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INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO LOYOLA PARA LA CIENCIA YLA INNOVACIÓN
Creada por Resolución N° 00003 de Enero 5 de 2010.
DANE: 105001025984 NIT: 900339251-3
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Versión 2
Nov. 2012
FORMATO ANTEPROYECTO
1. INFORMACIÓN GENERAL:
Tomado: formato utilizado en la Feria dela ciencia CT+I – Dcto Anteproyectos ITM

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Título del
proyecto
Obtención e implementación de materiales biodegradables (almidón de
yuca, plátano, ñame o celulosa) en el reemplazo gradual de Polipropileno
Metalizado Biorientado en un empaque de alimentos.
Selección del área temática más cercana al proyecto: Esta clasificación les permitirá
definir las metas del anteproyecto. Elijan una de ellas, según el enfoque de su proyecto.
Área temática Ejemplos Marque con una x
Biociencias
Zoología (animales), botánica (plantas),
microbiología (microorganismos como
bacterias, virus, protozoos, etc.),
genética, biología molecular y celular,
bioquímica, biotecnología, ecología,
conservación, ciencias agropecuarias y
afines.
Química
Química orgánica, inorgánica, analítica,
fisicoquímica, química de los productos
naturales y afines.
X
Ciencias
Matemáticas y
Física
Estadística, modelación matemática,
física, biofísica, óptica, acústica y afines.
Ciencias de la
Tierra y el
Espacio
Astronomía, geología, minería,
climatología, sismología y afines.
Ciencias
Sociales y
Humanas
Psicología, educación y pedagogía,
sociología, antropología, arqueología,
paleontología, historia, economía,
comunicación, periodismo, lingüística,
artes, literatura, música y afines.
Servicios
Públicos y
Medio
Ambiente
Agua, gas, energía (de combustibles
fósiles y alternativas), saneamiento,
transporte (terrestre, aéreo y acuático),
gestión ambiental, impacto ambiental,
contaminación, reciclaje y afines.
Ingenierías y
Tecnologías
Ingeniería civil, electrónica, eléctrica,
mecánica o de sistemas, desarrollo de
software, TICs y telecomunicaciones,
robótica, bioingeniería, ingeniería de
materiales, nanotecnología y afines.
Medicina y
Salud
Promoción y prevención, atención,
nutrición, salud pública, salud
ocupacional, deporte, epidemiología,
enfermedades y afines
Selección de la modalidad del (de los) investigador(es):
Modalidad Marque con una X
Modalidad III. Educación básica secundaria
(6° - 9°)
Modalidad IV. Media vocacional (incluye
media técnica) (10°-11°)
X

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2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
INTRODUCCIÓN
El polipropileno metalizado biorientado es uno de los productos más utilizados en la
industria alimenticia con una producción anual de 240 mil toneladas, debido a sus
propiedades físico-químicas. Además, está compuesto por la mezcla de polipropileno y
aluminio que lo convierte en uno de los productos más contaminantes, debido a su largo
período de degradación, que varía entre los 500 y 1000 años, contribuyendo así, con la
acumulación de residuos sólidos. Estos factores conllevan a desarrollar una nueva
alternativa de empaque con componentes diferentes, pero con características similares. Los
posibles materiales a implementar son: La celulosa, almidón de maíz, almidón de plátano,
almidón de ñame, almidón de yuca y aceites ricinos.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El polipropileno metalizado biorientado (BOPP) es uno de los productos más utilizados en la
industria alimenticia puesto que ofrece ciertas propiedades que lo hacen ser una opción
eficiente para el empaque de productos; son resistentes a los golpes, roturas, perforaciones
y también son resistentes al agua e impermeables al vapor de agua. Además, tienen un
acabado de superficie brillante y un elevado grado de transparencia pero, su característica
principal es la barrera de protección que ofrece para evitar la entrada o salida de humedad.
No obstante al implementar este producto, su largo período de degradación, que oscila
entre 500 y 1000 años junto con la producción anual de 240 mil toneladas se convierte en
un material que contribuye a la acumulación de residuos sólidos; un problema ambiental,
que genera serias consecuencias. Los residuos dispuestos inadecuadamente pueden
generar gases, humos y polvos que aportan a la contaminación atmosférica e hídrica y,
son también fuente de proliferación de fauna nociva
PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
¿Cuáles son los efectos que causan los reguladores de crecimiento (ANA-AIA/BA-KIN) en
los explantes de la planta Urtica Urens para una inducción de callos y callogénesis por un
medio de cultivo MS?

