semillero de fibras naturales y producciÓn local …
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SEMILLERO DE FIBRAS NATURALES Y PRODUCCIÓN LOCAL
DISEÑO, PENSAMIENTO Y CREACIÓN
Investigación Proyecto de Grado
Presentado por
Luisa Fernanda Mora Zapata
Presentado a
Andrés Téllez
Juan Manuel España
Universidad Jorge Tadeo Lozano de Bogotá
2020
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MoFu (Morador Fúngico)
Resumen
Los hongos son organismos claves para el desarrollo de millones de especies dentro del
ecosistema que habitan, poseen cualidades de convivencia con otros seres, contribuyendo a
su supervivencia por medio del sustento y mantenimiento.
En consecuencia de las acciones de muchas generaciones atrás el ser humano de hoy se ve
envuelto en un ecosistema saturado de desechos plásticos en donde grandes cantidades no
son reciclables o reutilizables. Por consiguiente unos acaban posándose en nacimientos de
agua dulce o incluso conviviendo en el océano con otros animales, otra parte acaba siendo
parte de bosques y montañas.
Además de las afectaciones después de usarlos y desecharlos. La producción de estos trae
consigo impactos negativos al medio ambiente, ya que para la obtención de la materia
prima se requiere llevar a cabo procesos que desgastan el medio.
La investigación en desarrollo propone integrar no solo esta facilidad de convivencia con
otros elementos de la naturaleza sino también plantear la alternativa de sustitución del
plástico en distintos artículos cotidianos de un solo uso.
Palabras clave: micelio fúngico, biomaterial, hongos, biodegradable, biopolímeros,
materiales compuestos.
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Tabla de contenido
Resumen ____________________________________________________________________ 2
1. Introducción _____________________________________________________________ 4 1.1 Planteamiento del problema ________________________________________________________ 4 1.2 Justificación ______________________________________________________________________ 6 1.3 Alcances ________________________________________________________________________ 7
2. Objetivos __________________________________________________________________ 7 2.1 Objetivo General _________________________________________________________________ 7 2.2 Objetivos específicos ______________________________________________________________ 8
3. Marco de referencia _________________________________________________________ 8 3.1 Marco teórico ____________________________________________________________________ 8 3.1.1 Materiales Compuestos ___________________________________________________________ 8 3.1.2 Biopolímeros ___________________________________________________________________ 9 3.1.3 Reino Fungí ___________________________________________________________________ 10 3.1.4 Sector de aplicación _____________________________________________________________ 14 3.1.5 Embalaje y Transporte ___________________________________________________________ 19 3.2 Estado del arte __________________________________________________________________ 24 3.2.1 Ecovative design _______________________________________________________________ 24 3.2.2 MycoFlex _____________________________________________________________________ 25 3.2.3 Krown.bio _____________________________________________________________________ 26 3.2.4 Bolt Threads ___________________________________________________________________ 26 3.2.5 MycoWorks ___________________________________________________________________ 27 3.2.6 Muskin _______________________________________________________________________ 28 3.2.7 Mycomaker ___________________________________________________________________ 28 3.2.8 Biohm ________________________________________________________________________ 29 3.2.9 Tŷ Syml _______________________________________________________________________ 29 3.3.1 Caracara ______________________________________________________________________ 30
4. Metodología ______________________________________________________________ 31 4.1 Estrategia metodológica ___________________________________________________________ 31 4.2 Métodos y materiales _____________________________________________________________ 33 4.2.1 Aislamiento ___________________________________________________________________ 33 4.2.2 Selección _____________________________________________________________________ 34 4.2.3 Purificación ___________________________________________________________________ 34 4.2.4 Cultivo _______________________________________________________________________ 34 4.2.5 Preservación __________________________________________________________________ 34 4.2.6 Identificación __________________________________________________________________ 35 4.2.7 Experimentación con desechos propuestos desde el semillero __________________________ 35
5. Resultados _____________________________________________________________ 37 5.1 Propuesta de diseño ______________________________________________________________ 37
Glosario ____________________________________________________________________ 41
6. Conclusiones ____________________________________________________________ 42
Bibliografía _____________________________________________________________ 43
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1. Introducción
La universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano, en su programa de Diseño Industrial por
medio de su modalidad de grado, semillero de fibras naturales y producción local diseño,
pensamiento y creación. Tiene como iniciativa investigar e intervenir en campos con el
potencial de adaptar alternativas de obtención y transformación de la materia prima, en gran
parte fibras naturales. Consolidando soluciones sostenibles y con un mayor porcentaje de
biodegradabilidad.
A continuación los temas que se abordarán se desarrollan bajo la premisa de obtención de un
material completamente biodegradable a base de micelio fúngico, dotado de características
con capacidades que guardan similitud entre algunos materiales compuestos o derivados del
petróleo, en respuesta a proporcionar una disyuntiva en el uso de artículos plásticos de un
solo uso.
Los objetivos planteados para este trabajo rastrean la oportunidad de implementar
metodologías externas en la incorporación de especies autóctonas de la Sabana Norte,
analizando sus propiedades y las que se pueden distinguir con modificaciones en el medio.
1.1 Planteamiento del problema
El petróleo, la fuente de energía más importante en la actualidad, conserva el rango más
alto en la elaboración de productos por sus diferentes ventajas como oportunidad de poder
producirlos con propiedades variadas, costos de producción y adquisición, su versatilidad y
demás beneficios que han permeado en la industria y preferencia de consumo en el
mercado.
Sin embargo, el impacto ambiental que provoca, ha dejado con daños irreversibles distintos
recursos que utilizamos a diario. (BBC, iWonder, 2015)
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El cambio climático es uno de los factores que sufre las consecuencias, actualmente la
acumulación de Co2 en la atmósfera de debe a la actividad de quema de combustibles
fósiles y los modelos de agricultura industrial, haciendo parte el transporte de la mercancía.
