(Perfil) Obtención de fibras de queratina a partir de plumas de aves de corral para la elaboración de una crema para problemas capilares

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA UNIDAD ACADEMICA COCHABAMBA CARRERA ING. EN SISTEMAS ELECTRONICOS

PERFIL DE TRABAJO DE GRADO

³OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE UNA CREMA PARA PROBLEMAS CAPILARES´

ALF. CGON. SERGIO ALEJANDRO SALAS AGUILAR

COCHABAMBA, 2011

ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA UNIDAD ACADEMICA COCHABAMBA INGENIERIA EN SISTEMAS ELECTRONICOS

PERFIL DE TRABAJO DE GRADO

³OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE UNA CREMA PARA PROBLEMAS CAPILARES´

TN. CGON. GUERY MORALES FORQUERAS CAP. INF. ALVARO FERNANDO SORIA TORNAZOS ALF. CGON. SERGIO ALEJANDRO SALAS AGUILAR EST. MRISOL MARCA LAZARTE EST. IVETH CARDOZO EST. XIMENA HUANIQUINA TERRAZAS

2

COCHABAMBA, 2011

3

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN. ................................................................................................ 1

2.

ANTECEDENTES. ............................................................................................... 3

3.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ..................... Error! Bookmark not defined.

3.1. Identificación del problema. ................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.1. Identificación de la situación problemática. ................................................. 3 3.1.2. Identificación de la causa. .............................................................................. 5 3.2. Formulación del problema................................................................................. 6 3.3. Análisis efecto y causa ...................................................................................... 6 4.

OBJETIVOS......................................................................................................... 6

4.1. Objetivo general. ................................................................................................ 6 4.2. Objetivos específicos......................................................................................... 6 4.3. Objetivos específicos y acciones. .................................................................... 7 5.

JUSTIFICACIÓN.................................................................................................. 8

5.1. Justificación técnica. ......................................................................................... 8 5.2. Justificación social. ........................................................................................... 8 5.3. Justificación económica. ................................................................................... 8 6.

ALCANCE............................................................................................................ 9

6.1. Alcance temático. ............................................................................................... 9 6.2. Alcance geográfico. ........................................................................................... 9 6.3. Alcance temporal................................................................................................ 9 7.

HIPOTESIS ........................................................................................................ 10

7.1. Análisis de variables ........................................................................................ 10 7.2. Definición conceptual ...................................................................................... 10 7.3. Operativización de variables ........................................................................... 10 8.

MATRIZ DE CONSISTENCIA ............................................................................ 12

9.

FUNDAMENTACION TEÓRICA. ....................................................................... 13

9.1. Contenido temático .......................................................................................... 13 9.2. Desarrollo de la fundamentación teórica. ...................................................... 14 9.2.1. Redes de Comunicación ...................................... Error! Bookmark not defined. 9.2.2. Telecomunicaciones II. ................................................................................. 15 i

9.2.3. Conmutación digital. ..................................................................................... 15 10. DISEÑO DE LA INVESTIGACION..................................................................... 15 11. TEMARIO TENTATIVO. .................................................................................... 17 12. CRONOGRAMA ................................................................................................ 19 11. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 20

ii

1. INTRODUCCIÓN. En los últimos años se ha podido observar que los problemas capilares son el preocupar de la mayoría de las personas, de ahí la inquietud de poder aprovechar  desechos de plumas de aves de corral de avícolas de la ciudad de Cochabamba, al que no se le da ningún valor agregado y prácticamente es desechado como basura, para poder extraer de esta la queratina que es un componente muy rico en azufre que ayuda a los problemas capilares proporcionándole al cabello

todos los

nutrientes necesarios para principalmente evitar la caída, además de mejorar su aspecto.

IMAGEN Nº1: Problemas capilares

FUENTE: http://www.google.com/search?hl=es&client La queratina es una proteína con estructurahelicoidal, muy rica en azufre, que constituye el componente principal de las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de otros órganos derivados del ectodermo, faneras como el pelo, uñas, plumas, cuernos, ranfotecas y pezuñas.