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OBJETIVOS
Objetivo general:
Evaluar los efectos que causan las concentraciones y combinaciones de reguladores de
crecimiento (ANA-AIA/BA-KIN) para una inducción de callos y callogénesis de la planta
Urtica Urens por un medio de cultivo MS.
Objetivos específicos
- Realizar una inducción de callos y callogénesis in-vitro a partir de explantes de la
planta Urtica Urens
- Seleccionar los niveles de concentración y combinaciones que tienen los reguladores
de crecimiento para una mejor obtención de callos.
- Determinar el porcentaje total de callos friables obtenidos de los explantes extraídos
de la planta Urtica Urens para una suspensión celular en medio MS
JUSTIFICACIÓN
El proyecto de investigación buscará una nueva alternativa en materiales que puedan ser
utilizados por la industria alimenticia para empacar de forma satisfactoria sus productos, y
que al mismo tiempo, se reduzca o no tengan implicaciones negativas en el medio ambiente
al que se expone antes, durante y después de su uso, dando reemplazo a los muy útiles
pero contaminantes empaques de Polipropileno Metalizado Biorientado, por polímeros de
origen natural, que sean igual de útiles pero sean biodegradables, para evitar aquellas
connotaciones contaminantes que se atribuyen a los empaques, con el valor agregado de
que estos polímeros naturales son manejables en el campo industrial.
A medida de que el empaque empiece a ser utilizado en masa por la industria, la
acumulación de residuos irá disminuyendo paulatinamente, debido a que su periodo de
degradación será considerablemente menor, en comparación con los de uso cotidiano,
dando grandes beneficios al medio ambiente, en especial a largo plazo.
Este proyecto se desarrolla gracias a un planteamiento general para la promoción de
desarrollo de proyectos en la Institución Educativa Colegio Loyola para la Ciencia y la
Innovación, en una vía enfocada a Antioquia frente al cambio climático, donde desde la
observación en la vida cotidiana se da un enfoque a la acumulación de residuos sólidos,
problemática latente y continua en nuestro diario vivir. De ahí, surge el planteamiento de
nuestro problema y nuestra preocupación por dar una solución o aportar al paliamiento del
mismo.

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MARCO TEORICO
Los polímeros están compuestos, por miles de átomos que forman grandes moléculas
llamadas macromoléculas, que a su vez, están compuestas de moléculas más pequeñas
llamadas monómeras, que forman en conjunto una cadena ordenada. La palabra polímero
se deriva del griego polis que significa muchos, y meros, que significa partes o segmentos.
Estos polímeros pueden ser de dos tipos: Orgánicos o inorgánicos. Los orgánicos se
componen de átomos de carbono que entre sí o en compañía de otros elementos, forman
enlaces para la construcción de monómeros y posteriormente de macromoléculas, gracias a
que este tiene la propiedad de adherirse a otras 4 especies químicas. Mientras tanto los
inorgánicos, son los compuestos de otros elementos como el Fósforo y el Silicio.
Cuando la humanidad comenzó a establecerse, los seres humanos emplearon distintos
polímeros naturales que le brindaba la naturaleza, como el almidón, presente en algunos
alimentos como la papa, el maíz o en pan, la celulosa, presente en la madera, el caucho, la
seda, entre otros polímeros. Los seres humanos también empezaron intervenir en la
composición de algunos polímeros para conseguir mejoras en sus propiedades. Estos son
los llamados polímeros sintéticos. En la época de las cavernas se construyó el primer
polímero sintético, llamado cuero curtido, hecho a partir de cuero y aplicaciones de varias
proteínas de los animales. El mayor impacto de los polímeros sintéticos se dio en la Edad
Moderna, donde su implementación fue toda una explosión que se ha mantenido hasta
nuestra época. El primer polímero sintético de la era Moderna se conoce como Celuloide, el
cual, desde su descubrimiento, al correr el tiempo se fueron descubriendo nuevas
implementaciones para este. En los años posteriores, se descubrieron la Baquelita (1909),
Polietileno (1933), Poliestireno (1931), Nylon (1931), Polipropileno (1950) y otros, que por
sus cualidades como su baja densidad, maleabilidad a baja temperatura, aislamiento
eléctrico e inercia química (la cual evita la reacción con otras sustancias orgánicas, lo que lo
convierte en un material ideal para el embalaje de medicamentos y productos alimenticios)
fueron utilizados en masa. Los polímeros se aplican en la construcción de materiales
plásticos, gomas, fibras, recubrimientos superficiales y adhesivos.
El polipropileno se obtiene a partir del propileno, un gas obtenido de los procesos de craking
del petróleo. Este gas, sometido a ciertas condiciones de temperatura y presión, en
presencia de catalizador produce como resultado un polímero compuesto por miles de
unidades “propileno” unidas entre sí de forma lineal.
Este polímero resultante es el homopolímero de polipropileno y fue descubierto en Italia por
Ziegler y Natta a fines de los 50’s. Posteriormente, junto con múltiples aplicaciones
industriales, se comenzó a producir película de polipropileno, la que mostraba tener buenas
propiedades ópticas y baja permeabilidad al vapor de agua. A comienzos de los 70’s,
Montecatini en Italia desarrolló el proceso para convertir este polímero en una película
biorientada.
Con la biorientación se logró mejorar notablemente las propiedades ópticas, mecánicas y de