De forma semejante a esta problemática, el empobrecimiento local y devastación ambiental,
son resultantes de las actividades que se desarrollar durante el proceso, como la
exploración, la perforación, la extracción, la refinación, el consumo y su transporte.
(Martínez, 2019)
La contaminación sobre el agua y el aire han sido mitigados por el comportamiento de los
vientos, corrientes oceánicas y las ondas de temperatura ya que circulan entre grandes
bosques. Por ejemplo, los bosques tropicales se caracterizan por tener agua dulce gracias a
su complejo sistema de reciclaje de aguas.
Sin embargo bosques y manglares no cuentan con la capacidad de abastecimiento de aire y
fuentes hídricas limpias para todo un continente y es por esto que se han buscado
alternativas para reemplazar algunos de los productos y servicios que se obtienen a partir de
procesar el petróleo. (Miriam Janet Gil, 2012)
Con tantos beneficios que ofrece este recurso, el hombre se enfrenta a un desafío y consiste
en mantener su subsistencia haciendo su uso racional en energéticos como el gas, la
gasolina y la electricidad ya que esto representa un cambio al equivalente de insumos
naturales que se requieren para llevar dicha acción, como la madera de los bosques para
producir carbón y leña. En consecuencia esto puede garantizar a futuras generaciones la
posibilidad de utilizar los servicios que se producen a partir de él. (Mariana Cardona, 2009)
Artículos de un solo uso al ser elaborados con petropolímeros, como lo son vasos,
cubiertos, platos de plástico, icopores igualmente en todas sus presentaciones, empaques de
alimentos y de todo tipo, son la principal amenaza, que por todas partes están crean islas
repletas de estos elementos. Por esta razón los biopolímeros sobresalen como una
alternativa viable, sostenible y factible para la transformación del material con el que se
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producen estos utensilios. Y se muestra como una tendencia con ventajas potenciadas por
ser una solución desde la raíz del problema.
1.2 Justificación
La iniciativa de trabajar con materiales compuestos biopolimeros se debe a la pluralidad de
elementos con los que se puede disponer y de diferentes orígenes como: biomasa,
monómeros y organismos. Además de la facilidad para obtenerlos, por ejemplo al final del
ciclo de transformación y/o desechos en procesos agrícolas. Esto hace que los insumos
tengan un origen de fuentes renovables. (Menéndez, 2015)
Adicionalmente poseen una configuración química que facilitan la adición de otros
materiales como plastificantes y polímeros derivados del petróleo, para reforzar su
estructura sin perder la cualidad de ser biodegradable, reciclable y en la mayoría de
resultados, compostable. Esto sucede al degradar la materia orgánica muerta, prosigue a
realizar el reciclaje del residuo y su resultante es un nutriente para otra planta o un mismo
suelo.
Consigo trae ventajas para poder trabajar con el material en diferentes presentaciones,
desde bloques a láminas de calibres muy bajos y así aplicarlo para cubrir diferentes
necesidades y ofrecer más alternativas en el momento de reemplazar petropolímeros, que es
su mayoría es el objetivo principal. (VALERO-VALDIVIESO, 2013)
El principio consiste en fusionar el diseño insdustrial con este material que posiblemente
este compuesto y reforzado con fibras de origen vegetal (biobasado). Tomando las ventajas
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que proporciona en el cuidado del medio ambiente y la alternativa del modelo lineal de
comprar, tirar y comprar.
Obedeciendo el principio de la economía circular, que se distingue por tener en cuenta
tomar como punto de partida el diseño, los ciclos biológicos y técnicos de un producto,
material y componente para mantener su nivel de uso a los niveles más altos. (Mariana
Cardona, 2009)
Al día de hoy hay empresas que se destacan por tener este objetivo y trabajan en el
desarrollo de materiales a base de micelios fúngicos con el propósito de utilizarlos como
reemplazo en algunos objetos con características livianas, aislantes o con niveles óptimos
de flotabilidad. Estas empresas son Ecovative design, Krown.bio, Bolt Threads, Myco
Works, HemCell, Yield10, Full Cycle bioplastics, Ce+p y Amyris.
La mayoría de estas empresas trabajan con micelios o con bacterias (PHA).
1.3 Alcances
1. Demostrar en el sector de artesanías la versatilidad del material como embalaje por medio
de determinados ejemplares.
2. Desarrollar la propuesta final desde una comprobación artesanal.
3. Conformar figuras básicas que permitan observar el comportamiento del material.
4. Obtener figuras sólidas con la combinación propuesta de fique o tusa de maíz como
desecho agroindustrial.
2. Objetivos
2.1 Objetivo General
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Comprender el material a base de micelio fúngico como una alternativa a empaques y
embalaje convencional, utilizados en el sector artesanal en la rama de la alfarería.
2.2 Objetivos específicos
Identificar las oportunidades de uso de desechos agroindustriales específicos como tusa de
maíz y fique.
Generar hallazgos en la réplica de distintas prácticas existentes de biofabricacion con
micelio fúngico.
Someter a pruebas de flexibilidad y resistencia los resultados experimentales que se
obtengan de las metodologías aplicadas.
Constatar la efectividad de resistencia frente agentes externos del biomaterial obtenido.
