Esta Pendejada.docx

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Departamento de Ciencias Químicas y Ambientales Introducción a la Ingeniería Química I TÉRMINO ACADÉMICO 2018-2019

Proyecto de curso “Elaboración de papel utilizando cajas desechadas de medicamentos mediante procesos de oxidación”

Autor(es):

Bone Murillo Franchesca Melina Hernández Bone Marcos Josué Muzzio Villafuerte Marcela Denisse Paucar Pantaleón Bruno Germán Rodríguez Gordon Marcos Iván (Coordinador) Zambrano Chiliquinga Luis Alfonso

Fecha: 22 de Enero del 2018 Profesora: Miriam Checa Artos, M.Sc.

Resumen El presente proyecto consiste en el aprovechamiento de las cajas que desecha la farmacia ‘Sol y Cielo’, con el objetivo de elaborar papeles recilados a partir de la utilización de tres diferentes sustancias decolorantes, de las cuales se obtienen tres tipos de hojas de papel recilado con notables diferencias en sus parámetros físicos como el grosor, resistencia y facilidad de escritura, considerado ecológicamente rentable. Para la obtención del producto final se siguieron una serie de pasos en donde se involucran operaciones unitarias tales como el filtrado y secado, y actividades secundarias como licuado, lavado y cortado. La importancia de este proyecto, radica en la viabilidad económica, práctica, en base a la fácil adquisición de la materia prima, los reactivos de uso comercial de bajo costo e instrumentos de moldeado, corte y fijación de la hoja, además de la aplicación del método Design Thinking como guía de estructura para la ejecución de cada etapa del proyecto, contribuyendo al desarrollo de capacidades que permitan emprender e innovar con el proyecto seleccionado, más aún, siendo contextualizado en las bases de la ingeniería química, aplicando operaciones unitarias e ciertas habiliades de laboratorio para la manipulación de la materia prima y su proceso de reutilización para la obtención del prodcuto final . Palabras claves: Cajas de medicamentos, papel reciclado y Design Thinking.

Abstract The present project consists of the use of the 'Sol y Cielo' pharmacy waste, which are medicine boxes, to make recycled papers from the use of three different bleaching substances, from which three sheets of recycled paper are obtained. notable differences in their physical parameters such as thickness, strength and ease of writing, considered ecologically profitable. To obtain the final product, a series of steps were followed, involving unit operations such as filtering and drying, and secondary activities such as liquefying, washing and cutting. The importance of this project lies in the economic, practical feasibility, based on the easy acquisition of the raw material, the reagents of lowcost commercial use and instruments for molding, cutting and fixing the sheet, in addition to the application of the Design Thinking method as a structure guide for the execution of each stage of the project, contributing to the development of capacities that allow to undertake and innovate with the selected project, even more, being the project contextualized in the bases of chemical engineering, applying unit operations and certain laboratory skills for the manipulation of the raw material and the final product that are the papers, used in recycled agendas.

Keywords: Medicin boxes, recycled paper and Design Thinking.

1. Introducción

En la sociedad occidental, los grandes problemas medioambientales actuales surgen de la histórica y permanente acción de los seres humanos sobre los recursos naturales, especialmente desde el inicio de la era industrial. Ninguna industria ha sido tan afectada

por los movimientos sociales ambientales a tal grado, en tan corto tiempo y en una escala geográfica tan importante, como la fabricación de pulpa y papel. Esta industria se caracteriza por integrar una serie de actividades de transformación que van desde el desarrollo de plantaciones forestales, la producción de pulpa y la elaboración de los diferentes tipos de papel y cartón. Dado que nos enfrentamos a conceptos socializados recientemente, es importante observar la respuesta que ha tenido esta especie de “llamamiento universal” a la toma de conciencia sobre el desarrollo sostenible. Los fabricantes alrededor del mundo han gastado miles de millones de dólares para adoptar las nuevas tecnologías, modificar las antiguas y desarrollar innovaciones para resolver las demandas, expectativas, y regulaciones ambientales cada vez mayores. (Area, 2015). A partir de esta concepción, el proyecto se desarrolla con la cooperación de la farmacia ‘Sol y Cielo’ , donde se llega a conocer el destino de sus desechos de cajas de medicamentos, a los cuales no se les da ningún tratamiento previo ni procesos de reciclaje, lo que motivó a buscar un uso alternativo, útil, económica y ambientalmente sustentable, por lo que, surge la idea de elaborar papeles reciclados a partir de cajas de medicamentos; de modo que se entabló el trabajo en conjunto con la farmacia, siendo nuestros proveedores de materia prima. El presente proyecto centra su objetivo en elaborar papel reciclado a partir de cajas de

