El objetivo del proyecto es elaborar empaques a partir de residuos orgánicos de cáscara de tuna (Opuntia ficus-indica) y corona de piña (Ananas comosus), a nivel laboratorio y con un estudio económico, que sean biodegradables y amigables con el medio ambiente. Dicha elaboración se logra mediante el siguiente procedimiento: 1) tratamiento de secado y caracterización de la cáscara de tuna y corona de piña; 2) extracción de celulosa a partir de la cáscara de tuna y corona de piña; 3) desarrollo del prototipo de empaques biodegradables (platos, platillos, vasos); 4) estudio de los costos y beneficios del empaque biodegradable y su difusión a empresarios de la Macro Sur. El proyecto se justifica, principalmente, porque contribuye con el medio ambiente: se aprovechan residuos orgánicos como la cáscara de tuna y corona de piña para emprender un negocio. Asimismo, se difunde este conocimiento a través de revistas científicas indizadas. Además, se benefician a los productores de tuna y comerciantes de piña de la región Moquegua, quienes pueden lograr ingresos adicionales al vender los desechos de cáscara de tuna y corona de piña como materia prima para la industria.Los resultados serán difundidos en revistas indizadas y puestos en valor por la incubadora de empresas de la Universidad José Carlos Mariátegui a posibles inversionistas.  https://t.ly/13v2

Existen antecedentes del uso de fibras vegetales (Barrera, 1981) que provienen directamente de la planta, según el grado de finura de la fibra y la rigidez en el estado natural. Las fibras duras son el abacá, los agaves (henequén y sisal) y, principalmente, el ixtle. Las fibras blandas son el lino, el yute y el ramio. Sin embargo, dada la crisis energética y medioambiental que acontece, cada vez son más los esfuerzos, en industrias e investigaciones, destinados a la búsqueda de materias primas alternativas y nuevos métodos de extracción que no supongan una mayor degradación y transgresión del ecosistema (Jiménez, & Rodríguez, 2017). En efecto, dicho contexto ha despertado el interés por revisar otras alternativas de uso de materias fibrosas, como la cascara de tuna y corona de piña, susceptibles de emplearse para la obtención de celulosa y su aplicación en envases biodegradables. Tal como se obtiene la celulosa de Ricinus communis L. (Escoto, Murillo, Rodríguez, Anzaldo & Rivera, 2015), mediante el proceso alcalino, como componente fibroso del papel bond, acompañado de fibra larga en un intervalo de 40% a 80%. Esto representa una disminución en los costos de fibra corta industrial, además de favorecer el aprovechamiento de una fuente fibrosa no convencional.

Un empaque biodegradable está definido como aquel capaz de descomponerse en bióxido de carbono, metano, agua, compuestos inorgánicos o biomasa. Cabe señalar que el mecanismo dominante de descomposición es la acción enzimática de los microorganismos y los productos resultantes pueden ser obtenidos y medidos en un periodo determinado de tiempo (ASTM D5511-12, 2005).

Los materiales para la elaboración de empaques biodegradables pueden ser polímeros de origen natural (proteínas, almidón, lípidos, quitosano, celulosa, entre otros) o de origen sintético (polihidroxialcanoatos y ácido poliláctico) (Tharanathan, 2003).

En la región Moquegua, en 2016, se produjo 2,400 toneladas de tuna. Asimismo, el MINAGRI 2016 indicó que el Perú produjo 461,286 toneladas de piña y 88,037 toneladas de tuna anualmente. Ello generó un 35% de residuo en cáscara de tuna y un 15% de residuo en corona de piña. Dichos residuos no son aprovechados para generar un valor agregado, pese a ser residuos orgánicos biodegradables por su alto contenido de fibra. Por su parte, un estudio reciente acerca de la cáscara de tuna, realizado por la Universidad Privada de Tacna, muestra un pH obtenido de 3.28, 70.16% de sólidos solubles, donde se indicó el aprovechamiento satisfactorio de la cáscara de tuna en la elaboración de yogurt griego como fibra soluble (Doumenz, 2017). Tales resultados coinciden con otros estudios (Ramadan & Morsel, 2003) sobre la caracterización de la cáscara de tuna, los cuales reportan una gran cantidad de pectina, fibra, en la cáscara y una buena fuente de ácidos grasos poliinsaturados, además de antioxidantes naturales como la vitamina E, tocoferoles y la vitamina C.

