikmico considerado la molcula clave para lasntesis del cido adpico. Ellos encontraron que podanmaximizar el rendimiento de dicho intermediario usandouna mutante manejada genticamente de la bacteriaEscherichia coli, codificada AB2834 (3).

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CONDICIONES DE REACCINALTERNASEl agua es un solvente comn, sinembargo muchos de los compuestoselaborados en la industria qumica soninsolubles en agua. Esto significa quelas reacciones y la purificacin deproductos son a menudo realizadas ensolventes orgnicos. Varios de loscompuestos orgnicos voltiles usadoscomo solventes son txicos, irritantes oan posibles carcingenos por lo queactualmente se est buscando eliminar eluso de stos o bien reemplazarlos poralternativas ms seguras como loslquidos inicos (5).Los lquidos inicos son sales que sonlquidas a temperatura ambiente.Usualmente estn formados de un catinorgnico voluminoso y un ioninorgnico ms pequeo como en elcloruro de 1-etil-3-metilimidazolio-cloruro de aluminio, ellos pueden serutilizados como solventes orgnicos paradisolver una amplio rango de molculasorgnicas incluyendo aceite crudo,tintas, plsticos, y an ADN. Sinembargo son considerados verdes debidoa que, a diferencia de los compuestosorgnicos voltiles, muchos de estoscompuestos tienen presiones de vapormuy bajas y pueden ser reciclados yreusados repetidamente. Adems estoslquidos tienen propiedades interesantesque pueden ayudar a la sntesisindustrial, tales como rangos lquidos enel orden de 300 C y una buenaestabilidad trmica (9).

DISEO DE PRODUCTOSQUMICOS MS BENIGNOSLos surfactantes son molculas queposeen en su estructura una partehidroflica y una lipoflica que les

permite una gran diversidad de aplicaciones en industriascomo las de limpieza, pinturas, manufactura de polmeros,produccin de alimentos, entre otras.Existen actualmente surfactantes fcilmentebiodegradables y en algunos casos elaborados a partir defuentes renovables tales como carbohidratos (sucrosa yglucosa) o aceites de plantas. Un ejemplo de ellos son losalquilpoliglucsidos (APG), sin embargo, aunqueproceden de fuentes renovables, no son naturales en elsentido de que no provienen directamente de unorganismo vivo. Actualmente varios biosurfactantessecretados bajo ciertas condiciones por algunas bacterias,levaduras y hongos estn recibiendo un especial interspor parte de los investigadores. Recientemente ha sidointroducido en el mercado americano un producto delimpieza de uso domstico que usa un surfactanteramnolpido (lpido basado en azcar ramnosa)recolectado a partir de la bacteria Pseudomonasaeuroginosa. Los surfactantes son producidos cuando elnirgeno est en baja concentracin y existe una fuenteapropiada de carbono (Figura 3) (5).

CONCLUSINLa qumica verde es un rea de reciente desarrollo quecombina la qumica innovativa con beneficios econmicosy ambientales, ofreciendo un mtodo basado en la cienciapara resolver algunos de nuestros problemas decontaminacin ms importantes. El xito de stadepender del inters y compromiso que muestren tantoel sector acadmico como el industrial por encontrarcaminos creativos para minimizar el impacto humano yambiental de sustancias dainas, sin detener el progresocientfico.

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BIBLIOGRAFAAnastas, P.T., Warner, J.C. 1998. GreenChemisry: Theory and Practice. OxfordUniversity Press, New York.Cann, M.C., Connelly, M.E. 2000. RealWorld Cases in Green Chemistry.American Chemical Society,Washington, D.C.Emsley, J. 1994. A cleaner way to makenylon. New Scientist. 141(1916): 15.http://www.epa.gov/opptintr/greenchemistry/docs/general_factsheet_spanish.pdf