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barrera al vapor de agua de la película. El BOPP comenzó entonces a convertirse en la
película más versátil en la industria del envase flexible, llegando a desplazar totalmente a la
película de celofán en 20 años. Por su excelente barrera al vapor de agua se convirtió en
materia prima base para los envases de galletas, snacks y todos los alimentos que no
deben perder ni ganar humedad.
Gracias a su excelente calidad y propiedades, el uso del BOPP se ha extendido en toda la
industria, exigiendo que su producción sea, por tanto, mayor cada vez, llegando a alcanzar
cifras que superan los 240 mil toneladas anuales y la cifra va en aumento por la alta
demanda de este producto; el cual ha tenido gran impacto debido a su funcionalidad como
recubrimiento, e incluso por su capacidad publicitaria a la hora de las venta.
A pesar de todos los beneficios que contrae en la industria alimentaria, por otra parte,
ambientalmente no es un elemento sostenible, debido a su tiempo de degradación que
oscila entre los 500 y los 1000 años, lo convierte en un elemento muy usado en el mundo,
pero a su vez, se está convirtiendo en un material muy desechado, con un corto tiempo de
vida útil que hace difícil su reciclaje.
Un empaque de alimentos está constituído por 4 capas de concentraciones de polipropileno
y aluminio en diferentes porcentajes; teniendo las capas internas mayor proporción de
aluminio y las externas mayor proporción de polipropileno. Estos dos componentes, junto a
un proceso industrial, son los que le permiten a un empaque poseer propiedades físico-
químicas como: maleabilidad, resistencia a la compresión, elasticidad y ser densos para el
óptimo conservamiento de un alimento de uso cotidiano. Por otra parte, ambientalmente no
es un elemento sostenible, debido a su tiempo de degradación que oscila entre los 500 y
los 1000 años que lo convierte en un elemento muy usado en el mundo, pero a su vez, muy
desechado, con un corto tiempo de vida útil que hace difícil su reciclaje.
Este producto, puede ser reemplazado por una nueva alternativa de empaque llamada:
Bioempaque, que se desarrolla a partir de biopolímeros, que pueden llegar a reemplazar las
películas hechas a base de plásticos derivados del petróleo, con la particularidad de que
éstas tienen un período de degradación menor en contraste a la utilizada frecuentemente
por las industrias. Los bioempaques pueden ser fabricados por materiales biodegradables
como: la celulosa, los aceites riscinos y los almidones de plátano, yuca y ñame.
El almidón es el principal polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas y
su mayor potencial ha sido utilizado como alimentos para los humanos con una producción
anual de 70 millones de toneladas, convirtiéndose en la fuente de calorías más importante
consumida por el hombre. Está compuesta por amilosa y amilopectina y se encuentra en
cereales como: maíz, arroz, trigo y en tubérculos como: el ñame, la yuca, papa. Además, se
suele extraer rayandolo o licuando.
La celulosa es es un polímero natural formado por unidades de glucosa; es rígido, insoluble
en agua, y contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de β-glucosa. Es
extraído de la madera y constituye el principal componente de papel, además de su uso en
la fabricación de explosivos y textiles.
METODOLOGÍA

