ECO-HISOPO

Los plásticos provenientes de fuentes renovables pueden ser formulados con otros plásticos y aditivos para generar materiales compuestos biobasados con propiedades interesantes y de utilidad para generar diferentes productos. La condicionante principal es que entre sus propiedades principales, el material plástico biobasado compuesto sea de naturaleza biodegradable, preferentemente compostable para que en productos de un solo uso puedan ser asimilados por la naturaleza sin tener impacto negativo al ambiente.

En esta propuesta presentamos como una solución desarrollar un material bioplástico compuesto de naturaleza biodegradable para que sustituya los bastoncillos que conforman el hisopo utilizado para la higiene personal de los oídos.  Así, las personas tendrán un hisopo que les permita tener higiene en los oídos sin contaminar el planeta con plásticos sintéticos.

Los hisopos para limpieza de los oídos tienen amplio uso en la higiene personal. Sin embargo, presentan como inconveniente que en su manufactura se emplean plásticos de origen fósil, tales como el polipropileno. Los hisopos al ser de un solo uso pueden no tener una correcta disposición en su manejo una vez que cumplió su función de limpieza y terminan residuos sólidos urbanos mal dispuestos incrementando el impacto ambiental negativo.

De acuerdo con datos de internet, Francia prohibirá en este año los bastoncillos hechos de plástico debido a una Ley ambiental aprobada en 2019. Reino Unido se ha planteado también una medida similar, pero sin tener definición en su aplicación. En México se han tomado medidas de prohibición de plásticos de un solo uso. Sin embargo, solo aplica en ciertos Estados del País sumando que la problemática radica en que no se tienen reglas claras de la prohibición. Así también, no se tienen alternativas tecnológicas validadas que realmente tengan menor impacto ambiental que el actual plástico utilizado.  Por tal motivo, presentamos una solución donde el bastoncillo sea de origen renovable para mitigar su impacto ambiental y con naturaleza biodegradable para que éste sea incorporado en la naturaleza sin dañar a los ecosistemas.

La solución de fabricar un ECO-HISOPO primero sirve a los industriales quienes tendrán una opción de manufactura más amigable al ambiente al generar bastoncillos de materiales bioplásticos compuestos en vez de utilizar plásticos sintéticos.

Sirve también a la comunidad ya que al cambiar la naturaleza del plástico para fabricar los bastoncillos a uno más amigable al ambiente, hace que en el tratamiento de estos como residuos sólidos urbanos sean tratados de forma diferente sin contaminar el planeta. Por lo tanto, sirve también al sector salud y ambiental dado que al mitigar focos de infección por su acumulación en el campo o en zonas urbanas se disminuye riesgos a la salud en la población y también se disminuye el impacto ambiental.

El hisopo de algodón actual sirve a la higiene personal y los principales productores y vendedores a nivel global están: Johnsons, Waitrose, Pure & Soft, Becutan, Tesco, Sanyo, Pigeon, cotton swabs, Helenvita, Suzuran, Ultra compact, Combi, Goodbaby, NUK, Bobo, 3M Co,, AdvaCare Pharma, Becton, Dickinson and Co., BioMérieux SA, Bio-Rad Laboratories Inc., Merck KGaA, PURITAN MEDICAL PRODUCTS Co. LLC, SARSTEDT AG and Co. KG, Thermo Fisher Scientific Inc., Unilever Group, entre otros.

En nuestra solución tecnológica hacemos uso de bioplásticos tal como: almidón y celulosa provenientes de residuos agroindustriales, estos últimos por sí mismos generan impacto ambiental negativo cuando no son aprovechados ni correctamente dispuestos ya que en general, o se queman emitiendo gran cantidad de gases de efecto invernadero o se dejan descomponer en el campo generando focos de infección y de contaminación en aire, agua y suelo. Así, el aprovechamiento de residuos agroindustriales regionales permitirá que sea factible un nuevo material bioplástico compuesto para la manufactura de los bastoncillos necesarios para la fabricación de los hisopos.  

Se propone que para la obtención de nuestro material plástico compuesto se use almidón proveniente de fuentes no alimenticias y se utilice también fibras celulósicas tal como: la fibra natural del pseudotallo de plátano o del agave, estos dos residuos agroindustriales abundantes en la República Mexicana. Así también, se usarán aditivos que permitan la generación de los materiales compuestos cuya resistencia mecánica de rigidez y ductilidad serán similares a la obtenida con plásticos sintéticos.

La innovación es radical ya que se utilizan materiales que actualmente generan contaminación y no tienen mayor utilidad. El realizar el proyecto tendrá como resultado un nuevo material bioplástico compuesto que permitirá fabricar bastoncillos con el desempeño requerido para ser utilizados en la fabricación de hisopos o de otros productos plásticos de un solo uso.