medicamentos desechadas en las farmacias, usando diferentes decolorantes como la soda caustica, cloro comercial y agua oxigenada, pues, según S. R. Trotinan y E. L. Thorp citado en (Rius & Miró, 2006) indica que superioridad del agua oxigenada sobre el cloro, desde el punto de vista del blanqueo, está en que la primera es un oxidante mucho menos energético. Además, los hipocloritos tienen reacción alcalina, lo que perjudica a las fibras textiles de origen animal. Por lo que se obtuvo 3 tipos de papeles que presentaron variaciones en resistencia, facilidad de escritura y grosor, y a pesar del contenido de celulosa es un factor determinante para el uso de los residuos en la producción de papel, no es la única propiedad que se debe considerar. Lo importante es desarrollar procesos limpios, al alcance de todas las comunidades (González Velandia, Daza Rey, & Caballero Amado, Revista Luna Azul, núm. 43,

julio-diciembre, 2016.) De modo, que concluye seleccionado él papel más optimo en su uso y relacionando con los precios con otros papeles reciclados, tomando en cuenta las dimensiones y alcance del proyecto, concluyendo así, con la producción de agendas con el mejor papel testeado y el uso de las mismas en la farmacia asociada.

2. Materiales y Métodos 

Materiales 

Cartones de medicina



Recipientes para mezclar



Bastidor



Toallas o material absorente



Licuadora



Tijeras

Anillados

Reactivos: 

H2O



H2O2



NaClO



NaOH

Metodología: 1. Se corta en trozos pequeños los cartones de medicina y posteriormente colocarlos en un recipiente grande. 2. Verter una cantidad prudente de agua de tal manera que los trozos floten en dicho recipiente con el fin de que tengan una mayor superficie de contacto. 3. Para decolorar los trozos, emplear el decolorante en una solución de 100 mL al 10 % 4. Se dejan reposar los trozos de cartón para que estos que los trozos adquieran humedad por un tiempo aproximado de hasta 24 horas 5. Se filtran los pedazos de cartones y pesan para constatar la cantidad de agua que han adquirido. 6. Se

agrega una

cantidad

prudente de

cartón mojado

en

la

licuadora, considerando de que al agregar un litro de agua estos trozos queden licuados completamente (formando la “pasta”) sin producir daños a la licuadora.

7. En un recipiente aparte, colocar la pasta y añadir agua, de tal forma que la pasta quede ligeramente diluida. 8. Filtrar la pasta que se encuentra en al recipiente con la ayuda de un bastidor para lograr la forma de la hoja deseada. 9. Colocar la hoja sobre una tela absorbente y esperar hasta que la hoja esté completamente seca. 10. Retirar las hojas secas de la tela absorbente para pesarlas, y constatar cuanta “pasta” o “pulpa” se ha perdido. 11. Cortar las hojas en un tamaño deseado, eliminando bordes irregulares 12. Finalmente anillar las hojas para la fabricación de las libretas.

Operaciones utilizadas: Filtrado: La filtración es la operación Unitaria en la que el componente sólido insoluble de una suspensión sólido-líquido se separa del componente líquido haciendo pasar este último a través de una membrana porosa la cual retiene a los sólidos en su superficie (filtración de torta) o en su interior (Clarificación), gracias a una diferencia de presión existente entre un lado y el otro de dicha membrana. A la suspensión de sólidos en líquidos se conoce como papilla de alimentación o simplemente suspensión, al líquido que pasa a través de la membrana se conoce como filtrado, la membrana es conocida como medio filtrante y a los sólidos separados se conocen como torta de filtración. Como fue dicho, el fluido circula a través del medio filtrante en virtud de una diferencia de presión, existiendo los filtros que trabajan con sobrepresión aguas arriba, presión atmosférica aguas arriba y los que trabajan al vacío aguas abajo. Secado: Operación que se estudia considerando las relaciones de equilibrio que se establecen cuando el material a secar se pone en contacto con el medio secante, y de las relaciones que expresan cuantitativamente la velocidad de transferencia del proceso. Para algunos autores El secado es un fenómeno caracterizado por la pérdida natural de humedad o agua de un alimento.