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Se propone un planteamiento del problema del tema que se le asigna al grado décimo de la
I.E. Colegio Loyola para la ciencia y la innovación sobre “Antioquia frente al cambio
climático”. A partir de éste, se consideraron diferentes problemáticas influyentes en el
contexto en el que se observa. Después de hacer el análisis de cada una de las propuestas,
se selecciona el tema de la acumulación de residuos sólidos causada por los empaques de
alimentos. Luego se comienza con la búsqueda de fuentes bibliográficas sobre el problema
planteado, con el fin de tener apoyo e información para desarrollar nuestra investigación.
Después de tener estructurada la idea, se lleva a cabo la parte experimental, comenzando
por la obtención de los materiales preseleccionados a través de consultas. En esta etapa se
consideraron materiales biodegradables como: Almidón de yuca, ñame y plátano, además
de la celulosa, con los que se llevan a cabo pruebas de extracción, según protocolos
estipulados.
Para extraer el almidón de plátano, se utiliza uno en estado verde o inmaduro, el cuál se
lava, se pela y se corta el fruto en trozos de 2 - 3 cm que se suspenden en un vaso de
precipitado de 1 L con ácido cítrico al 0,3% con una relación de fruto/solución 1:1,5 p/v.
Luego se licua en una licuadora casera a velocidad máxima por 2 minutos, se tamiza en un
cernidor y se lava hasta que no quedará residuo aparente de almidón. La suspensión
obtenida se separa en una centrífuga, se elimina el sobrenadante, y de la pasta resultante
se separa el residuo blanco (almidón), el cual se resuspende en agua destilada y se
centrifuga nuevamente. Esta operación se repite tres veces y la pasta final se seca a
temperatura ambiente. Para la extracción de almidón de yuca y ñame se pesa el ñame o la
yuca fresca sin procesar, y posteriormente se pela. Los tubérculos se lavan con agua
potable para eliminar las impurezas. Se ralla para liberar los gránulos de almidón con un
rallador manual. La masa rallada se suspende en una solución de amoniaco al 0,03 M
durante 5 minutos con el objetivo de retirar los mucílagos y facilitar la operación de
tamizado. Se realiza el tamizado y posterior a éste, la sedimentación de la solución durante
24 horas; se retira el sobrenadante y luego el almidón se resuspende en agua con el
objetivo de eliminar la mayor cantidad de impurezas. Por último se extiende sobre un
plástico para efectuar su secado y, una vez seco, se determina la humedad. Para extraer la
celulosa,
Después, se lleva a cabo el proceso de polimerización de los materiales, en el que se
incorporan los materiales resultantes; para luego, formar las películas poliméricas que se
implementan en el empaque de alimentos.
PRESUPUESTO

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CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Materiales Justificación Cantidad Valor total
Poster Se necesita para la feria 1 50.000
Impresión de fotos Para adornar el stand de la feria 9 4.500
Separadores Impresión de separadores para repartir 200 20.000
Impresión de los formatos Formatos para organizar el folder 13 2.600
Materiales de extracción Para realizar proceso de extracción 6
15.000
Transporte mensual Para poder asistir a los laboratorios y/o
asesorías en horarios de extracurriculares.
80
144.000
Ácido cítrico Para que no se oxide el almidón 3
Contenedores de laboratorio
(Enlermeyer, Beackerr, tubos de
ensayo y similares)
Para almacenar y manipular todo tipo de
muestras
Indefinido
Agitador magnético Para diluir el soluto en el solvente 1
Centrífuga Para centrifugar la solución 1
Bascula o balanza Para precisar pesos de las muestras,
reactivos y demás implementos necesarios.
1
Alimentación Cuando se asiste en asesorías
extracurriculares
4
18.000
Bolsillos Para ubicar las hojas en el folder 60 6.000
Folder Para contener la evidencia del proceso 1 8.000
Cernidor Para tamizar la solución 1 2.000
TOTAL $

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BIBLIOGRAFÍA
• Camacho Elizondo, M., Vega Baudrit, J., Campos Gallo, A. (2011) Uso de
nanomateriales en polímeros para la obtención de bioempaques en aplicaciones
alimentarias. Ingeniería Y Ciencia - Ing.Cienc. Recuperado de

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http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S1810-
634X2011000400007&script=sci_arttext
• Ruiz Avilés, G. (2006). Obtención y caracterización de un polímero biodegradable a
partir del almidón de yuca. Ingeniería Y Ciencia - Ing.Cienc., 2(4), 5-28. Recuperado
de http://publicaciones.eafit.edu.co/index.php/ingciencia/article/view/457/1550
• Martínez Hernández, N., Vásquez Escobar, M. (2009) Obtención y caracterización de
un material polimérico a partir de la mezcla de polietileno de baja densidad y almidón
de maíz. Ingeniería Y Ciencia - Ing.Cienc. Recuperado de:
http://cdigital.uv.mx/handle/12345678/938
• Sea Studios Foundation. Guía inteligente sobre plásticos. Recuperada de http://www-
tc.pbs.org/strangedays/pdf/StrangeDaysSmartPlasticsGuideSpanish.pdf
Abril 21 2015

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