IMAGEN Nº 2: Estructura de la queratina

FUENTE: http://www.google.com/search?hl=es&xhr=t&q

1

El pelo está construido con macrofibrillas de queratina empaquetadas por afuera, éstas están formadas por microfibrillas. Las interacciones entre las hebras se producen a través de puentes disulfuro, la queratina del pelo se encuentra en alfa

queratina1, existiendo la posibilidad de transformarla en beta queratina2, si por  ejemplo, aplicamos calor más humedad, el pelo puede incluso duplicar su longitud, esto sucede porque se rompen los puentes de hidrógeno de la hélice y las cadenas polipeptídicas adoptan una conformación -beta, no obstante los grupos -R de las queratinas son muy voluminosos, lo que hace que la conformación -beta se desestabilice y al poco tiempo adopte de nuevo la conformación en hélice con lo que el pelo recupera su longitud original. Es incorrecto decir que el pelo está formado por  células, solo se encuentra queratina rica en azufre y una matriz amorfa que mantiene a las microfibrillas empaquetadas por afuera en la forma que alguna vez tuvo la célula que las sintetizó; el folículo piloso es el que posee células activas que se encargan de sintetizar los elementos anteriores.

IMAGEN Nº3: Estructura del cabello

FUENTE: http://www.google.com/search?um=1&hl  Aprovechando que la mayoría de las avícolas pequeñas de Cochabamba desechan las plumas de aves de corral, se determinará el volumen de plumas que se desecha, para poder transformar estas en queratina. 1

 Alfa queratina :Lospuentesdisulfuro son los que proporcionan la dureza a la alfa queratina. Así, existe mayor cantidad de queratina alfa en los cuernos de un animal y en las uñas que en el pelo. Además la queratina alfa solamente se encuentra en pelos, cuernos, uñas, y otras f aneras. 2 La queratina de tipo beta es inextensible (a diferencia de la queratina tipo alfa) y la podemos encontrar, por ejemplo, en la tela de araña. 2

Se extraerá la queratina de las plumas de aves de corral mediante la técnica de obtención de fibra de queratina soluble, debido a que es la técnica más adecuada para sustraer queratina que sirva para la elaboración de productos capilares.

IMAGEN Nº4: Estructura de un pluma

FUENTE: http: //www.google.com/search?um Posterior a la extracción de queratina de las plumas de aves de corral, se comparará la eficiencia de la queratina obtenida con respecto al aceite de cusi, para poder  determinar si es mejor.  Así satisfacer la necesidad de las personas favoreciendo al cuidado del cuero cabelludo, con una nueva alternativa que es la queratina.

2. ANTECEDENTES. Generalmente las plumas son destinadas a la elaboración de harinas utilizadas comosuplemento alimenticio para aves y otros animales de abasto. Este producto es obtenido poruna combinación de tratamientos térmicos (cocción a altas presiones) con tratamientosquímicos (ácidos o alcalinos); procesos que no solo impiden la fragmentación de los enlacesdisulfuro presentes en la queratina de la pluma, convirtiéndola en una proteína muy resistenteque dificulta la degradación enzimática por parte de las aves, sino que también disminuyen elvalor proteico de la harina a un 45% por la destrucción de algunos aminoácidos.

3

Se conoce la existencia de un gran número de residuos procedentes de la industria avícola que contienen, en diferentes proporciones, la proteína queratina, tanto en sus formas alfa como beta. Como se sabe, la queratina consiste en una sustancia albuminoidea, muy rica en azufre, que constituye la parte fundamental de las capas más externas de la epidermis de los vertebrados y de los órganos derivados de esta membrana, tales como las plumas, pelos, cuernos, uñas o pezuñas; en particular, la queratina es la sustancia responsable de la dureza y de la resistencia de los cuernos y las uñas.  Ahora bien, aunque la explotación de estas fuentes de queratina es un proceso industrial bien conocido, la mayoría de los métodos de obtención de la queratina a partir de los desechos agrícolas están fundamentados en tratamientos térmicos o químicos muy agresivos. Como ejemplo, se pueden citar los documentos US427996, US19790078850