3. Marco de referencia
3.1 Marco teórico
3.1.1 Materiales Compuestos
Los materiales compuestos son el resultado de la unión entre dos materiales de diferentes
orígenes, físicamente distintos y cuenta con la posibilidad de separarse mecánicamente; al
sintetizarse mejoran entre sí propiedades físicas o mecánicas garantizando las cualidades de
los dos materiales originales, haciéndolo superior. Hull (2003)
Estos materiales requieren una matriz que le proporciona cohesión, estas pueden ser
metálicas, cerámicas o poliméricas. Además hay un número significativo de refuerzos
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fibrosos que aportan rigidez y resistencia tales como, fibras de vidrio, fibras de carbono,
fibras de boro, fibras metálicas, fibras aramidas o fibras naturales. (AIMPLAS, 2016)
3.1.2 Biopolímeros
Por lo mencionado anteriormente, los biopolímeros son materiales que entran dentro de
esta categorización, ya que son plásticos que pueden tener completa o parcialmente
material biológico. “Bio” es el prefijo que denomina su origen (biobased), vegetal o
animal. ErcrosBio Su otra parte tiene distintos orígenes y es así como reciben una
clasificación, en primer lugar puede tratarse de biopolímeros a partir de recursos
renovables (celulosa y almidón) más conocidos como bioplásticos, de otro modo pueden
ser biodegradables basados en bio monómeros o monómeros derivados (aceites vegetales
y ácido láctico). Finalmente producidos o sintetizados por microorganismos (PHA) es
decir, polihidroxialcanoatos.
(mexpolímeros, 2020)
Dentro de sus ventajas, haciéndole frente a termoplásticos comunes mantienen
características de manejo industrial, como la extrusión, termo formado, inyección y
soplado. De igual forma se manejan matrices para la disposición del material, se usan
rellenos renovables, generalmente fibras naturales, como el cáñamo y el lino que son fibras
de refuerzo, existe una gama amplia de rellenos que contribuyen en el equilibrio de costos y
la producción de CO2 al descomponerse. Por años en la industria se ha utilizado el
almidón, un polisacárido que se obtiene en maíz, papa, arroz, trigo, cereales, aceites,
melaza, etc. Al añadirle sorbitol o glicerina (plastificantes) lignina y fibra de celulosa, se
obtiene el almidón termoplástico.
Y en comparación con los polímeros conseguidos con recursos fósiles, este bioplástico es
más sencillo de procesar en compostaje industrialmente. (VALERO-VALDIVIESO, 2013)
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Figura 1. Polímeros biodegradables. Adaptado de Juan M. España.
Se ha demostrado que pueden producirse a partir de otro tipo de fuentes naturales, por
ejemplo está el alginato a partir de algas pardas, o la cutina, bio poliéster hallado en la piel
de los tomates.
También hay bases con los exoesqueletos de insectos y crustáceos.
Esto evidencia que los biopolímeros en parte están elaborados por biomasa y se entiende de
este término como el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o de
transformación natural. De los cuales puede obtenerse energía con distintos procesos tanto
naturales como artificiales. (mexpolímeros, 2020)
3.1.3 Reino Fungí
Existe un reino a menudo confundido con el vegetal, se trata del reino fungí. Los hongos
desarrollan diferentes y cruciales funciones dentro del ecosistema, hacen parte de sistemas
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complejos de reciclaje dentro de la naturaleza, donde descomponen residuos de origen
animal y vegetal, lo transforman para que posteriormente los nutrientes queden al servicio
y disposición de otras plantas, animales y desarrollo de la vida humana.
Son seres con la capacidad de sobrevivir en cualquier sustrato y cualquier medio del
ecosistema, sus cualidades son aprovechadas principalmente en la industria alimenticia y
farmacéutica. (Society, 2017)
Es pertinente hacer una diferenciación entre hongos y plantas. Cabe mencionar que los
seres vivos se clasifican por reinos, las plantas hacen parte del reino vegetal y los hongos
poseen características propias y particulares. Que los diferencian y sitúan en el reino fungí.
Ambas necesitan oxígeno para sobrevivir, se reproducen por esporas pero los hongos no
producen clorofila. Sin embargo una de las diferencias más sobresalientes, es que los
hongos no realizan el proceso de fotosíntesis y son heterótrofos, es decir, consiguen su
alimento a partir de otro ser vivo.
(Fungiturismo, 2017)
Elaboración propia, 2020.
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En cuanto a su alimentación, estos individuos se alimentan de diferentes sustratos, el hongo
produce enzimas, que actúan en el sustrato y en consecuencia descomponen polisacáridos,
proteínas y lípidos; finalmente estos son absorbidos por las hifas del micelio nuevamente,
es decir la raíz del fruto que normalmente vemos sobre la superficie. (Sánchez, s.f.)
Por otro lado las hifas en su generalidad pueden presentarse de dos formas, septadas y
aseptadas; los septos son paredes que controlan paso de determinadas sustancias por medio
de poros. Dependiendo de donde se encuentre situados estos filamentos cumplen funciones.
Por ejemplo, las que se encuentran en el himenio, es dónde se desarrollan como alojadores
de esporas y forman los sacos para estas, dependiendo la especie. (MICROSCOPIA DE
SETAS - LAS HIFAS, s.f.)
Elaboración propia, 2020.
Los hongos tienen dos formas de reproducirse, sexual y asexual. La sexual ocurre de dos
formas bien sea telemorfosis en donde una hifa secreta feromonas y provoca cambios
morfológicos en otra. O cigotropicamente, en donde las hifas crecen para encontrarse y
fusionarse. La manera asexual ocurre por esporas formadas en el himenio y liberadas por
las estructuras denominadas como lamelas, que son filamentos ubicados en la parte inferior
del fruto del hongo.
(Maria Caridad Cepero de García, 2012)
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Una vez reproducidos, la espora debe encontrar el medio ideal para alimentarse y crecer,
dos características que deben poseer el espacio, humedad entre un 70% y oscuridad, estas
dos condiciones permiten que las células se reproduzcan con éxito.
Otro agente que varía según la especie es la temperatura, es pertinente aclarar que un hongo
se “incinera” por encima de los 50° y se “congela” a los 10°. Pero generalmente las
especies mesófilas encuentran la temperatura indicada entre 11° y 35° (Maria Caridad
Cepero de García, 2012)
Dentro de los tipos de hongos, hay tres variaciones: saprótofos, parásitos y
simbióticos. Los hongos saprótofos o saprobios obtienen sus nutrientes en materiales
orgánicos inertes vegetales o animales.
