Luis Gerardo De la Mora Rodríguez.
Oscar Eduardo Castro Medel.
Elí Alberto Arámbula González.
sábado, 23 de mayo de 2015
INTRODUCCIÓN: PROPIEDADES DE UN NUEVO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN.
La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante compuesto exclusivamente de moléculas de β-glucosa. Se forma por la unión de moléculas de β-glucopiranosa mediante enlaces β-1,4-O-glucosídico. Al hidrolizarse totalmente se obtiene glucosa. La celulosa es una larga cadena polimérica de peso molecular variable, con fórmula empírica (C6H10O5)n, con un valor mínimo de n= 200.
La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales.
En los árboles, la pared celular se compone sobre todo de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula.
La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40 % de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90 %.
La pulpa de celulosa o pasta de celulosa es el material hecho a base de madera más utilizado para la fabricación de papel. Las maderas utilizadas para este fin son conocidas como maderas pulpables, que generalmente son maderas blandas como la picea, el pino, el abeto y el alerce, pero también maderas duras como el eucaliptus y el abedul.
El proceso de extracciòn de la celulosa de la madera inicia con el retiro de la corteza de la madera, lo que puede ser realizado con o sin agua. La corteza recuperada generalmente se usa como combustible para las calderas de la planta. Posteriormente, la madera puede ser triturada mecánicamente y luego humedecida. La pasta de celulosa producida mecánicamente se destina a la producción de papeles que no tienen grandes requerimientos de resistencia, como el papel para periódicos. También la madera puede ser triturada usando vapor, generando la pulpa termomecánica. Si además se agregan sustancias químicas, se obtienen la pulpa quimotermomecánica. El papel procedente de la pulpa mecánica tiende a tomar un color amarillento con el tiempo, por la presencia de lignina en las mismas. En el proyecto actual nos interesaremos en la pulpa mecánica.
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso08-09/pls/celulosa.htm
McMurry, J. (2012). Polisacáridos. En Química Orgánica, 8va ed. pág 1028. México, DF: CENGAGE Learning.
La celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas impenetrables al agua, lo que hace que sea insoluble en agua, y originando fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales.
En los árboles, la pared celular se compone sobre todo de un polímero de carbohidrato denominado celulosa, un polisacárido, y puede actuar también como almacén de carbohidratos para la célula.
La pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40 % de celulosa; la madera un 50 %, mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90 %.
La pulpa de celulosa o pasta de celulosa es el material hecho a base de madera más utilizado para la fabricación de papel. Las maderas utilizadas para este fin son conocidas como maderas pulpables, que generalmente son maderas blandas como la picea, el pino, el abeto y el alerce, pero también maderas duras como el eucaliptus y el abedul.
El proceso de extracciòn de la celulosa de la madera inicia con el retiro de la corteza de la madera, lo que puede ser realizado con o sin agua. La corteza recuperada generalmente se usa como combustible para las calderas de la planta. Posteriormente, la madera puede ser triturada mecánicamente y luego humedecida. La pasta de celulosa producida mecánicamente se destina a la producción de papeles que no tienen grandes requerimientos de resistencia, como el papel para periódicos. También la madera puede ser triturada usando vapor, generando la pulpa termomecánica. Si además se agregan sustancias químicas, se obtienen la pulpa quimotermomecánica. El papel procedente de la pulpa mecánica tiende a tomar un color amarillento con el tiempo, por la presencia de lignina en las mismas. En el proyecto actual nos interesaremos en la pulpa mecánica.
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso08-09/pls/celulosa.htm
McMurry, J. (2012). Polisacáridos. En Química Orgánica, 8va ed. pág 1028. México, DF: CENGAGE Learning.
TABLARROCA: EL RIVAL MERCANTIL.
Hablando de la alterativa de
construir con ladrillos de celulosa es justo hablar de el que posiblemente sea
el material más semejante al antes mencionado existente en el mercado: La
tablarroca.
La tablarroca básicamente
son paneles de yeso recubiertos de otro material reforzante, puede ser aluminio
o fibra de vidrio tienen una Vida útil de 25 años.
Son utilizados muy
comúnmente en la construcción debido a su bajo costo, larga vida útil y amplia
versatilidad.
La Tablarroca no es
inflamable, es decir no se incendia aún expuesto al fuego directo. Está hecho
de sulfato de calcio hidratado (CaSO4 + H2O) y otros compuestos.
Al exponerse al fuego, el
sulfato de calcio pierde las moléculas de agua por evaporación, retardando la
propagación del fuego por varios minutos. Al secarse o deshidratarse el sulfato
de calcio se desintegra (craquela) y la placa se desmorona permitiendo
finalmente el paso del fuego al otro lado del tabique. Este proceso tarda por
lo que da tiempo para tomar las medidas necesarias y salir del peligro.
PRODUCCIÓN DE CELULOSA PARA CONSTRUCCION.