19790925,

JP197801242289

19781009,

JP19780149279

19781201, JP19780163085 19781229, que se tiene como referencia. Como resultado de la agresividad de estos tratamientos, la proteína que se obtiene está muy desnaturalizada y ha perdido la mayoría de las propiedades que hacen de la queratina una proteína de interés industrial. Ya en 1981 YoshiokaIssei, propuso un método de hidrólisis en frío para aplicaciones cosméticas, empleando un álcali y un sulfuro metálico como forma de romper los puentes disulfuro de los aminoácidos y obtener un hidrolizado con proteína en buen estado. Trabajos posteriores de Schrooyen PM y col., demuestran que la proteína obtenida mediante hidrólisis en frío es reactiva y puede ser entrecruzada para obtener nuevos materiales. La presente invención va dirigida en ambas direcciones, puesto que constituye un procedimiento que permite obtener queratina a partir de hidrolizados de la proteína procedentes de desechos agrícolas obtenidos por hidrólisis no-térmica. El proceso, desarrollado en frío, consta de dos variantes. La primera de ellas facilita la obtención de microfibras de queratina en la que esta última conserva todas sus propiedades y es por tanto aplicable a sectores de la técnica muy diversos, tales como el sector  textil, como medio de refuerzo en la fabricación de polímeros industriales tales como los polietilenos o los polipropilenos, la fabricación de pasta de papel o cartón y la 4

fabricación de biomateriales o materiales biomédicos, entre otros. La segunda variante proporciona la obtención de queratina soluble con vistas a aplicaciones en cosmética y alimentación. En Bolivia no existe bibliografía o datos de trabajos de investigación sobre este tema, recién este este año con esta investigación se están desarrollando investigaciones para poder extraer queratina de plumas de aves.

2.1.1. Identificación de la situación problemática. En cercado-Cochabamba Bolivia como en muchas partes del mundo se ha podido observar alteraciones en el cuero

cabelludo, conocidas más comúnmente como

problemas capilares,resultado de una actividad anormal de las células del cuero cabelludo entre ellas se encuentran la caspa, el pelo seco y pelo graso, son muy usuales especialmente en el cabello largo, que es causada por diferentes factores como ser la herencia, los ácaros de polvo, el sol, los cambios de clima bruscos, utilización inadecuada de fijadores de cabello entre otros.

2.1.2. Identificación de la causa.

Herencia Desequilibrios hormonales Desequilibrios sistema nervioso

Mala alimentación Metabolismo  Anemia

Uso de fijadores con alcohol Champús que contienen altos índices de químicosabrasivos Uso de tintes muy frecuentemente

Problemas capilares

Sol, Cambios de clima bruscos Excesivo s  Acaros de polvo en el aire

Enfermedad tiroidea La carencia de hierro en el organismo, o  Anemia ferropénica

Peines plásticos de dientes muy juntos y puntiagudos, cepillos

duros

FUENTE: Elaboración propia 5

2.2. Formulación del problema. ¿La extracción defibras de queratina a partir de plumas de aves de corral ayudará a

subsanar los problemas capilares?

2.3. Análisis efecto y causa

CAUSA La

herencia,

climáticos,

cambios

fijadores

y

EFECTO

shampoos con químicos abrasivos,

Caída de cabello y Problemas capilares

mala

alimentación, enfermedades (tiroides, falta de hierro) y

mala

calidad de los peines como

también

el

maltrato al mismo.

FUENTE: Elaboración propia.

3. OBJETIVOS. 3.1. Objetivo general. Obtener fibras de queratina, a partir de

plumas de aves de corral para la

elaboración de una crema para problemas capilares

3.2. Objetivos específicos. 6



Determinar

qué

porcentaje

de personas

en

la provincia

Cercado del

Departamento de Cochabamba sufre de problemas capilares. 

Establecer la cantidad de plumas de corral que generan las avícolas en

la ciudad de Cochabamba. 

Analizar cuál es la técnica más adecuada para la extracción de fibra de

queratina 

Comparar la eficiencia que tiene la

fibra de queratina para el cuidado

capilar, en relación al aceite de cusi. 