Cuadro 1. Los Doce Principios de la Qumica Verde

Prevencin. Es mejor prevenir la formacin de residuos que tratarlos o eliminarlos despus de que han sido generados.Economa del tomo. Los mtodos sintticos deben ser diseados para maximizar la incorporacin de todos los materialesusados en el producto final.Sntesis Qumicas menos Dainas. Dondequiera que se realicen, los mtodos sintticos deben ser diseados para usar ygenerar sustancias que posean poca o ninguna toxicidad paa la salud humana y el medio ambiente.Diseo de Qumicos ms Seguros. Los productos qumicos deben ser diseados para efectuar la funcin deseada mientrasminimizan su toxicidad.Solventes ms Seguros y Auxiliares.El uso de sustancias auxiliares (ejm, solventes , agentes de separacin, etc) debernser innecesarios donde quiera que sea posible e inocuos cuando sean usados.Diseo con Eficiencia de Energa. Los requerimientos de energa de los procesos qumicos deben ser recognized por suimpacto econmico y amiental y debe ser minimizado. Si es posible, los mtodos sintticos deben ser conducidos atemperatura y presin ambiente.Uso de Materia Prima Renovables. La materia prima debe ser renovable ms bien que agotable siempre que sea factibletcica y econmicamente.Reduccin de Derivados. La derivatizacin innecesaria (uso de grupos bloqueadores, proteccin/desproteccin, modificacintemporal de procesos fsicos y qumicos) debe ser minimizada o ser evitada si posible, ya que tales pasos requierenreactivos adicionales y pueden ser generados residuos.Catlisis. Reactivos catalticos (tan selectivos como sea posible) son superiores a los reactivos estequiomtricos.Diseo para la degradacin. Los productos qumicos deben ser diseados de manera que al final de su funcin se degradenen productos inocuos y no persistan en el ambiente.Anlisis en Tiempo-Real para Prevenir la Contaminacin. Necesitan ser desarrolladas metodologas analticas que permitanen un tiempo real, un monitoreo del proceso y control antes de la formacin de sustancias dainas.Qumicos inherentemente ms seguros para prevenir accidentes. Las sustancias y la forma en queuna sustnacia es usadaen un proceso qumico debe ser seleccionada para minimizar el potencial de accidentes qumicos, incluyendo liberaciones,explosiones, fuego, etc.

Anastas y Warner (1)

http://www.greener-industry.orghttp://www.uoregon.edu/%7Ehutchlab/greenchem/newsbrief.htmlKirchhoff, M.M. 2001. Topics in Green Chemistry.Journal of Chemical Education. 78(12): 1577.Reed, S.M., Hutchison, J.E. 2000. Green Chemistry in theOrganic Teaching Laboratory: An Environmentally BenignSynthesis of Adipic Acid. Journal of Chemical Education.77(12): 1627.Renner, R. 2001. Ionic liquids: An industrial cleanupsolution. Environmental Science & Technology. 35(19):410A.Ryan, M.A., Tinnesand, M.J. 2002. Introduction to GreenChemistry. American Chemical Society.

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Tabla I. Comparacin de la Economa del tomo en la Sntesis Tradicional y Sntesis Verde del Ibuprofeno.

Reactivos Peso Frmula Peso Frmula Pesomolecular molecular molecular

Sntesis Tradicional

C10H14 134 C10H13 133 H 1

C4H6O3 102 C2H3 27 C2H3O3 75

C4H7ClO2 122.5 CH 13 C3H6ClO2 109.5

C2H5Ona 68 0 C2H5ONa 68

H3O 19 0 H3O 19

NH3O 33 0 NH3O 33

2H2O 36 HO2 33 H3 3

Total Ibuprofe-no Residuos

C20H42NO10ClNa 514.5 C13H18O2 206 C7H24NO8ClNa 308.5

Sntesis Verde

C10H14 134 C10H13 133 H 1

C4H6O3 102 C2H3O 43 C2H3O2 59

H2 2 H2 2 - 0

CO 28 CO 28 - 0

Total Ibuprofe-no Residuos

C15H22O4 266 C13H18O2 206 C2H4O2 60

Porcentaje de economa del tomo = (PM ibuprofeno/PM todos los reactantes) x 100 = (206 / 514.5) = 40%Porcentaje de economa del tomo = (PM ibuprofeno/PM todos los reactantes) x 100 = (206 / 266) = 77%Cann (2)

Usado en ibuprofeno No usado en ibuprofeno

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Figura 2. Sntesis verde de cido adpico.http://www.greener-industry.org (5)

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Figura 3. Estructuras de surfactantes naturales.http://www.greener-industry.org (5)

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disponibles y su consumo), es cada aomas negativo. La escasez vaacompaada adems de una prdida decalidad por causa de la salinizacin ycontaminacin crecientes de losacuferos, hacindolos cada vez msinapropiados para el uso agrcola yhumano. Los expertos calculan que enun futuro el despliegue tcnico para laproduccin de agua potable es ms caro.Tambin calculan que en un futuro eldespliegue tcnico para la poblacin deagua potable y el consiguiente costo queesto acarrear, aumentar el precioconsiderablemente (tabla 1).La contaminacin del agua ocasionadapor la irresponsabilidad del hombre,cada da es un problema ms grave parala humanidad. Este es el caso de lacontaminacin de ros y lagos de dondeel ser vivo adquiere el agua necesariapara poder subsistir y para satisfacer susnecesidades primordiales. El hombresiempre ha vivido en contacto con elsuelo, el cual le proporciona su alimentoen forma de cereales, hortalizas, frutos,etc. La contaminacin puede procederde la descarga de agua contaminada deuso industrial, excrementos humanos yanimales, fertilizantes, riego agrcolacon aguas residuales o contaminadas.Las enfermedades infecciosasrelacionadas con la contaminacin delagua con residuos orgnicos causaenfermedades infecciosas al beberla, alcomer alimentos infectados con ella o alusarla en la higiene. Las enfermedadesms comunes de esta contaminacinbiolgica son tifoidea, clera,salmonelosis, disentira, etc. Las aguasresiduales pueden definirse como aguasque provienen del sistema deabastecimiento de agua de unapoblacin, despus de haber sido

