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¿CÓMO LAVAR SIN CONTAMINAR EL AGUA?
PROPUESTA DE DETERGENTE ECOLOGICO.
RESUMEN
En las Escuelas de la UNAM, donde se imparten asignaturas científicas a nivel
licenciatura, se preocupan por educar a los estudiantes en materia ecológica
para mejorar en cuestiones ambientales, también con los estudiantes de
bachillerato estamos preocupados por dejarles a las generaciones futuras un
planeta habitable sin contaminación, por eso en nuestros laboratorios
enseñamos un manejo adecuado a las sustancias y residuos y en la vida
cotidiana buscamos utilizar productos ecológicos.
Un gran problema en la vida cotidiana es el uso de los detergentes los cuales
son uno de los responsables de la contaminación del agua, aún después de
salir de las plantas de tratamiento, el detergente permanece. Nuestro interés es
encontrar una alternativa ecológica de lavado para las actividades realizadas
en casa en la vida cotidiana.
En internet se comentan unas famosas Eco bolas de las cuales habíamos oído
que servían como detergente sin contaminar, buscamos información acerca de
sus componentes, sin embargo no encontramos ninguna clase de contenido
útil. Posteriormente decidimos seguir investigando y encontramos que hay
plantas que contienen saponinas las cuales sirven como detergentes como
son: Ginseng (Panax ginseng), quinua (Chenopodium quinoa), Jojoba
(Simmondsia chinensis), yuca (Manihot esculenta).
Decidimos comenzar con la jojoba (porque es la más fácil de conseguir), para
extraer las saponinas y elaborar un detergente biodegradable. En la sesión
experimental utilizamos la planta que supuestamente era la elegida,
observamos que era muy efectiva para producir espuma. Al realizar pruebas
lavando prendas nos dimos cuenta que era eficiente
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Al investigar más sobre la planta confirmamos que no era jojoba, si no una
planta que proviene de un árbol apodado cholulo, que se encuentra en la
cañada de Oaxaca y que era utilizado por esa comunidad para hacer jabón en
los tiempos en que la comunidad carecía de recursos para comprarlo.
MARCO TEÓRICO
Se cree que el jabón se inventó hace unos tres mil años. Se han encontrado en
la Mesopotamia tablillas de arcilla sumerias que mencionan la mezcla que se
obtenía de hervir aceites con potasio, resinas y sal.
El origen del jabón
Los fenicios lo fabricaban con aceite de oliva y sosa cáustica. Recetas
parecidas se seguirían utilizando en Siria. El jabón sirio, procedente de la
ciudad de Alepo, antiguo territorio fenicio, se sigue fabricando hoy día con el
mismo método tradicional y con aceite de oliva y aceite de laurel.
Los egipcios se frotaban con la mezcla obtenida del natrón (un carbonato de
sodio mineral extraído de los lagos salados después de la evaporación del
agua), tierra de batán (una arcilla poco elástica que tiene la propiedad de
absorber las materias grasas) y altramuces remojados en agua de lluvia
machacados.
Origen del jabón europeo
Los germanos y los celtas utilizaban grasa de cabra y cenizas de abedul para
fabricar sus jabones. El jabón era, según el historiador romano Plinio,
un invento galo. Los galos fabricaban sus jabones con cenizas de haya y sebo
o grasa de jabalí y lo usaban según Plinio para teñirse sus largas melenas de
rubio o pelirrojo.
El olor de la grasa rancia les resultaba bárbaro a los romanos, que como
los griegos y etruscos se lavaban frotándose por el cuerpo una mezcla
de aceites aromáticos y arena o ceniza.
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En el siglo III a.C. se fabricaba en Arabia un jabón mediante la cocción de una
mezcla hecha con potasa, álcali proveniente de cenizas, aceite de sésamo y
limón.
Hay quien asegura que los cruzados introdujeron en el siglo XI el jabón en
Europa Central desde Alepo. Los fenicios tuvieron tratos comerciales con
Europa antes de los tiempos romanos, así que seguramente este tipo de jabón
habría llegado mucho antes a las ciudades costeras como Nápoles, Marsella,
Cartagena o Cádiz. Lo cierto es que en la Baja Edad Media no se utilizó mucho
el jabón, y debido a la falta de higiene se originaron grandes epidemias que
diezmaron a la población, como la peste negra del siglo XIV.
