“AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU PARA EL MUNDO” UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS FIBRA DE COCO (Cocos nucífera L.) CURSO: INDUSTRIA DE LA FIBRA DOCENTE: ING. MIRANDA ZAMORA WILLIAM ALUMNO: PANTA NUNURA CRISTHIAN ALBERTO PIURA – PERÚ UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA I. INTRODUCCIÓN En la actualidad, una de las preocupaciones de nuestro tiempo es el aprovechamiento de materiales que generalmente se desechan en un proceso o producto, ya que en estos materiales existe un valor intrínseco en su capacidad de ser nuevamente utilizados. Basándose en ese concepto, se plantea el empleo de la estopa de coco para la obtención de fibra, con la finalidad de que esta pueda ser aprovechada en una infinidad de usos. La estopa de coco es la única materia que se ha podido reconstruir termoquímicamente en el aglomerante natural de dicha fibra, por lo que no existe la necesidad de emplear ningún aglomerante o resina sintética, con lo que no solamente se logra un costo de producción más bajo, sino que la fibra queda más homogéneamente al natural. En este informe, se traza como objetivo pretender facilitar de forma sencilla y clara el conocimiento acerca de las técnicas existentes que se utilizan para la obtención de fibra de coco usando como materia prima la estopa de la misma, asimismo se plantean algunos de los usos mas habituales para el cual se ha destinado el producto en cuestión, finalmente se propone algunas características, ventajas y desventajas de las técnicas de obtención de fibra de coco. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA II. MARCO TEORICO. 2.1. ORIGEN DEL COCOTERO El cocotero es probablemente originario del sur- este de Asia, o de Oceanía Su cultivo esta registrado en textos antiguos de la India de mas de 2000 año, según lo refiere Geifus (1989). Fue difundido por el hombre, y también por la capacidad de las frutas a flotar hasta 4 mese ene el mar y germinar en las playas, en las áreas costeras tropicales del Océano Pacifico y del Indico. Este autor refiere que fueron los portugueses que lo trajeron de África Oriental a África Occidental, luego al Brasil y al Caribe. Los españoles lo encontraron en la costa pacifica de Panamá y favorecieron su difusión en Centroamérica .Hoy en día el cocotero es ampliamente cultivado en las areas tropicales de Asia , Oceanía, África y América. El cocotero es probablemente originario es originario del Asia, de donde se ha extendido a todo el mundo. La forma de diseminación por el mundo es todavía incierta, sin embargo las teorías asociadas a su distribución en zonas pobladas por el hombre son las más aceptadas. (Guía técnica del cultivo de coco, 2001). 2.2. CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN BOTÁNICA. Según Hernandez (1975) y otros autores, establecieron que la clasificación taxonómica del cocotero es: Nombre común: Cocotero (palma de coco ) Clase : Monocotyledoneae. Orden : Palmales Familia : Palmae Subfamilia : Cocowsideae Genero : Cocos Especie : Nucífera. 2.3. DESCRIPCION BOTANICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Geilfus (1989) refiere que el cocotero es una palmera que puede alcanzar 30 m de alto (excepcionalmente 40 m ), con un tronco liso marcado de cicatrices o huellas que quedan después de las caídas de las hojas. Esta coronado por un penacho de 30-40 hojas de 6-7 m de largo, compuestas de 200-250 foliolos. Estas hojas pasan de verde al amarillo dorado y al marrón a medida que se van secando. En el centro de la copa se encuentra el cogollo con una yema muy pequeña de donde brotan las hojas. Las flores aparecen en racimos en la axila de cada hoja. El racimo de flores puede medir mas de 1 m de largo, contiene normalmente entre 20 y 60 ramitas con flores macho; en la base de cada ramita se encuentra la flor hembra. Las palmeras jóvenes y las variedades con frutos grandes tienen pocas flores hembra. Las variedades mas productivas producen hasta 24 racimos al ano. El racimo de flor esta envuelto al principio en un espádice que lo protege y pasan 3 anos desde que aparece el espádice en la base de la hoja y su apertura para descubrir las flores. El fruto se desarrolla a partir de la flores hembras polinizadas, su pleno desarrollo necesita un ano. Pesa alrededor de 1.5 Kg en las variedades mas corrientes. Una cascara fibrosa de hasta 10 cm de espesor rodea la semilla que es una nuez de coco. Esta cascara esta envuelta al exterior por una piel muy fina de color verde, amarilla o rojiza. La semilla o nuez se compone de una cáscara dura o casco, su interior contiene el agua de