modificadas por diversos usos en actividades domesticas,industriales y comunitarias siendo recogidas por la red dealcantarillado que las conduce hacia un destino apropiado.De acuerdo con su origen, las aguas residuales puedes serclasificadas como:DomsticasIndustrialesInfiltracin y caudal adicionalesPluvialesLas aguas residuales de uso domstico que son las aguasutilizadas con fines higinicos (sanitarios, cocinas,lavanderas, etc.) consisten bsicamente en residuoshumanos que llegan a las redes de alcantarillado pormedio de las descargas de las instalaciones hidrulicas dela edificacin. Las aguas residuales se caracterizan por elolor caracterstico que es causado por los gases formadosen el proceso de descomposicin anaerobia.La apariencia de las aguas residuales es grisceo y losresiduos cambian de gris a negro. Esto es de extremopeligro, en su contenido, principalmente debido alelevado numero de organismo patgenos (virus, bacterias,protozoarios) causantes Las aguas residuales domesticasestn constituidas en 99% por agua y apenas el 0.1% deslidos suspendidos, coloidales y disueltos. Sin embargoesta pequea fraccin de slidos es la que presenta losmayores problemas en el tratamiento y su disposicin,aqu el agua es apenas el medio de transporte de losslidos (ver la figura 1 donde se muestra la composicingeneral de las aguas residuales domesticas).

MATERIALES Y METODOSCon base a lo mencionado y las caractersticas de las aguaresiduales el tratamiento elegido en este trabajo consisteen tres filtros (ver figura 2) el filtro uno esta constituidopor arena, filtro dos alumbre (sulfato de aluminio) y eltercer filtro con carbn activado. Al finalizar el filtrado alagua obtenida se le agrega cloro de 1 - 1.5 ppm, paradesinfectarla. El filtro de arena (lecho de arena): Aqu elagua atraviesa por una capa de arena compacta, con gravadonde quedan retenidas las partculas slidas. El filtro dearena funciona mejor si el tamao de grano de la arenatiene entre 2-4 mm de dimetro. Es un mtodo que seaplica bastante por su sencillez y bajo costo. Alumbre(Al2(SO4)3): Segundo filtro, que sirve como coagulante

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qumico. Coagulacin: En agua bruta,despus del desbaste contienenimpurezas en solucin y en suspensin.La materia dividida en partculas ensuspensin tiene una gama de tamao departcula de 10-7 a 10-1mm. Los coloidesde arcilla inorgnica oscilan en tamaode 10-6 a 10-3mm que forma elcomponente dominante de las partculasen suspensin. El componenteminoritario es el de los coloidesorgnicos y microorganismos dado sutamao muy pequeo, la materia ensuspensin tiene una velocidad desedimentacin despreciable, ya seaorgnico o inorgnico.El proceso de coagulacin utiliza lo quese conoce como coagulante qumico(por ejemplo, sulfato de aluminio osulfato frrico) se aaden al agua bruta yse lleva a cabo una mezcla rpida du-rante un breve periodo (20 a 60s). Estose hace con el objetivo de formar unmicroflculo. Este se produce comoresultado de desestabilizacin de lasimpurezas inicialmente estables ensuspensin, seguida de la formacin depuentes entre partculas. Habindoseformado el microflculo se forma unfloculo de tamao adecuado que puedesedimentar por gravedad.Uno de los coagulantes ms importanteses el Sulfato de aluminio por que escorrosivo en s mismo, se envasa conagua. Cuando se aade la almina alagua bruta, se produce las siguientesreacciones:Al2(SO4) . 14H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3Ca(SO4) + 14H2O + 6CO2

Carbn activado (tercer y ltimo filtro)evita olores y color, es un materialporoso que tiene la propiedad deadsorber determinadas substancias tales

como metales pesados, algunos productos empleados en lacloracin, etc. Slo es capaz de retener molculas de undeterminado tamao. Puede saturarse despus de untiempo. Esto ocurre generalmente tras un mes defuncionamiento continuo. El carbn activado no afecta alos valores de pH o dureza del agua. La cloracin, este esel ultimo paso en la filtracin de agua. Esto es eficaz en elcontrol de transmisiones de las enfermedades bacterianas,lo que no ocurre con algunas enfermedades vricas debidoa la resistencia de los virus. Los parsitos, s estncontenidos en el interior de organismos ms grandes, sonms resistentes a la cloracin. En el agua, el clororeacciona como sigue:Cl2 +

memorias xxii (pedefe) - qb.uson.mx · el evento denominado muestra estudiantil es una tradición...

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