Elaborarcrema en base a fibras de queratina

3.3. Objetivos específicos y acciones. Tabla Nº 1: Objetivos específicos y acciones del proyecto Objetivos específicos Determinar

qué

porcentaje

Acciones de

Obtención

de

los

datos

sobre

el

personas en la provincia Cercado del

porcentaje de personas en la Provincia

Departamento de Cochabamba sufre

cercado

de problemas capilares.

Cochabamba que sufre de problemas

del

departamento

de

capilares.  Averiguar la cantidad de plumas de Obtención de la información sobre la corral que generan las avícolas en la cantidad de plumas que generan las ciudad de Cochabamba.  Analizar

cuál es la

avícolas en la ciudad de Cochabamba. técnica

más Estudio de las técnicas existentes para

adecuada para la extracción de fibra la extracción de fibras de queratina. de queratina. Comparar

la eficiencia que

tiene la Identificación

de

la

sustancia

fibra de queratina para el cuidado adecuada para el cuidado capilar. capilar, en relación al aceite de cusi. Elaborarcrema en base a fibras de Elaboración de crema queratina

7

más

Objetivos específicos

Acciones

FUENTE: Elaboración propia

4. JUSTIFICACIÓN. 4.1. Justificación técnica. Para el presente trabajo de investigación se utilizará la técnica de extracción de fibras de queratina soluble, en la cual se realiza: y

El triturado e hidrolisis

y

La oxidación y neutralización

y

Ultrafiltración y lavado

y

Secado.

Todos estos procesos se los puede realizar en el laboratorio de la Escuela militar de ingeniería y se cuenta con todo el material necesario.

4.2. Justificación social. Con la extracción de fibras de queratina se pretende elaborar productos capilares queayuden a mejorar el aspecto del cuero cabelludo y reduzca los problemas capilares, así poder satisfacer la necesidad de las personas que sufren de problemas capilares.

4.3. Justificación económica. Las fibras de queratina se la obtendrá a partir de plumas de aves de corral, las cuales actualmente son desechadas por las avícolas pequeñas de cercadoCochabamba y al cual no se le da ningún valor agregado. Las plumas de las aves de 8

corral generarán utilidades a las avícolas ya que serán utilizados como materia prima para la extracción de fibras de queratina así como también generará grandes utilidades al dueño del trabajo de investigación.

4.4 Justificación ambiental El proceso de extracción de fibras de queratina a partir de plumas de aves de corral no genera daños ambientales, tomando en cuenta que los desechos generados son biodegradables, además se está favoreciendo al ambiente al transformar plumas que prácticamente son desechadas como basura por avícolas, ya que estas están dedicadas más a la comercialización de carne.

5. ALCANCE. El presente trabajo de investigación será delimitado con respecto al área geográfica de donde se tendrá la materia prima, además del alcance temporal que tendrá.

5.1. Alcance temático. El presente trabajo está orientado a la utilización de los conocimientos adquiridos en las materias de química inorgánica, Biología, estadística descriptiva,metodología de la investigación, química de alimentos.

5.2. Alcance geográfico. El presente trabajo de investigación se desarrollará en la ciudad de cercadoCochabamba en los laboratorios de la Escuela Militar de Ingeniería, ubicado en la Av. 23 de marzo.

5.3. Alcance temporal. El tiempo dado para la culminación del presente trabajo es de 9 meses de la gestión I-2011 y II-2011. Para su futura implementación el trabajo de investigación está previsto con un tiempo de vida útil de 5 a 10 años. 9

6. HIPOTESIS La extracción de fibras de queratina a partir de las plumas de aves de corral permitirá la elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.

Análisis de variables Variable Independiente.- Extracción de fibras de queratina Variable dependiente.- Elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.

Definición conceptual Extracción de fibras de queratina Elaboración de crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.

6.1. Operativización de variables VARIABLE

DIMENSION

Variable independiente

Obtención

de

INDICADOR

fibra

queratina soluble.

de

Porcentaje

de

queratina

por Kg de pluma

Extracción de fibras de queratina

Variable dependiente

Provincia

cercado Mejora

Cochabamba Elaboración

de

crema

de la EMI.

del

estudiantes cabelludo después de 30 días de su aplicación

para problemas capilares que mejoren el aspecto 10

cuero

del cuero cabelludo.