Los hongos parásitos Son huéspedes que viven dentro o sobre organismos vivos y absorber
sustancias que estos necesitan causando enfermedades o la muerte misma.
Los hongos simbióticos viven unidos a otros organismos en donde ambos salen
beneficiados, dentro de estos hay dos categorías, las micorrizas. Que es el micelio adherido
a la raíz de la planta. Optimiza la alimentación de la planta.
Y el liquen, es el micelio adherido a un alga, en donde el hongo propicia la superficie y
proporciona condiciones adecuadas para que el alga colonice en zonas de difícil acceso.
(Maria Caridad Cepero de García, 2012)
Estos organismos en relación a la industria tienen gran participación desde la ciencia, la
culinaria, pasando por la medicina o farmacéutica más específicamente, hasta el diseño
y arquitectura.
Este es un material que demuestra gran potencial con su principio de crecimiento/
aglutinante, característica única del material, que le permite solidificar desechos
agroindustriales amorfos dentro del molde de la figura final, así conformando un
material con una gradación amplia de características físicas y mecánicas. Avances que
le abren paso a la industria junto a la tecnología. Por ejemplo, este permite la
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transformación por medio del corte láser, o como es usualmente utilizada la compresión
fría o con calor para alguna forma o grosor deseado. (Houette, 2020)
Por medio de modificaciones de factores como la especie, el medio, el sustrato y el
método de manufactura, los hongos permiten versatilidad de elaboración de este
biomaterial, el cual por sus variaciones se puede ajustar a aplicaciones específicas.
(Elvin Karana, 2018)
3.1.4 Sector de aplicación
Para la selección del sector a trabajar se implementó un método de diseño controlado
(MDD) en el cual se propone experimentar y conocer el comportamiento del material y
posteriormente usar este conocimiento previo como un apoyo para el proceso de diseño.
Por las circunstancias que generó la contingencia lo primero que se tuvo en cuenta fue
hacer un esquema inicial que evidenciara sus actuales usos por parte de empresas que
han sentado unas bases conceptuales, teóricas y experimentales, con el fin de mapear
todo el contexto dentro de la industria que ya hace de este proceso parte de la industria,
además de no perder de vista las características del material con el que se plantean
nuevos retos.
Tomándolas como una referencia para el propósito que se visualiza a futuro y que
emerge desde el proceso artesanal que se plantea en este proyecto. Esto va desde
textiles, embalaje, piezas decorativas, paneles aislantes, elementos flotantes, paneles
modulares, carcasas, rellenos y zapatería.
Desarrollados en su mayoría por la empresa Ecovative design, la cual cuenta con varios
productos como EcoCradle, MycoComposite, Mycoflex y Atlas. A su vez a participado
con otras marcas y así mismo llevando cada vez más lejos el alcance y las
oportunidades de este material dentro de la industria.
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Y se elaboró otro esquema que permite el análisis de las cualidades del material e
incluso ventajas que este puede poseer por encima de otras fibras o materiales que se
implementan con fines similares. En paralelo a este proceso se realizaron
comparaciones con el material más afín en cuanto a propiedades físicas y utilitarias; el
poliestireno o más conocido como icopor, con la diferencia de que este se produce de
manera industrial.
Figura 2
Características del material
Resistente al fuego Ligereza
Resistente a la humedad Resistencia mecánica
Resistente al vapor Resistente a la humedad
Absorbe impactos Alta capacidad de aislamiento térmico
Aislante acústico y térmico Resistencia biológica
Renovable y compostable Resistente al vapor
Liviano Aislante acústico y térmico
Flexible
Ventajas frente a otros materiales
Son organismos con gran velocidad de
crecimiento
Versatilidad en sus aplicaciones y
presentaciones
Su reproducción es sencilla El mejor aislante térmico
Versatilidad en sus aplicaciones y
presentaciones
Se reintegra en el ecosistema en 3 meses a
un año
Se mezcla con desechos agroindustriales
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Nota. Adaptado de Mechanical, Physical and chemical characterisation of mycelium-
based composites with different types of lignocellulosic substrates. 2020 (Elsacker,
2019)
Por información que se obtuvo a partir de la investigación se centró la atención en un
cuadro que constató posibles sectores de interés para llevar a cabo la intención de
proteger el producto por medio de un envase.
Figura 3
Nota. Adaptado de seminario de empaques y embalajes para exportación. De Cámara y
comercio de Bogotá. 2020 https://bibliotecadigital.ccb.org.co/handle/11520/3049
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El cual se definió como sector de cerámicos artesanales, el interés de las artesanías se
origina desde la primera fase por la que pasan la mayoría de estudiantes que hacen parte
del semillero de investigación, el taller vertical de fibras naturales. En la misma medida
aprovechando este vínculo, se detectó la problemática de empaque y embalaje dentro
del sector de cerámicos artesanal en la técnica de alfarería. Después de la identificación
de una posible ruta, comenzó una investigación más a fondo de cómo es la realidad de
cada encargo. Así fue como se hizo contacto con tres miembros de diferentes
asociaciones que trabajan esta técnica, en distintas zonas del país.
En conclusión, la información que se obtuvo después de hablar con cada entidad arroja que
implementan métodos similares de embalaje y en cada despacho es imprescindible el uso
de:
1. Papel periódico
2. Papel burbuja
3. Hojas de plátano
4. Cartón y madera (guacales)
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5. Espuma rígida y blanda
6. Cinta
Los guacales o huacales son los contenedores destinados para el transporte y protección de
las piezas, este se elabora con maderas que estén a la mano.
Esto último esto hace que la unión de estos materiales dentro del guacal gane peso, eleve
los costos de envío y compra de estos componentes generen más gastos, y al final gran
cantidad de desechos.