Diagrama de Flujo:

Tabla n.-1: Descripción de la Simbología del Diagrama Flujo

Simbología

DESCRIPCION

PORCENTAJE

A

200 g de caja

---

B

4L de agua+100ml de decolorante al 10%

---

C

Pérdida de agua con decolorante

72,25% de B

1110 g de cartón mojado D

910 g de agua

22,75% de B

200 g de caja

100% de A

E

5,5L de agua

---

F

10L de agua

---

G

E+D+F Total de agua: 16,41L

100%

S1

Pérdida de agua: 11L

66,07% de G

S2

Pérdida de agua: 5,41L

33,93% de G

H

P1

P2

P3

P4

P5

T

Hojas obtenidas 170g de A Pérdida de pulpa 5g Pérdida de pulpa 15g Pérdida de pulpa 10g Pérdida de pulpa en hojas secas 5g Pérdida de pulpa en hojas secas 25 g Total de masa utilizada hecha cuaderno

85% de A

2,5% de A

7.5% de A

5% de A

2.8 % de H

17.7% de H

70 % de A

3. Resultados

Nota: Se repitió n veces el procedimiento para obtener papel del tipo I.

Se obtuvieron 25 hojas a partir de 200g de cajas de medicina. Se obtuvieron 45 hojas en total entre los 3 tipos. Se elaboraron 14 agendas.

A partir de 25 hojas, las cuales fueron cortadas en tamaños de 8x12 cm, de las cuales se obtuvieron 270; las cuales fueron agrupadas en 14 agendas con 20-15 hojas

Tabla n.-2: Comparación entre Papeles obtenidos

Composición

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Agua + NaOH

Agua + Cloro

Agua + 𝐻2 𝑂2

comercial Color obtenido

Un blanco con un

Blanco hueso con

Un blanco con un

ligero tono gris

ligeras

ligero tono gris

con

pigmentaciones

con

pigmentaciones

provenientes de

pigmentaciones,

proveniente de

las cajas.

a ciertas hojas se

las cajas.

les añadió colorante rojo para obtener un tono rosado

Resistencia

Sí

Sí

Sí

Textura

Lisa

Lisa

Esponjosa

Número de hojas

15

15

15

obtenidas

Ph de la solución

9

8

6

No

Si

Si

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

Prueba de

Se combustiona

Se combustiona

Se combustiona

Combustión

al igual que una

al igual que una

al igual que una

respecto a una

hoja normal

hoja normal

hoja normal

utilizada Presenta inconformidad al escribir Degradable con agua Apto para imprimir

hoja normal

Tabla n.-3. Costos

Sustancias Agua

Solución de decolorante

Tipo I

Tipo II

Tipo III

Insignificante

Insignificante

Insignificante

$2.25

$0.60

$ 0.75

utilizada

El costo de agua en Guayaquil tiene un valor de 0.55 ctvs. por metro cúbico, y los usados en cada proceso de decolorado se aproxima a 20 L.

4. Discusión 

Como se puede observar en el diagrama de flujo, la base de cálculo establecida fueron 200 g de trozos de cajas para los cuales se necesitó 4 L de agua, más 100 mL de disolución de hidróxido al 10 %, cantidades que pueden variar dependiendo



El tamaño al cual las cajas son reducidas, el recipiente en el que son depositadas, la cantidad de decolorante utilizado y el tiempo al que son dejadas a remojar



Es apreciable que la cantidad para realizar el proceso de licuado es 5.5 L, este valor corresponde a uno total, dado que se realizó diferentes lavados, para este paso se ve influenciado por capacidad de la licuadora utilizada, además el colocar en exceso cartón mojado ocasionaría daños en la licuadora



En el lavado la cantidad de agua aumenta (10L) dado que posteriormente para el compactado y el filtrado en el que se utiliza el bastidor, las partículas deben encontrarse lo más dispersas posibles para producir una hoja de papel lo más fina posible.



Cabe indicar que solo en los procesos de secado, selección y recortado la pulpa que no llega a formar parte del producto final, equivalentes a un 20 % de la muestra inicial, es la única que se puede recuperar y ser depositada nuevamente en el proceso de lavado.



La pulpa perdida equivalente a un 10 % la cual no se puede recuperar es la cual se queda impregnada en la licuadora o en el bastidor en el proceso de compactado y filtrado

5.

Conclusiones •

Después del proceso de elaboración pudimos notar que el papel tipo I, el que contiene una solución de lejía al 10 %, es el decolorante más adecuado ya que cumplía mayoritariamente los parámetros establecidos.

•

El producto obtenido de las cajas de medicamentos es útil para elaborar artículos de papelerías como agendas de papel reciclado. Permitiendo así que se le pueda dar un uso alternativo a las cajas, evitando que terminen en la basura.

•

Se concluye nuestro proyecto es económicamente viable ya que en las agendas de los diferentes tipos de materiales se obtiene una ganancia del 54% en el tipo 1, 76% tipo 2 y 70% del tipo 3.

6.