Almonas árabes
La primera gran jabonería europea la construyeron los árabes a finales del siglo
X en Al Andalus, en Sevilla. En el valle del Guadalquivir, donde había grandes
olivares y marismas, se obtenían las materias primas necesarias para fabricar
un jabón que cuatro siglos más tarde se conocería como jabón de Castilla. Aún
así en Andalucía se siguió llamando por el nombre árabe,almona, a las fábricas
de jabón.
El monopolio del jabón de Sevilla, ostentado por los marqueses de Tarifa en el
siglo XVI, fue ampliado hasta América después de la conquista. El jabón de
Castilla, al provenir de aceites vegetales en vez de grasas animales, podía
utilizarse en la higiene personal. Fue así que los europeos se volvieron más
limpios y empezaron a desaparecer las grandes pandemias.
Las famosas fábricas de jabón de Marsella se establecieron en el siglo XIV.
Este jabón tradicionalmente se fabricaba con aceite de oliva, agua del
Mediterráneo y sosa cáustica proveniente de cenizas del laurel. Como el de
jabón de Alepo, también se sigue fabricando hoy en día.
Jabonerías americanas
En 1575 se fabricaba en la Ciudad de México jabón, hecho a partir
del tequesquite, un mineral rico en sosa, y algunas plantas. En el siglo XVII se
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sabe de la existencia de una jabonería en Guayaquil que fabricaba jabón a
partir de sebo de vacas y cenizas de yerba.
En este mismo siglo, en 1682, Luis XIV hizo guillotinar a tres fabricantes cuyos
jabones le habían irritado la piel.
Química del jabón
En 1791 el químico Nicolas Leblanc inventa un procedimiento para obtener
carbonato de sodio a partir de la sal marina, lo que simplificaba y abarataba el
proceso de obtención de la sosa. En 1823,Eugene Chevreul demuestra que las
grasas están formados por una combinación de glicerol y ácidos grasos (oleico,
margárico y esteárico) y explica así químicamente la reacción de la
saponificación descubierta por los sumerios.
CROVAT
En presencia de la sosa cáustica, los cuerpos grasos se dividen en sus
componentes. al reaccionar con los ácidos grasos da lugar a los estearatos, es
decir, al jabón. Así de la grasa y de la sosa se obtienen jabón y glicerina.
En el siglo XIX, los aceites de copra (pulpa seca del coco) y aceites de
palma que venían de las colonias, se empezaron a emplear en la fabricación de
jabones.
Desde los años 30 del siglo XX, el jabón tradicional tuvo que competir con
los tensoactivos sintéticos que se utilizan hoy en día en los detergentes,
productos de limpieza, jabones y shampoos, que además son altamente
contaminantes.
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DETERGENTES
Los primeros detergentes sintéticos fueron descubiertos en Alemania en 1936,
en lugares donde el agua es muy dura y por lo tanto el jabón formaba natas y
no daba espuma. Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y
después alquilbencenos sulfonados, más tarde sustituidos por una larga
cadena alifática, generalmente muy ramificada.
Los resultados fueron positivos, pues al usarse en agua muy dura siguieron
dando abundante espuma por no formar sales insolubles con calcio y otros
constituyentes de las aguas duras.
Dado que los detergentes han resultado ser tan útiles por emulsionar grasas
con mayor eficiencia que los jabones, su uso se ha popularizado, pero,
contradictoriamente, han creado un gran problema de contaminación, ya que
muchos de ellos no son degradables. Basta con ver los ríos rápidos que llevan
las aguas municipales para darse cuenta de cómo se elevan en ellos
verdaderas montañas de espuma. Para evitar esto, se han hecho esfuerzos por
sustituir la cadena lateral (R) ramificada por una cadena lineal, la que sí sería
biodegradable.
El lavado industrial en Europa se acostumbra hacer a alta temperatura, entre
90 y 95° Por su parte, en los Estados Unidos se hace entre 50 y 60°, mientras
que en México se realiza a temperatura ambiente.
Las diferentes condiciones de temperatura en las que se realiza el lavado trae
problemas a los fabricantes de detergentes. Éstos deben estar seguros de que
el detergente se disuelve en agua a la temperatura adecuada. Los detergentes
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más comunes en los Estados Unidos no son fácilmente solubles en frío. Los
agentes blanqueadores como el perborato, que funciona bien en caliente,
cuando se utilizan en frío tienen que ser reforzado con activadores, pues en
agua tibia los blanqueadores pierden eficiencia.