FUENTE: Elaboración propia.

11

7. MATRIZ DE CONSISTENCIA Problema

Objetivo

Hipótesis

OBTENCION DE FIBRAS DE QUERATINA A PARTIR DE PLUMAS DE AVES DE CORRAL PARA LA ELABORACION DE PRODUCTOS CAPILARES

Causa

La extracción de fibras de queratina Obtener fibras de queratina, a partir 

La

herencia,

fijadores, abrasivos,

cambios

shampoos mala

climáticos,

con

de plumas de aves de corral

químicos

a partir de las plumas de aves de corral permitirá

alimentación,

enfermedades (tiroides, falta de hierro) y

mala calidad de los peines como

también el maltrato al mismo.

Impide/provoca Efecto

Para La elaboración de productos capilares

Caída de cabello y Problemas capilares

Permitirá La elaboración de una crema para problemas capilares que mejoren el aspecto del cuero cabelludo.

FUENTE: Elaboración propia

12

8. FUNDAMENTACION TEÓRICA. 8.1. Contenido temático Tabla Nº 2: Contenido temático Objetivos específicos Determinar qué porcentaje de

personassufre

Acciones

Tema teórico

Elaboración y aplicación de

de encuestas

problemas capilares.

Técnicas

de

recolección de datos

Investigación

de

la Ordenamiento,

información en el instituto

imágenes de datos y

nacional de estadística(INE)

obtención

de

significados  Averiguar plumas

la

cantidad

de aves de

de Determinación del peso de Estimación de peso en

corral las plumas de aves de corral función a testigo

que generan las avícolas

que generan las avícolas

 Analizar cuál es la técnica Estudio más

adecuada

extracción

de

para fibra

de

las

técnicas  Análisis de técnicas y

la existentes para la extracción protocolos de de fibras de queratina.

queratina Establecimiento de la técnica  Análisis de técnicas y más adecuada en función a protocolos los

materiales

pueden

que

se

en

el

utilizar

laboratorio de la EMI.

13-20

Objetivos específicos

Acciones

Comparar la eficiencia que

Experimentación

tiene la fibra de queratina

personas

para el cuidado capilar, en

problemas capilares

Tema teórico

en

que

10 Medidas de tendencia sufren central posición (segmentación)

relación al aceite de cusi.

Elaborar una crema en base Elaboración de crema

Métodos

a fibras de queratina

en la observación y Pruebas de la crema

análisis

empleados

del

cuero

cabelludo

FUENTE: Elaboración propia.

8.2. Desarrollo de la fundamentación teórica. 8.2.1. Técnicas de recolección de datos Este tema de estadística descriptiva nos ayudará a poder elaborar correctamente una encuesta así como también la aplicación de la misma para poder recolectar  datos de manera correcta en todo el desarrollo del presente trabajo de investigación.

8.2.2. Ordenamiento, imágenes de datos y obtención de significados Este tema de estadística descriptiva nos ayudará a poder ordenar toda la información recabada, establecerla en una base de datos, analizar la información en función a nuestros requisitos, obtención de los resultados y análisis de los mismos para poder  sacar una correcta conclusión.

14-20

8.2.3. Estimación de peso en función a testigo Este tema nos ayudará a poder determinar un peso estimado en función a un testigo para no perder demasiado tiempo en el cálculo del peso ya que será en función al peso que podremos saber cuánta queratina se puede extraer.

8.2.4. Análisis de técnicas y protocolos Este tema específico nos ayudará para poder realizar todo el procedimiento práctico, que vas desde la llegada de las plumas de aves(materia prima) al laboratorio hasta la extracción de la queratina.

8.2.5. Medidas de tendencia central posición (segmentación). Este tema nos ayudará a poder establecer una comparación de eficiencia entre un aceite que se sabe que sirve de materia prima en la elaboración de productos capilares y uno que recién se pretende utilizar para estos productos, todo esto mediante la experimentación y los resultados obtenidos.