La solución propuesta aborda diferentes problemáticas:

1.- Mala disposición y mal aprovechamiento de residuos agroindustriales. Con esta propuesta se revalorizan estos residuos agroindustriales al ser parte del nuevo material bioplástico compuesto.

2.-Condiciones insalubres o focos de infección por mala disposición de los hisopos como residuos sólidos urbanos. La solución plantea la sustitución de un plástico sintético utilizado para la fabricación de los bastoncillos para fabricar los hisopos y por lo tanto, tener materiales que sean más fáciles de asimilar por la naturaleza cambiando la naturaleza de los residuos antes mencionados.

3.- Alto impacto ambiental por uso de plásticos sintéticos. La propuesta trata de contar con un nuevo material prototipo útil para la fabricación de hisopos que sustituyan al plástico sintético actual, pero manteniendo el mismo desempeño durante su uso, es decir, que tengan resistencia mecánica adecuada para que cumplan su función.

Por el momento no se ha cuantificado el impacto hacia personas pero la solución tiene un impacto directo en los usuarios que utilizan hisopos y a la comunidad que impacta condiciones adversas en el medio ambiente. En una escala piloto de probar el prototipo se puede mencionar que tendría un impacto regional, para posteriormente a mediano plazo un impacto nacional e internacional.

Población: 126 millones en el País (México 2019).

Población que puede ser atendida 1er año: 5 millones.

Población que puede ser atendida 5o año: 50 millones. En asociación con grandes productores de hisopos convencionales de uso doméstico.

El indicador puede ser Cantidad de residuos sólidos urbanos que sean producidos con plásticos sintéticos vs. Cantidad de residuos sólidos urbanos que sean productos con plásticos biobasados y biodegradables. El impacto positivo se vería con la disminución de plásticos sintéticos. 

En lo ambiental el impacto positivo será en la reducción de residuos sólidos urbanos que no se biodegradan, la disminución de residuos agroindustriales que contaminan aire, suelo y agua.

En lo social se evitará perjuicio a la salud de la poblano rural y de la población urbana.

En lo económico se crearán fuentes de empleo, se pretende crear una empresa que tenga la revalorización de residuos agroindustriales, producción de un nuevo material bioplástico biodegradable y la producción de los bastoncillos útiles para la manufactura de los eco-hisopos.

Los objetivos de la propuesta a corto plazo (1 año) son:

1.- Demostrar el prototipo a escala piloto y validar su funcionalidad en ambiente real.

2.- Establecer una estrategia de mercado para divulgación de los beneficios del nuevo material bioplástico compuesto desarrollado y del menor impacto ambiental en la manufactura de los bastoncillos y finalmente de los hisopos fabricados con éstos.

3.- Establecer al menos una alianza tecnológica y una comercial para acelerar la validación del prototipo funcional.

Los objetivos de la propuesta a mediano plazo (5 años) son:

1.- Tener capacidad de producción para su comercialización.

2.- Tener alianzas comerciales, es decir, contar con mercado desarrollado para ser exitosos en la comercialización incluyendo a los grandes productores de hisopos (Por ejemplo: Johnson&Johnson).

3.- Tener alianzas de inversión con industriales interesados.

A pesar de que hay una creciente aparición de nuevas regulaciones que restringen el uso de plásticos sintéticos para productos de un solo uso, éstas no son del todo claras ni abarcan el 100% de un País o región comercial. Por lo tanto, sigue existiendo la barrera de que un plástico biobasado biodegradable por ser normalmente más caro no se usa en forma extensiva a pesar del beneficio de ser más amigable al ambiente. En este sentido, la barrera principal es de costo de la materia prima. 

Como se ha mencionado, la principal barrera en este proyecto es el costo de las materias primas para generar el material bioplástico compuesto. Así, se estima que realizando una optimización en la composición del material, es factible disminuir el costo de tal forma de mitigar el incremento en costos por uso de bioplásticos dado que el uso de residuos agroindustriales tiene un precio menor que una resina virgen. Desde el punto de vista de regulaciones ambientales, se pretende demostrar en el desarrollo que el material es efectivamente biodegradable cumpliendo el criterio de la normatividad ISO para tal efecto.

El equipo básicamente realiza investigación científica y tecnológica en la región (México). La implementación actual es de enfocarnos a mejorar la madurez tecnológica del prototipo de hisopo usando materiales biodegradables.

No aplica.

La organización es un Centro de Investigación sin fines de lucro que permite a sus investigadores buscar alternativas científicas y tecnológicas que tengan impacto en los sectores de interés. CIATEQ como centro de investigación forma equipos multidisciplinarios que puedan atender y resolver la problemática de interés. Así, en este sentido se conformó un grupo de trabajo liderado por un especialista en plásticos y de investigadores de apoyo que conozcan sobre materiales plásticos compuestos usando fibras naturales. Así, tanto la organización como el equipo formado garantizan que los resultados serán confiables y que serán analizados correctamente para converger en una solución tecnológica deseada.