SAPONINAS
Antes de que el hombre creara la gran industria del jabón se usaban jabones
naturales llamados saponinas (nombre derivado del latín sapo, jabón) y
conocidos por los mexicanos como amole. Muchas raíces y follaje de plantas
tienen la propiedad de hacer espuma con el agua, por lo que se han utilizado
desde la Antigüedad para lavar ropa. Los pueblos prehispánicos del centro de
México llamaban amole a estas plantas y eran sus jabones. Aun en la
actualidad en muchas comunidades rurales se emplea el amole tanto para
lavar ropa fina, como para evitar que se deteriore, ya que es un detergente
neutro perfectamente degradable.
Las saponinas se han usado también como veneno de peces, macerando en
agua un poco del órgano vegetal que lo contiene, con la ventaja de que los
peces muertos por este procedimiento no son tóxicos.
Las saponinas producen hemolisis a grandes diluciones y están constituidas
por grandes moléculas orgánicas, como esteroides o triterpenos, unidas a una
o varias azúcares, por lo que contienen los elementos necesarios para
emulsionar la grasa: una parte lipofílica, que es el esteroide o triterpeno, por
medio del cual se unirá a la grasa, y una parte hidrofílica, que es el azúcar, por
medio de la cual se unirá al agua.
Entre las saponinas de naturaleza esteroidal son muy importantes los
glicósidos cardiacos, obtenidos de la semilla de la dedalera o Digitalis
purpurea. El extracto obtenido de estas semillas, que contienen una mezcla de
saponinas, es muy útil en el tratamiento de enfermedades del corazón. Sin
embargo, un exceso de estas sustancias es peligroso y puede causar incluso la
muerte. Debido a esto, las infusiones de dedalera se utilizaron en la Edad
Media en los juicios de Dios (ver capítulo v).
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Los glucósidos cardiacos se encuentran no sólo en la dedalera, sino que hay
otras plantas que también las contienen, tales como las distintas especies de la
familia Asclepidacea.
Esta familia de plantas es rica en ellos, y su principal característica es la
producción de un jugo lechoso cuando se le cortan hojas o tallos. Ha adquirido
notoriedad por ser las plantas que alimentan a la mariposa monarca en su
estado larvario. De esta planta las mariposas toman los glicósidos cardiacos
que la volverán tóxica y por consiguiente desaniman a las aves a que las
consuman como alimento. Algunos de estos glicósidos son los que se ilustran
enseguida:
Entre las asclepidáceas que han interesado a los investigadores se encuentra
la Calotropis procera que crece en Asia y en África. Es una planta venenosa
que ha sido utilizada para la medicina popular y como veneno de flechas, es
decir, los nativos usan el látex venenoso de la planta para impregnar los
dardos. Así, en la práctica de la cacería, los animales, aunque sean heridos
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muy levemente, mueren. La carne no representa ningún problema, ya que la
sustancia se descompone durante el cocinado, y si algo llega al estómago, el
ácido clorhídrico del jugo gástrico se encargará de hidrolisarlo quitándole su
toxicidad.
Las sustancias que contiene esta planta son una serie de lactonas, entre las
que se han podido caracterizar las llamadas calactina, calotropina y las
sustancias que contienen nitrógeno y azufre en su molécula, como la
voluscharina y la uscharina.
La hidrólisis de los glicósidos cardiotónicos de la dedalera (Digitalis
purpurea) elimina la parte hidrofílica constituida por azúcares y deja en libertad
la parte lipofílica que en este caso son los esteroides digitoxigenin,
digoxigenina y gitoxigenina, que además de que ya no tienen propiedades
detergentes, han perdido su actividad biológica
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Los glicósidos cardiacos son saponinas producidas también por otras plantas
venenosas, entre ellas las del género Strophantus. Por ejemplo, tenemos la
strofantina, que contiene glucosa, la cual, unida directamente al esteroide,
contiene una azúcar muy rara llamada cimarosa. La estrofantidina es un
veneno muy activo, capaz de matar en dosis tan bajas como 0.07 mg a un
ratón de 20 gramos.
Antes de descubrir la reacción de la saponificación, había pueblos que
utilizaban vegetales que contienen jabones naturales llamados saponinas. Su
composición química otorga propiedades detergentes.
El Sapindus mukorossi más conocido como nueces de lavado es uno de esos
vegetales. Se trata de un árbol que crece en India y en Nepal, cuyo fruto
contiene gran cantidad de substancia detergente en la cáscara.