Horizontes para futuros proyectos sobre la base de su proyecto de curso

La base de nuestro proyecto fue utilizar un desecho y tratarlo de forma ecológicamente amigable para la fabricación de un producto útil. Se podrían utilizar otros desechos para crear material ecológico como por ejemplo plástico a partir de maíz que es actualmente utilizado por empresas como Bic o Faber Castell. En nuestro caso, el producto obtenido fue una agenda hecha con papel reciclado, si se tomara mayor consciencia a la hora de reciclar papel se obtendría mayor cantidad de materia prima para elaborar una línea completa de papelería. Hoy en día, las empresas de papelería le dedican un porcentaje aproximadamente del 15-20% de su producción a las líneas ecológicas, sin embargo, en un futuro la prioridad sería aumentar dicho porcentaje para contribuir a la disminución de acumulación de basura y frenar un poco la deforestación. Obtener la materia prima no sería un problema ya que a nivel industrial se recolecta papel utilizado provenientes de desechos de fábrica como facturas no utilizadas, folletos, guías telefónicas, envases de papel, cartón y desechos directamente obtenidos de fábricas de papel, por lo tanto, si se recicla una tonelada de papel, se puede ahorrar casi una tonelada de madera. Al finalizar la vida útil de nuestros productos, podrían ser reciclados de nuevo, y en caso de que no, su descomposición ocurrirá de forma natural. De esta manera se está generando una fuente de ingresos, se está brindando un beneficio a la sociedad y se contribuye al medio ambiente.

7.

Referencias bibliográficas

Área, M. C. (2015). La industria de pulpa y papel y el medio ambiente. Publicaciones de Instituto de Materiales de Misiones (UNaM-CONICET), 7-8.

González Velandia, K. D., Daza Rey, D., & Caballero Amado, P. A. (Revista Luna Azul, núm. 43, julio-diciembre, 2016.). VALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE RESIDUOS SÓLIDOS. Revista Luna Azul, 499517.

Rius, A., & Miró. (2006). Sobre la decoloración con hipocloritos. Zaragoza: Publicaciones en la sección de ciencias físicas por el académico SK.R. MOUREU.

8.

Anexos Entrevista a un Experto: Msc. Michael Rendón 1. Como Ingeniero Químico, ¿Cuál es su postura acerca del reciclaje? “Mi postura respecto al reciclaje… es una cultura que aún no se da en el país de manera correcta y es de suma importancia, ya que los recursos son limitados, en algún momento se agotarán… y si reciclamos estamos deteniendo ese agotamiento.”

2. ¿Conoce el procedimiento de la elaboración del papel reciclado? “No estoy al tanto, pero sé que el papel utilizado se lo corta, se lo pulveriza y luego de alguna manera se lo compacta. El resultado es un papel de menor calidad, de color oscuro y algo opaco, pero eso es porque ya no se trabajan con fibras nuevas.”

3. ¿Qué método decolorante sería el más adecuado? “Para obtener papeles blancos, se utilizan operaciones de Decoloración, eso es lo que ustedes están aplicando con el cloro, y personalmente les recomiendo ese.”

4. ¿Conoce acerca de la metología Design Thinking empleada en la Ingeniería Química?, y de ser así… ¿Qué opina de ella? “Es una metodología que últimamente la ESPOL la ha estado implementando para algunos proyectos, y lo bueno de esta es que se le da un enfoque al usuario, de tal forma que los proyectos no solo se hagan por hacer, sino que de verdad satisfagan alguna necesidad o solucionen un problema.”

Entrevista al MSc. Michael Rendón

Entrevista a un Experto: Dra. Laura Fanny Gualato Orozco Contacto: 0986301424 1. ¿Cuál es su postura acerca del reciclaje? “Considero que reciclaje es un proceso beneficioso para el estado y el medioambiente, puesto que a partir de diversos procedimientos se vuelve reutilizables… materiales que a veces se considera como desecho”

2. ¿Considera viable el proceso de reciclado de cartón de medicinas? “¡Claro!, puesto que, no solo es beneficioso para el medio ambiente si no también para la industria que se dedique a la elaboración de papel, dado que se aprovecha recursos y se les otorga nuevas utilidades”

3. ¿Dentro del marco legal, existe algún impedimento en la realización del proyecto? “Actualmente no existen normativas en la ley orgánica ni en las normas de establecimiento farmacéutico que prohíban que se pueda utilizar las cajas de medicamentos para fin de reciclaje”

4. ¿Conoce cómo es la eliminación de cajas de medicamentos en las farmacias? “Por ahora me encuentro representando legalmente a una empresa farmacéutica… considerada mayorista, y tengo entendido que los empleados tienen la orden de botar las cajas a la basura común, aunque existen ciertas cajas que son retenidas y guardadas en bodegas, porque existen convenios con ciertos laboratorios”