El equipo de trabajo consta de cuatro personas, una que lidera el aspecto técnico, dos que apoyan en el desarrollo del prototipo y una que atiende los aspectos de mercado y administrativos del proyecto.

José-Manuel ROJAS. Líder técnico.

Román NIEVES. Licenciado en Administración de empresas. Estudios de Mercado y aspectos administrativos.

Marco-Antonio CORTINA. Ingeniero especialista.

Moctezuma GONZÁLEZ. Ingeniero especialista.

Las personas que estamos involucradas conformamos un equipo multidisciplinario, por lo que tenemos competencias técnicas diferentes en plásticos, bioplásticos y procesos de biodegradación que permitirán tener mejores bases para plantear y ejecutar los aspectos técnicos del proyecto, pero que también permitirán visualizar mejor los aspectos de mercado y negocio para la comercialización potencial del prototipo.

José-Manuel Rojas. Doctor en plásticos. Especialista en reología de plásticos y desarrollo de biomateriales compuestos poliméricos. Caracterización de plásticos y pruebas de biodegradación.

Román Nieves. Especialista en análisis de mercado y gestión administrativa de recursos en proyectos tecnológicos.

Marco Antonio Cortina. Ingeniero mecánico especializado en implementación de procesos de transformación de plásticos, específico en termoconformado y moldeo por inyección.

Moctezuma González. Ingeniero mecánico especializado en mezclas poliméricas, termoformado y extrusión de plásticos.

CIATEQ y en particular el equipo de trabajo tiene sinergia con otros centros de investigación afines al desarrollo de plásticos biobasados. Por ejemplo, se puede colaborar ya sea con el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) o con el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY)para entender los procesos microbiológicos de la biodegradación. Se tiene colaboración interna con otros equipos de trabajo que estudian mecanismos de polimerización y modificación química de monómeros y plásticos. Así, es posible que si existiera algún tema que el equipo no tuviera experiencia, nuestros aliados podrían apoyarnos para resolver la problemática. 

No se tiene a la fecha un Plan de Negocios bien desarrollado. Sin embargo, el modelo de negocio de CIATEQ como centro de investigación y el equipo de trabajo conformado es el de desarrollar productos y procesos de plásticos biobasados que tengan un buen impacto científico, tecnológico, económico y ambiental incluyendo también un modelo social incluyente para que los conocimientos generales obtenidos sean divulgados al público en general  para crear conciencia en el uso racional de los plásticos aun cuando sean biobasados y biodegradables. 

Propuesta de valor: Proporcionar eco-hisopos con desempeño igual al hisopo convencional pero con una naturaleza biodegradable que permita mitigar el impacto ambiental una vez que se encuentra en disposición o reciclaje.

Recursos clave: Validar el prototipo a escala piloto y precomercial, establecer los procesos para la fabricación de bastoncillos para hisopos, medios de fabricación (extrusoras, molinos y secador), Capital Humano competente en plásticos y de negocios.

 Actividades Clave: Validar la composición del material bioplástico compuesto a escala piloto, establecer el proceso industrial con base a los resultados del escalamiento piloto, validar el prototipo respecto al desempeño en aplicación real, validar estudios de mercado y Benchmark tecnológico. Continuar con la búsqueda de aliados comerciales y de inversionistas.

Segmentos de interés comercial. Los hisopos (swabs) se clasifican como de uso común (common shape swabs) y como extra seguros (extra safe swabs). Además, están segmentados en: Uso en hogar, uso industrial y uso médico. En una primera etapa, se pretende acotar el eco-hisopo a uso común para el hogar a nivel nacional.

Como se mencionó, aun no se tiene un Plan de Negocios en forma, pero se continuará la búsqueda de inversionistas que permita acelerar el desarrollo y lograr contar con las instalaciones de producción. Como alternativa se plantea establecer convenios de confidencialidad y de colaboración con maquiladoras para realizar la manufactura de los eco-hisopos.

El equipo de trabajo está motivado a ser un motor de cambio que aporte a la sociedad soluciones tecnológicas de utilidad y sostenibles en los diferentes aspectos que cubre el concepto, desde el aspecto ambiental, social y económico.

No aplica.

Desde el punto de vista de alianza comercial, nos gustaría contar con una asociación que permitiera cofinanciar el actual proyecto para acelerar el desarrollo. Así también, con asociaciones enfocadas a promover e impulsar el uso de plásticos más sostenibles sustituyendo a los plásticos sintéticos. Para esto visualizamos una alianza en México con la Asociación Nacional de la Industrias del Plástico (ANIPAC) y con PLASTICS Industry Association de Estados Unidos ya que han sido promotoras del uso responsable del plástico a través de su Programa “Operation Clean Sweep”.