Siendo esta una razón para provocar dificultades de acceso a mercados nacionales e
internacionales y a pesar de tomar todas estas medidas no se garantiza el completo cuidado
de la pieza.
A continuación hay una recopilación de fotos que muestran paso a paso como una pieza es
empacada.
Elaboración propia. 2020
Con el fin de continuar filtrando la información se planteó un esquema que obedece a
pautas a tener en cuenta para el desarrollo de una propuesta adecuada. Y poco a poco se
reforzando cada uno de estos de manera que, el aspecto de los impactos sociales,
ambientales y financieros dan razón a la alternativa de embalaje, costos, uso de
materiales y desechos generados.
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Genera un interés comercial y una innovación dentro de este contexto porque es un
sector escasamente investigado, por lo tanto no hay una solución hasta el momento a
esta problemática que afecta a las comunidades desde distintos ámbitos ya
mencionados.
Desde luego por material trabajado la propuesta es tentativa ya que el comportamiento
del material proporciona directamente la absorción de impactos y así mismo, al ser un
empaque que generalmente se desecha cubre el impacto negativo que esto generalmente
provocaría, reemplazándolo por un elemento biodegradable.
3.1.5 Embalaje y Transporte
Para profundizar en el tema del embalaje y comenzar una propuesta dentro de esta
categoría es necesario iniciar con una categorización de los elementos a trabajar. Según
el seminario de Envases y embalajes de la Cámara y Comercio de Bogotá en donde se
describe el envase primario, como aquel que tiene contacto directo con el producto.
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Luego el empaque secundario, es aquel que presenta al comercio dicho producto,
asegurando a su vez al mismo y por último el embalaje o de tercer nivel, que es aquel
que contiene el lote de productos, los protege y permite su transporte y almacenaje.
(Cámara y comercio de Bogotá)
En este mismo documento se muestran las funciones y adaptado a los parámetros de
diseño de este proyecto, disponiéndolos de la siguiente forma.
1. Contención total o parcial del producto.
2. Protección y conservación.
3. Comunicación, promueve su venta.
4. Facilita su fabricación.
5. Es cómodo de usar.
6. Y facilita el almacenamiento y distribución.
Luego está la unidad de transporte y se refiere al conjunto de embalajes unitarizados,
sobre una estiba o contenedor, donde se debe asegurar la inmovilización y cumplir las
normatividad legal de cada país.
Esta carga unitarizada es el cuarto nivel, es la carga transformada en una sola unidad
(UTI Unidad de Transporte Intermodal) esta es la forma en la que se optimiza espacio y
se facilita la manipulación y dependiendo del resultado de este proceso se afectan los
costos de importación o exportación. (Cámara y comercio de Bogotá)
Las paletas, estibas, pallets estas reguladas por la norma ISO 3394 y son fundamentales
y obligatorias al momento de transportar la mercancía por medio de grúas o cualquier
dispositivo mecánico que se implemente. (Procolombia, 2016)
Estas tienen dos clases, de la siguiente manera:
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Figura 4
Nota. Adaptado de Manual de empaque y embalaje para exportación. De Procolombia.
2016
https://procolombia.co/sites/default/files/manual_de_empaque_y_embalaje_para_export
acion.pdf
La selección de la paleta depende de su destino, del producto, del medio de transporte,
del almacenamiento y los medios disponibles de manipulación. Pero aquí en Colombia
se utiliza más la paleta americana, sin embargo cuando hay exportaciones a países
europeos esto se modifica. En general estas no deber soportar más de 1000 kg.
(Procolombia, 2016)
Los contenedores, son los que se implementan para transportar las cargas unitarizadas
vía marítima, terrestre y aérea, cada una de estas formas tiene contenedores con
características específicas. De estos hay diferentes tipos y cada uno de estos tiene una
acomodación distinta es su interior de las paletas. En la siguiente imagen se muestran
las medidas que optimizan el espacio disponible.
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Figura 5
Nota. Adaptado de Manual de empaque y embalaje para exportación. De Procolombia.
2016
https://procolombia.co/sites/default/files/manual_de_empaque_y_embalaje_para_export
acion.pdf
Si el transporte se realizar por vía marítima el contenedor más recomendable es el
metálico y los riegos por este medio pueden ser ondulaciones y temperaturas extremas.
Si el transporte se realiza por vía aérea se recomienda el uso de contenedores Inter
modulares o carga suelta y los riesgos por este medio pueden ser cambios bruscos de
temperatura, turbulencia y presión atmosférica.
Si el transporte se realiza por vía terrestre se puede llevar la carga suelta, sin embargo
las medidas de seguridad además del embalaje es la utilización de guacales de madera o
cajas. Y los riesgos por este medio pueden ser aceleraciones o frenos bruscos. (Allianz)
Por otra parte y no menos importante esta la ficha técnica o etiqueta que más allá de
comunicar solo la marca o información sobre la mercancía, cobra otro valor como lo
puede ser la inclusión de cupones, un sello de calidad de inviolabilidad y demás.
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La información que generalmente lleva es la fecha de caducidad, los modos de
manipulación, el código de lote, código de barras entre otros, esto varía dependiendo el
tipo de etiqueta y producto. (Procolombia, 2016)
Según el importador, las marcas y señales que deban llevar los envases, empaques,
embalajes de tercer y cuarto tipo deben cumplir con la reglamentación de cada país. Por
ejemplo las International Standarization Organization – ISO. Estas son implementadas y
conocidas alrededor del mundo.
Estas marcas están para evitar el fraude y la violación de las mercancías, hay tres tipos,
el primero es la de expedición en donde se indica información básica como el número
de unidades, el país de origen y destino, referencia etc.
El segundo tipo obedece a las informativas, estas contienen datos más específicos como
los puertos, el peso bruto y neto, dimensiones etc.