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Se utiliza para el lavado desde tiempos remotos y actualmente se está
empezando a difundir en internet como una alternativa ecológica y económica a
los detergentes comerciales por todo el mundo. Su venta se realiza a través de
las tiendas del Comercio Justo y en portales de internet, anunciado como un
sustituto ecológico de los detergentes convencionales.
OBJETIVOS
Extracción de las saponinas de plantas elegidas, para obtener un
detergente biodegradable y ecológico.
Hacer pruebas de lavado en prendas y probar su eficiencia para tener
una alternativa ecológica.
PROBLEMA
Como ya se ha mencionado los detergentes son muy contaminantes para el
agua. Muchas personas están interesadas en buscar una opción ecológica
para lavar la ropa, la prueba de ello es la gran demanda que se tiene en
internet por el interés de las nuevas opciones de lavado ( Ecobolas, nueces de
lavado).
Es necesario tener otra opción para lavar la ropa, esta alternativa la puede
proporcionar la naturaleza a través de una planta.
En este trabajo verificaremos las bondades de esta planta y elaboraremos un
producto ecológico como opción de lavado que pueda sustituir a los
detergentes y evitar más contaminación del agua.
HIPOTESIS
Esperamos que el producto obtenido sea un buen sustituto de los detergentes y
obtendremos una opción ecológica de lavado. Por ser extraído de una planta
no contamina tanto el ambiente como los detergentes.
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DESARROLLO
De las plantas propuestas para la extracción de las saponinas decidimos
comenzar con la jojoba porque una de las chicas del equipo de trabajo nos
comento que podría facilitarnos la planta.
Al observar la planta realizamos varias pruebas utilizamos las semillas enteras
cortadas a la mitad y utilizamos agua fría y caliente, nos dimos cuenta que se
obtenía mas espuma utilizando agua fría y con las semillas a la mitad.
Al buscar fotografías de la jojoba nos dimos cuenta de que no coincidían con
las de jojoba, que eran mucho más parecidas a las nueces de lavado
(Sapindus mukorossi), muy mencionadas en internet y que se consiguen en la
india.
La chica que proporciono la planta nos comento que la había obtenido de la
cañada de Oaxaca y que era conocida como cholulo, jaboncillo o jojoba.
Después de tan tremenda sorpresa continuamos con el proyecto.
MATERIAL
2 vasos de precipitados de 1 litro
1 parrilla
SUSTANCIAS
Esencia de menta
Agua de la llave
1 embudo
Papel filtro
Botellas de plástico
PROCEDIMIENTO
Para la extracción de la saponina de la planta utilizamos 20 semillas cortadas a
la mitad y las hervimos durante quince minutos.
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Las filtramos, dejamos enfriar, agregamos 5 ml. de esencia de menta y
guardamos en botellas de plástico.
Después de elaborar el detergente realizamos pruebas de lavado para probar
la eficiencia.
RESULTADOS
Las pruebas de lavado fueron muy eficientes:
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ANALISIS DE RESULTADOS
Observando los resultados podemos decir que el detergente obtenido es
eficiente debido a que deja limpia la ropa.
CONCLUSIONES
1.- El cholulo, árbol jaboncillo o nueces de lavado resulto ser una opción
eficiente para el lavado.
2.- Al proceder del extracto de una planta pensamos que es biodegradable y
contamina menos que los detergentes sintéticos
3.- Logramos extraer las saponinas de la planta y elaborar un detergente
ecologista.
4.- El uso excesivo del detergente puede provocar otros problemas como la
deforestación.
5.- Proponemos la siembra de este tipo de arboles y no dejar desprotegidas las
zonas donde se utilicen las semillas para la extracción del detergente.
FUENTES DE INFORMACION
1. AA. VV., ¿Eso es química?, Madrid, ed. Alhambra, 1988
2. Romo de Vivar,Alfonso , Química, Universo, Tierra y vida , México D. F.,
Fondo de cultura económica, 5ª ed.,1995
3. Baird, Colin; Raymond B. Seymour , Química ambiental , Barcelona, ed.
Reverté, 2001
4. http://www.ojocientifico.com/
5. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/
6. http://www.nueces-de-lavado.es
7. http://www.friedli.com/herbs/phytochem/glycosides.html
8. http://www.ehu.es/biomoleculas/hc/sugar33c1.htm
9. http://www.cleaning101.com/cleaning/history/