El proceso de producción de la celulosa
Las plantas de celulosa se dedican al procesamiento de la madera para la obtención de la principal materia prima para la producción de papel: la pulpa, o pasta.
Básicamente la madera está constituida por lignina y fibras de celulosa y el primer paso para la obtención de pulpa consiste en triturar la madera sólida. Según los procesos utilizados se distinguen dos tipos de pulpa:
La pulpa mecánica. Los procesos mecánicos trituran la madera y liberan las fibras. Este procedimiento convierte hasta el 95% de la madera en pulpa pero conserva la lignina, lo que posteriormente le da un tinte amarronado o amarillento al papel. Este tipo de pulpa se emplea principalmente para papel de periódico y otros productos en los que la calidad de la impresión no es tan importante.[1]
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| Proceso para el tratamiento de la celulosa para darle una tonalidad clara y retiro de impurezas. |
* La pulpa química. La madera es transformada primero en pequeñas astillas y luego sometida a un cocimiento con productos químicos, seguido por un proceso de refinado. La extracción química separa la lignina de la celulosa para que ésta quede como producto final. Eso se logra mediante hidrólisis (reacción con agua) en condiciones de mayor temperatura, con uso de productos químicos y con un gran consumo de energía. Según el producto químico utilizado se distingue: 1) el proceso “kraft” o “al sulfato” (actualmente el más común), que cuece las astillas de madera con sosa cáustica; 2) el proceso “al sulfito” (que dominó la industria papelera desde finales del siglo XIX hasta mediados del XX), que cuece las astillas de madera en una solución ácida; y 3) el proceso termomecánico químico, donde se calienta al vapor y se trata las astillas con productos químicos antes de molerlas.[2]
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| proceso químico para la obtención de celulosa a partir de la pulpa. |
En este caso lo fibra que nos importa es la mecánica, ya que es más económica de producir y como el texto anterior lo dice se queda mucha lignina.
Para esta aplicación necesitamos que la mayor fibra sea corta para evitar la flexibilidad. No es necesario blanquear la fibra así que este nos evitará el uso de químicos y ayudar a no contaminar, solo hay una serie de factores que pueden afectar el producto que es la cantidad de materia prima y el olor que puede generar cada materia prima a utilizar ( en su mayoría seria cartón ).
[1]Mansilla, H. D., Lizama, C., Gutarra, A., & Rodríguez, J. (2001). Tratamiento de residuos líquidos de la industria de celulosa y textil. CYTED VII-G. Eliminación de contaminantes por fotocatálisis heterogénea. La Plata, Argentina: CYTED VII-G, 60-84.
[2]Balam-Cocom, R. J., Duarte-Aranda, S., & Canché-Escamilla, G. (2006). OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS DE FIBRAS DE LA “PIÑA” DE HENEQUÉN Y POLIPROPILENO OBTENTION AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITES OF HENEQUEN “PINEAPPLE” FIBERS AND POLYPROPYLENE. Revista Mexicana de ingeniería química, 5(Supl 1), 39-44.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.
El tiempo dedicado al desarrollo de este proyecto es de tres semanas, con la cooperación de todos los integrantes anteriormente nombrados y varios empresarios.
Apoyándonos con información sobre el uso de sus residuos de cartón y la cantidad que desechan.
El tiempo de recolección de información en la investigación de campo fue de dos semanas, el planteamiento y descripción de datos obtenidos de forma teórica fue de una semana.
Empresas visitadas.
Ambiderm: empresa dedicada a la fabricación de guantes de látex.
DOM: Carretera a san Isidro al cruce con Av. Rio Blanco.
Hoby Car"s Paint.: empresa de restauración de vehículos.
DOM: Federalimo N° 2685
Apoyándonos con información sobre el uso de sus residuos de cartón y la cantidad que desechan.
El tiempo de recolección de información en la investigación de campo fue de dos semanas, el planteamiento y descripción de datos obtenidos de forma teórica fue de una semana.
Empresas visitadas.
Ambiderm: empresa dedicada a la fabricación de guantes de látex.
DOM: Carretera a san Isidro al cruce con Av. Rio Blanco.
Hoby Car"s Paint.: empresa de restauración de vehículos.
DOM: Federalimo N° 2685
ANTECEDENTES
La idea de remediar de algun modo al problematica a la gran cantidad de carton y papel que se llega a desperdiciar despues de su uso común y que genera una problema de contaminación y reducción drastica de los bosques, nos llevo a pensar en alguna manera de reutilizar dicho material, y teniendo en cuanta que los materiales mas utilizados en la mayoría de las empresas nos da un gran porcentaje de celulosa.
La pared de una célula vegetal contiene aproximadamente un 40 % de celulosa.
La pared de una célula vegetal contiene aproximadamente un 40 % de celulosa.
- La madera contiene aproximadamente un 50 % de celulosa.