Y finalmente las de manipulación, que generalmente se trata de símbolos de cómo se
debe cargar, descargar o transportar la caja. (Procolombia, 2016)
Figura 6
Nota. Adaptado de Manual de empaque y embalaje para exportación. De Procolombia.
2016
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https://procolombia.co/sites/default/files/manual_de_empaque_y_embalaje_para_export
acion.pdf
3.2 Estado del arte
Se trae a continuación algunas empresas que en distintos ámbitos han desarrollado
tecnologías, aplicaciones y transformaciones de la materia prima con el enfoque de generar
alternativas que tienen menor impacto negativo en el medio ambiente.
Como primer incursor se encuentra Ecovative Design, es una empresa que se dedica a
generar alternativas al plástico desde las ramas de packaging, cuidado de la piel, textiles,
recubrimiento y comida. También han puesto en venta un kit para utilizar de manera más
informal, que facilita la creación de piezas con micelio.
Particularmente, The mycelium foundry es quien realiza el material con las raíces como
estructura y se mezcla con otros materiales para potenciar las características, se obtienen
materiales para macro estructuras.
3.2.1 Ecovative design
Es un referente importante para esta investigación ya que tiene historia en el hallazgo y
trabajo de este biomaterial. Se encuentra a la cabeza de las empresas con las que ha forjado
alianzas y comparten un mismo objetivo; con cada una de estas abarcando diferentes
frentes dentro de la industria.
También es una marca que se ha arriesgado a poner a prueba el material en distintos
entornos y diversas aplicaciones, siendo estos los espacios de prueba donde una vez
obtenido el biomaterial en el semillero, se tienen precedentes para iniciar una nueva etapa
de experimentación de resistencia. (Ecovative Design LLC, 2020)
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Tomado de Ecovative Design.
3.2.2 MycoFlex
La plataforma produce una estructura de micelio similar al foam, presentándose como una
alternativa completamente rentable para la industria del calzado y del cuero. Así mismo
MycoComposite utiliza las raíces para unir la materia orgánica como los bioproductos
agrícolas y las fichas de madera para producir materiales de composición vegana.
(Ecovative Design LLC, 2020)
Tomado de Ecovative Design.
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3.2.3 Krown.bio
Se define como una etiqueta de diseño que produce objetos seguros y sostenibles, bajo la
licencia de Ecovative Design. Ellos se refieren al micelio como “una alternativa para el
poliestireno expandido (EPS) o el polietileno expandido (EPP) y el polipropileno
expandido (EPP)” ya que han tenido bastantes exploraciones en el medio.
Una de ellas es los paneles para construcciones, más específicamente The growing Pavilion
en conjunto con la Compañía New Heroes Team, en donde hay una muestra de una
bioconstrucción que mezcla, arte e investigación, proponiendo alternativas para reducir el
impacto climático que conlleva elaborar estructuras similares pero en materiales
tradicionales. (Grown.bio, 2020)
Fotografía de Eric Melander. Eindhoven, Paises Bajos. 2019. The Growing Pavilion.
Company New Heroes.
3.2.4 Bolt Threads
Otra marca guiada por el slogan “Inspirados por la naturaleza. Diseñando para nuestro
futuro” es Bolt Threads con la marca Mylo. Conscientes de que la industria textil es una de
las que más contamina el medio ambiente, se especializa en la creación de telas y cueros,
creando productos como guantes, bolsos, camisetas y demás con estampados o formas
inspirados en la naturaleza. (Bolt Threads, 2020)
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Tomado de Bold Threads.
3.2.5 MycoWorks
Es una empresa, en un equipo de personas que trabajan para implementar una categoría
diferente dentro de la moda, que no es plástica ni de origen animal. Traen su primera marca
Reishi, es una plataforma mejorada que mezcla ciencia y diseño para mejor las cadenas de
suministro en cuanto a los accesorios, objetos de moda y lujo. Principalmente trabajan con
cuero de micelio, consiste en cuero similar al animal con acabados finos y grosores que se
asemejan más.
(Mycoworks, 2020)
Tomado de Myco Works.
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3.2.6 Muskin
Es una marca ecológica hecha de materias primas y el micelio de un hongo, inventada por
Zero Grado Space, en solución a la disputa de reemplazar el cuero animal y con el fin de
crear piezas de moda. Además de plantear una alternativa a todo el proceso que implica esta
industria desde el cultivo del animal a el procesamiento de la piel, energía y demás agentes
contaminantes y significaciones de valor económico. (Espace, 2017)
Tomado de Zero Grado Space.
3.2.7 Mycomaker
Es una organización fundada por estudiantes de Biología de Ecuador, actualmente es una
empresa que dicta talleres y hace ofrece el servicio de la elaboración de proyectos,
comenzó con un proyecto de macetría en donde alcanzaron 15 tipos de de modelos de
macetas completamente biodegradables y crece con nuevas aplicaciones de proyectos
experimentales.
Tomado de Myco Maker.
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3.2.8 Biohm
Es una empresa de investigación reconocida por trabajar con materiales biobasados siendo
su objetivo la revolución de la construcción, buscando así la sostenibilidad y eliminar el
concepto de desecho y contaminación de este proceso.
Ehab Sayed, diseñador, ingeniero, investigador es el fundador de esta empresa y su
disposición del conocimiento en medio de toda esta iniciativa es la de llevar la biomimética
a la industria. Su principio es completamente inspirador ya que aplica la idea de que los
sistemas de construcción deben estar diseñados previamente para la destrucción.
El micelio no contiene los compuestos sintéticos y basados en resina que pueden causar
humo tóxico nocivo y la rápida propagación de llamas durante un incendio. (Cita textual)
Tomado de Biohome.