9. DISEÑO DE LA INVESTIGACION Objetivos

Acciones

Tema teórico

Instrumento

específicos Determinar

qué Determinación

porcentaje personas

de porcentaje en

provincia

la personas de provincia

cercado

de

de de datos de

la

cercado

Cochabamba

Cochabamba sufre sufre

del Técnicas de recolección

que

problemas

Ordenamiento, imágenes de datos y obtención

problemas capilares.

significados

capilares.

15-20

de

Encuestas

Objetivos

Acciones

Tema teórico

Instrumento

específicos  Averiguar

la Determinación

del Estimación de peso en Entrevistas a

cantidad de plumas peso de las plumas función a testigo de aves de que

avícolas

corral de aves de corral

generan

las que

avícolas

generan

las

avícolas

 Analizar cuál es la Estudio técnica

más técnicas

adecuada

para

extracción de

de

las  Análisis de técnicas y Laboratorio

existentes protocolos

la para la extracción

fibra de

de queratina

fibras

de

queratina

Comparar

la Experimentación en Medidas

de

tendencia Observación

eficiencia que tiene 10 personas

central

la

(segmentación)

fibra

queratina

de

para

posición de

los

resultados

el

cuidado capilar, en relación al

aceite

de cusi Elaborar una crema Elaboración en base a fibras de shampoo queratina

Pruebas shampoo

de Métodos empleados en Laboratorio la observación y análisis del de

los

capilares

FUENTE: Elaboración propia

16-20

problemas

10. TEMARIO TENTATIVO. 1.

GENERALIDADES

1.1.

Introducción

1.2.

Antecedentes

1.3.

Planteamiento del problema

1.3.1. Identificación del problema 1.3.2. Formulación del problema 1.4.

Objetivos

1.4.1. Objetivo general 1.4.2. Objetivos específicos 1.4.3. Objetivos específicos y acciones 1.5.

Justificación

1.5.1. Justificación técnica 1.5.2. Justificación social 1.5.3. Justificación económica 1.5.4. Justificación ambiental 1.6.

Alcance

1.6.1. Alcance temático 1.6.2. Alcance geográfico 1.6.3. Alcance temporal

2.

FUNDAMENTACION TEORICA

2.1.

Contenido temático

2.2.

Desarrollo de la fundamentación teórica.

2.2.1. Problemas capilares 2.2.2. Composición de la pluma de aves de corral 2.2.3. La queratina 2.2.4. Métodos de extracción de queratina de plumas de aves de corral 2.2.5. Técnica y método para la elaboración de shampoo.

3.

MARCO PRACTICO

3.1.

Estudio de las personas que tienen problemas capilares en la ciudad de

cercado ± Cochabamba. 17-20

3.2.

Identificación del método más adecuado para la extracción de fibras de

queratina. 3.3.

Extracción de fibras de queratina a partir de plumas de aves de corral.

3.4.

Elaboración de shampoo en base a fibras de queratina.

3.5.

Pruebas del producto.

4.

COSTOS

5.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1.

Conclusiones

5.2.

Recomendaciones

ANEXOS BIBLIOGRAFIA

18-20

11. BIBLIOGRAFIA y

NINOSKA ANDREA SEJAS CASTELLON; ³Proyecto de factibilidad para implementar una planta procesadora de aloe vera para WELLA- BOLIVIA BELMED LTDA´, 2007 Bolivia

y

ZEGARRA JUSTINIANO; ³4 Formas de elaborar tesis y proyectos de grado´,

Bolivia.

Paginas digitales y

http://www.ccytet.gob.mx/var/noticiero/PDF/2008/44122008.pdf 

y

http://es.wikipedia.org/wiki/Queratina

y

http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=queratina

y

http://es.scribd.com/doc/26085485/Proyecto-Degradacion-Plumas

y

http://espaciociencia.com/descubren-el-origen-del-cabello-humano/

y

http://www.oenobiol.es/dossieres-tematicos/capilar/para-que-sirve-laqueratina.html

y

http://la-piel.tripod.com/id4.html

20-26