- Mientras que el algodón que es el ejemplo más contundente contiene un porcentaje mayor al 90 % de celulosa.[1]
ya que las propiedades con las que cuenta la celulosa nos permiten usarla para este fin.
ya que al mezclar la con la resina esta se vuelve dura y con una estructura estable y firma para creación de muros de tablarroca.
Otra ventaja que obtuvimos es lo obtención de etanol esto reduce los costes para su secado e el horno.
Podemos encontrar que el etanol tiene como materia prima la celulosa; esto lo hicieron principalmente para igualar el precio de la producción del etanol a partir de la celulosa con procesos más rápidos y más económicos como son los cereales. La mayoría del etanol es del almidón y se obtiene principalmente de cereales como es el arroz el maíz y el trigo, también se obtiene de tubérculos como las papas, la caña de azúcar, el azúcar de la remolacha, etc. Esto es una nueva técnica que se desea implementar.[1]
 |
| la producción de etanol de celulosa nos ayuda el no usar otro combustible y este es menos contaminante. |
[1]http://derivadoscelulosa.blogspot.mx/
PLAN DE TRABAJO. TRANSFORMACIÓN.
La realización del proyecto consta de varias partes, las cuales se describirán:
1- Recolección de cartón y papel. Aunque esta descripción es obvia. ya que el principal idea es reutilizar todo el cartón y papel usado, es el primer paso.
2- Se procede a partir el cartón y papel en partes pequeñas, para posterior ponerse a remojar.
3- La mezcla remojada de cartón y papel, se pasa a una centrifugadora donde se someterá a la acción de esta, esto para la extracción y separación de la celulosa presente en la mezcla.
4- La celulosa extraída se mezcla con un poco de producto residuo y arcilla, hasta conseguir una mezcla homogénea y uniforme.
5- La mezcla de celulosa y arcilla se pasa a unos moldes previamente preparados y así dar la forma que se querrá para el ladrillo. Posterior se ponen a secar.
6- La mezcla ya previa y parcialmente seca se saca de los moldes y se ingresan a un horno, donde se terminara su secado total, y así también se consigue la dureza final buscada.
7- Por último se saca de los hornos, ya listos para su uso.
1- Recolección de cartón y papel. Aunque esta descripción es obvia. ya que el principal idea es reutilizar todo el cartón y papel usado, es el primer paso.
2- Se procede a partir el cartón y papel en partes pequeñas, para posterior ponerse a remojar.
3- La mezcla remojada de cartón y papel, se pasa a una centrifugadora donde se someterá a la acción de esta, esto para la extracción y separación de la celulosa presente en la mezcla.
4- La celulosa extraída se mezcla con un poco de producto residuo y arcilla, hasta conseguir una mezcla homogénea y uniforme.
5- La mezcla de celulosa y arcilla se pasa a unos moldes previamente preparados y así dar la forma que se querrá para el ladrillo. Posterior se ponen a secar.
6- La mezcla ya previa y parcialmente seca se saca de los moldes y se ingresan a un horno, donde se terminara su secado total, y así también se consigue la dureza final buscada.
7- Por último se saca de los hornos, ya listos para su uso.
JUSTIFICACIÓN.
El proyecto inicia por la problemática de no saber que hacer con el cartón y hojas después de que cumple su principal función,en este caso nuestro enfoque del problema va dirigido al cartón y mas derivados de la madera que es usado para el uso de oficina, transporte o embalaje de objetos, ya que estos solo se desecha a la basura regularmente.
En la universidad y en muchas empresas ya no se le da un seguimiento, son cantidades considerables las que se usan por lo cual aprovechando este recurso se planea utilizar la celulosa que estos contiene para crear ladrillos para construcción a base de celulosa.
Las cantidades de ladrillos no son muy considerables, pero nuestro objetivo principal es con enfoque ecológico usando el reciclaje y obteniendo un recurso que puede ser usado para reconstrucciones de ciertas áreas de la misma universidad o las empresas.
El gasto para realizar este proceso es muy bajo y el tiempo aplicado es poco, eso lo hace un proyecto viable y sustentable.
(El tiempo de fabricación de 10 ladrillos de celulosa es 6 horas. De las cuales 4 horas en el proceso de separación y lavado, el mayor costo es el secado en hornos ya que este tarda aproximadamente 2 horas y el gas tiene un costo alto.)
En cuanto al problema de alto costo de fabricación por los hornos, esta alternativa se podría implementar para producir ladrillos de celulosa en zonas áridas, donde las altas temperaturas favorezcan el secado.
En cuanto al problema de alto costo de fabricación por los hornos, esta alternativa se podría implementar para producir ladrillos de celulosa en zonas áridas, donde las altas temperaturas favorezcan el secado.
OBJETIVO GENERAL
Creación de ladrillos ecologicos a base de celulosa mediante el proceso de reciclado de carton y papel desperdiciado en escuelas y empresas para la remodelacion y reconstrucción de espacios internos.
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