3.2.9 Tŷ Syml
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Es una empresa experimental fundada por Adam Davies, Adam Humphrey y Daniel Davies
en Gales del Sur. Con la idea en mente de generar un impacto positivo en la industria que
produce objetos para el hogar, Tŷ Syml también se enfoca en la cultura Galesa, para la
producción de empleo y la formación de los locales, es decir con el propósito de vincular
escuelas y universidades como participantes proactivos de este movimiento localizado.
3.3.1 Caracara
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Es un estudio experimental de diseño que trabaja a partir de materiales biológicos que crea
instalaciones y colecciones de diseño. Tienen una colaboración permanente con Biohm.
“Promovemos una nueva ola de diseño nórdico sostenible” se trata de un referente
interesante al igual que Tŷ Syml ya que su apuesta incluye y conecta lugar en el que reside
el proyecto y las formas que se proponen rompen la convencionalidad de las vistas hasta
ahora.
Tomado de CaracaraCollective.
4. Metodología
4.1 Estrategia metodológica
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La metodología de doble diamante ha sido implementada en este proyecto ya que sus cuatro
etapas desglosan satisfactoriamente el proceso de análisis, síntesis y elaboración de una
propuesta.
La primera etapa de descubrimiento se dio sobre la elección de la temática de biopolímeros
y más adelante, por la misma línea de materiales producidos a partir de materias primas
renovables se halló el material a base de micelio fúngico y desechos agroindustriales. Junto
a la problemática de artículos plásticos de un solo uso.
Durante la etapa de experimentación y de reconocimiento de las características mecánicas
del material se definió el sector a trabajar, el embalaje de cerámicos artesanales. Además de
la exploración del material esta decisión se vio envuelta en un desarrollo social, acogiendo
la idea de innovación en el contexto entre otras determinantes.
El momento de ideación y bocetación está siendo experimentado a partir de pautas de
manuales de embalaje ya estipulados y desde luego a partir de las necesidades de
protección de piezas cerámicas artesanales.
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Y como última instancia, pero que se elabora a la par con la ideación de la propuesta de
llegar a pruebas experimentales desde casa. Por otro lado la conformación de un producto
modelado 3D con una visualización en contexto.
4.2 Métodos y materiales
En este trabajo se emplearon especies recolectadas de diferentes espacios, ya que el medio
fue expuesto al medio ambiente y de allí fueron obtenidas 7 ejemplares que hasta el
momento son desconocidos.
Los procesos a los que se sometieron, fueron: cosecha, selección y repique, purificación,
aislamiento, preservación y dos momentos de identificación durante sus etapas. A
continuación se describe con un poco más de detalle sobre el proceso.
Este método de obtención fue tomado de BIO FAB Chile, método 2: a partir de la esporada,
y se adapató a las instalaciones y herramientas disponibles en el momento
4.2.1 Aislamiento
El primer paso la conseguir las esporas fue la elaboración de medio, es decir la solución de
nutrientes en donde crecerían las diferentes especies recogidas de hongos. El agar de papa y
dextrosa es el medio comúnmente utilizado por sus propiedades para el crecimiento de
hongos y levaduras que atacan a las plantas vivas o materia vegetal muerta en
descomposición. Puede ser suplementado con antibióticos o ácidos para inhibir el
crecimiento bacteriano.
Tras su elaboración y disposición en cajas Petri se lleva a la exposición durante 20 minutos
en 7 distintos ambientes. Y se cierran con una película transparente plástica y se almacenan
en un lugar oscuro, incubando durante 8 días.
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4.2.2 Selección
Al pasar los 8 días se asegura el crecimiento de la o las distintas especies que habían crecido
dentro de las cajas. El procedimiento para realizar la selección es por medio de la
observación, es decir, se observó a nivel macro las cualidades de cada hongo como espacio
ocupado en la caja, color, crecimiento sobre otras especies, densidad y repetición de
crecimiento en las muestras. Esto para mantener la coherencia entre lo que se necesita para
la elaboración de biomaterial y las características que puedan influir del micelio.
4.2.3 Purificación
Para el momento de la purificación se presentó un extra crecimiento de algunas especies y
esto llevó a desechar algunas muestras, pero en las que aún se podía diferenciar el micelio.
Se preparó más PDA en otras cajas Petri y con una asa de aguja de bacteriología junto a una
fuente de calor para evitar la dispersión excesiva de esporas en el ambiente; se tomó parte
del micelio de las especies seleccionadas y se depositaron en el medio limpio. Este
procedimiento recibe el nombre de repique.
4.2.4 Cultivo
Para esta etapa las muestras no llegaron totalmente limpias pero la contaminación no
demostró ser completa.
Se tomaron estas nuevas muestras con las especies más aisladas, junto a una fuente de calor
y con una la punta de una micro pipeta se tomó cuidadosamente parte del micelio para
preservarla de la siguiente forma.
4.2.5 Preservación
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Se prepararon distintos viales de eppendorf en condiciones de esterilidad con solución de
agua destilada, agregando 6 ml y allí se depositó el fragmento de cada una las muestras
tomadas.
4.2.6 Identificación
Esta acción se ejecutó más como un procedimiento entre las etapas selección – purificación
y en el aislamiento. Esto a razón de que no se contaba con el equipo y el especialista en el
área de micología para su identificación.
En el segundo momento de aislamiento se logró una observación bajo el microscopio
(100x). El procedimiento se hizo tomando con cinta una muestra del hongo por la parte
pegante, se depositó sobre un portaobjetos una gota de azul de lactofenol y la cinta actuó
como cubreobjetos para poder observar. Se tomaron fotos de las muestras.
Hasta donde se dejó la etapa de experimentación se temía perder los avances del cultivo,
pero gracias a una evaluación de viabilidad de pruebas conservadas en agua destilada, se
mostró que la preservación puede ser efectiva, sin dañar la factibilidad de los ejemplares.