La problemática descrita gira entorno a los residuos sólidos que se generan y no se utilizan. Por su parte, se tiene a la cáscara de tuna y corona de piña como residuos de fácil recolección por productores y comerciantes. Además, dichos residuos son subproductos con alto contenido de fibra, según un estudio inicial bajo el método alcalino. En ese sentido, es posible sintetizar dicho material para envases biodegradables.

El aprovechamiento de la cáscara de tuna y corona de piña contribuirá a minimizar los problemas ambientales que se generan por los desechos en los contenedores de basura.

Además, guiará a los agricultores y comercializadores de tuna y piña de las regiones y distritos del Perú hacía una posible industria de envases biodegradables. En especial, donde exista una importante producción para comercializar dichos residuos.

Asimismo, el estudio motivará el interés para crear un plan de negocio en la pequeña o gran industria de envases, específicamente, para incursionar en los envases biodegradables.

Por su parte, el desarrollo del proyecto va a ocasionar un alto impacto social, económico y cultural, así como un fortalecimiento del CITE Agroindustrial Moquegua. Resulta importante precisar que los trabajos a desarrollar estarán coordinados y acordados con la Universidad José Carlos Mariátegui a fin de provocar un impacto social de transformación de los residuos generados por la cáscara de tuna y corona de piña, y proponer una nueva industria de empaques biodegradables en la región Moquegua.

Por último, es pertinente indicar que se generará un nuevo conocimiento, pues no existen estudios similares de extracción de celulosa en cáscara de tuna y corona de piña y sintetización como insumo para empaque biodegradable. Este será un primer estudio con método de hidrólisis alcalina. Luego, se continuará con el estudio bajo métodos biotecnológicos. Cabe precisar que se buscan cepas posibles degradadores de dicho material.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación semilla

Son propuestas donde el grupo de investigación desea iniciar o fortalecer el estudio. Está dirigido a regiones (a excepción de Lima Metropolitana y el Callao), y se busca fomentar la investigación y participación de nuevos investigadores.

•       Un investigador principal

•       Un tesista de pregrado o posgrado

•       Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Ambiente

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: Moquegua

Fecha de inicio: 03/12/2018

Fecha de cierre: 03/12/2019

Plazo de ejecución (meses): 12

Objetivo principal

Elaborar empaques a partir de residuos orgánicos de cáscara de tuna y corona de piña, a nivel laboratorio, que sean biodegradables y amigables con el medio ambiente.

Objetivo específico 1

Determinación de la metodología de tratamiento de secado de la cáscara de tuna y corona de piña, así como su caracterización para la mejor obtención de celulosa.

Objetivo específico 2

Extracción de celulosa pura a partir de hidrólisis alcalina de la cáscara de tuna y corona de piña.

Objetivo específico 3

Determinación de la formulación optima del empaque biodegradable a partir de cáscara de tuna y corona de piña.

Objetivo específico 4

Determinación del costo y beneficio para evaluación de empresarios del empaque biodegradable a partir de cáscara de tuna y corona de piña, y publicación de resultados en revistas indizadas.

Institución responsable del proyecto

Universidad José Carlos Mariátegui

RUC: 20200848048

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Moquegua

Provincia: Mariscal Nieto

Distrito: Moquegua

Dependencias: Instituto de Investigación, Escuela profesional de Ingeniería Ambiental

Instituciones asociadas

Instituto Tecnológico de la Producción (ITP)

RUC: 20131369477

Tipo de entidad: Centros de Innovación Productiva y Transferencia Tecnológica (CITEs) públicos o privados.

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: Moquegua

Provincia: Mariscal Nieto

Distrito: Moquegua

Investigador principal

Nombres: Efrén Eugenio

Apellido paterno: Chaparro

Apellido materno: Montoya

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: Doctor en Ciencias Ambientales

Entidad: Universidad José Carlos Mariátegui

Dependencia: Escuela profesional de Ingeniería Ambiental

Coinvestigador

Nombres: Dora Amalia

Apellido paterno: Mayta

Apellido materno: Huiza

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad José Carlos Mariátegui

Dependencia: Instituto de Investigación

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad José Carlos Mariátegui

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad José Carlos Mariátegui

Coordinador administrativo

Nombres: Lys

Apellidos: Catacora Marca

Entidad: Universidad José Carlos Mariátegui

Técnico

Nombres: Técnico no identificado

Apellidos: Técnico no identificado

Entidad: Instituto Tecnológico de la Producción (ITP)

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.