(Alarcon, 2006)
4.2.7 Experimentación con desechos propuestos desde el semillero
En vista de que la primera etapa de la experimentación no tuvo cabida en el desarrollo del
material para el proyecto a razón de que los hongos implementados para este tipo de
biomaterial son de orden de podredumbre blanca, y los de este cultivo eran de origen
parásito biotrófo.
De esta forma se comenzó a trabajar con un sorgo inoculado por la especie de hongos
Pleorotus Ostreatus, el cual fue adquirido de una micro empresa llamada Resetas de la
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montaña. Posteriormente se inició con ensayos de integrar fique y tusa con este sustrato
inoculado para la obtención del material deseado y propuesto desde el principio.
Todo este proceso finalmente se vio frustrado ya que fue un proceso que se desarrolló desde
el hogar a causa de la pandemia; las condiciones del entorno no eran las adecuadas como lo
hubiese sido trabajar en un laboratorio.
Sin embargo se elaboró un pequeño espacio estéril y controlado, el cual se utilizó para
trabajar con el inoculo puro, sin adicionar ningún elemento externo. El uso que se le dio fue
para la creación de unas muestras que permitirían el acercamiento al material, de tal manera
que se tomó una porción de este y se distribuyó en dos moldes plásticos cóncavos y uno
rectangular.
Luego se hornearon a 100° durante 1 hora y finalizó su proceso, al enfriarse este sirvió
como punto de partida para trabajar la propuesta de diseño.
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5. Resultados
5.1 Propuesta de diseño
Se desarrolló una propuesta demostrativa partiendo de las piezas más vendidas en el sector
artesanal, dos de estas son para jardinería y la otra es un utensilio de cocina.
Se trata de dos materas y una cazuela, las cuales se tomaron como referencia por tres
razones concretas, el semillero tiene un vínculo establecido con los artesanos de Boyacá, la
cerámica es un material frágil y allí se encontró una problemática en lo que se destaca como
la tercera razón y es que su forma de embalar estas piezas no es completamente práctica.
Se desarrollaron los siguientes bocetos, a raíz de seguir las premisas de:
Contener el producto completamente, así protegiéndolo, inmovilizarlo para asegurar su
distribución y transporte, su facilidad de apilamiento, al ser un empaque es un artículo de
un solo uso y al ser desechado este no representa ser un residuo contaminante ya que se
reintegra a la tierra después de 3 meses.
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Posteriormente se realizó un render para facilitar la visualización de los empaques junto a
las piezas cerámicas, y a partir de esto se desarrollaron los planos técnicos para el
desarrollo del modelo final.
Las características formales que posee el empaque para la matera rectangular corresponde a
una forma que se ajusta a la pieza, de manera que cubre las zonas más propensas como lo
son las esquinas y cuenta con dos canales que rodean ambas piezas para que por allí pase el
fique y finalmente se compacte. El empaque de la matera gota se conforma de dos piezas,
una base con una hendidura amplia para ubicar la pieza y en la otra cara otra hendidura para
colocar el nudo de fique, resultante de aseguración de todas las piezas y una caja con
canales de igual forma y una semiesfera interna que cuenta con un orificio para asegurar la
parte superior de la matera.
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Por otro lado el tercer empaque de las cazuelas comparte la misma base de la matera gota,
el cambio se efectúa en la altura y el orificio que posee la semiesfera interna de la caja.
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Para concluir se fabricaron los tres modelos de empaques correspondientes a cada producto
para la comprobación de su función y así plantear las ventajas que se proponen desde este
sistema en comparación con el que se ejecuta hoy en día en las comunidades artesanas.
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Glosario
Medio o sustrato: Base en la que crece un organismo, nutriendo e hidratando el individuo.
Biomasa: Es la materia orgánica de origen con potencial para ser aprovechada.
Asa: Herramienta de manipulación para bacterias y hongos.
Viales Eppendorf: Pequeño tubo, destinado para contener sustancias.
Lactofenol: Preparación que permite ver estructuras fúngicas bajo el microscopio.
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6. Conclusiones
1. La obtención de biomaterial fúngico, es un tema que se vincula con los biopolímeros
por su componente de biomasa como elemento que se aprovecha y se transforma. La
función principal del micelio al incorporarlo con un desecho agro industrial, es actuar
como aglutinante en donde finalmente la pieza se hornea para que el hongo entre en un
estado de letargo o latencia y sea posible su uso.
2. La experimentación se hizo en un momento temprano con el propósito de desmentir o
verificar la hipótesis de “Elaboración de material fúngico con fines industriales, a base
de especies autóctonas de la Sabana Norte”. Se lleva a cabo a partir de metodologías
flexibles, con herramientas y equipo sencillo para ejecutar un proceso similar al que se
haría en un laboratorio para la obtención de un cultivo.
3. Durante la prueba y como parte de ella se conoce el PDA como principal y sustrato más
utilizado, pero la indagación conforme se amplia, abre paso a la exploración a nuevos
insumos para comprobar cambios en las propiedades físico mecánicas que puede
adquirir el micelio y de esta forma dotar el producto con más o menos de las
características que posee. Siendo este un campo extenso para hacer pruebas.
4. Con base a la literatura encontrada y el respaldo de entidades que han demostrado el uso
y potencial de este material, a menor escala se generan aplicaciones en un sector
artesanal con miras a futuro de un desarrollo industrializado en Colombia, con especies
propias.
5. A través de la cultura material podemos evidenciar los cambios producidos por nuestra
especie al adaptarse al medio bio-social de cada época; por medio de cada objeto
desarrollado con este fin hay toda una historia, partiendo desde la materia prima,
pasando por medios de producción y el uso de herramientas.
6. Investigar y reconocer el historial materico permite a la raza humana evolucionar,
explorando nuevos insumos y métodos qué antes no se tenían en consideración. A su
vez esto permite ver cómo no solo se habla de materiales sino también sobre
implicaciones de todo tipo.
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