coco. Alrededor de los 8 mese el contenido de agua disminuye apareciendo una capa de pulpa firme y aceitosa de color blnaca conocida como copra de 1 -2.5 cm de espesor pegada al interior del casco. En su madurez casi no queda liquido en la cavidad. La nuez es marcada en la extremidad superior por tres ojos; por uno de ellos saldrá el brote al germinar, los otros son remanente de óculos no desarrollados en la flor. Behar (1979), sobre el fruto del cocotero señala que este constituyente ala parte un árbol. El endospermo es comestible y del mismo puede extraerse aceite o manteca de coco de grandes aplicaciones industriales; el líquido interno constituye una deliciosa bebida, y el mesocarpio suministra unas fibras muy utilizadas en la confección de ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA felpudos y esteras caracterizadas por las buenas cualidades y larga duración. La s flores son unisexuales reunidas en una misma inflorescencia. Sobre los principales aspectos relacionados con el cultivo del cocotero CONTENIDO NUTRICIONAL DE AGUA Y DE PULPA DE COCO Cuadro 1: Composición química promedio por cada 100ml de agua y 100g de coco 100ml de AGUA 100g de PULPA 19 Kcal 360 calorías 5g Carbohidratos 6g Carbohidratos 0.0 Colesterol 0.0 Colesterol 0.1g Proteínas 4g Proteínas 0.05g Lípidos 35g Lípidos 0.0 Fibra alimentaria 3.5g Fibra alimentaria 160mg Potasio - 20mg Sodio - 18mg Calcio - 5mg Magnesio - 5mg Fósforo - Por su parte Geilfus (1989), refiere que el fruto proporciona varios elementos que son nutritivos para el ser humano por la composición química que presenta, principalmente minerales como el calcio, fósforo, hierro y aminoácidos. El cuadro 2 establece el contenido nutricional por cada 100g de copra de cocos tiernos y maduros. Cuadro 2: composición nutricional por cada 100g de copra. COMPOSICIÓN CONTENIDO TIERNA MADURA Carbohidratos 11.0g 15.1g Cenizas 0.6g 0.9g Fibra 0.9g 2.1g Calcio 10.0g 32.0g ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Agua 80.6g 51.9g Lípidos 5.5g 26.1g Fósforo 54.0g 96.0g Hierro 0.7mg 1.5mg Tiamina 0.07mg 1.5mg Riboflavina 0.04mg 0.03mg Niacina 0.9mg 0.4mg Vitamina C 4.0mg 3.0mg Energía 96kcal 293kcal ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FIBRA DE COCO Es un producto natural cuya utilización va en aumento, aunque suele presentar amplias variaciones según procedencias. Abad et al. (1997) han estudiado ampliamente las propiedades agronómicas como sustrato de diversas muestras de fibra de coco, que posee una porosidad total entre el 94 y el 99%, el agua total disponible supone entre el 12 y el 14% del volumen, con una capacidad media de retención de 602 ml agua por litro de substrato; el agua fácilmente disponible varía entre el 0.7 y el 37% del volumen, siendo la mediana del 19.9%; su pH en saturación es de 4.7 a 6.25, con una mediana de 5.3 – 5.7. La CE del extracto de saturación puede variar entre 0.39 y 6.77 dS/m, con una mediana según trabajos, de 1.27. su capacidad de intercambio catiónico varía entre 31 y 97 meq/100g, siendo la mediana de 61, con niveles significativos de P, K, Ca, Mg, cloruros, etc. y con cuna contracción media de 14%. (Borrego M. 2008). CARACTERÍSTICAS FÍSICO QUÍMICAS DE LA FIBRA La fibra de coco pertenece a la familia de las fibras duras, tales como el sisal y el abacá. Se trata de una fibra multicelular compuesta por la celulosa y el leño que le confiere elevados índices de rigidez y dureza, sin cuantificar estos valores. Algunas de las ventajas que presenta la fibra son: - Es inodora - Resistente a la humedad - amplia difusión - No electrostática - No atacable por roedores o termitas - Imputrestible, no produce hongos - Difunde el vapor de agua - Conductividad térmica: 0.043 - 0.045 W/mk ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA - Reduce los ruidos de percusión - Reduce ruidos aéreos: 47 db en promedio - Comportamiento al fuego: clase B2 La baja conductividad al calor, la resistencia al impacto, a las bacterias y al agua son algunas de sus características. La resistencia, la durabilidad y resiliencia, convierten a la fibra de coco en un material versátil y perfectamente indicado para los mercados del aislamiento (térmico y acústico). Para elaborar sustratos alternativos a los tradicionales, la fibra de coco destaca por su relevada estabilidad y su capacidad de retención de agua, así como una buena aireación. Un pH elevado y su elevada capacidad de intercambio catiónico, le confieren un alto poder tampón en fertilización. Sus principales características químicas son las que se muestran en el cuadro 3: Cuadro 3: Características químicas de la fibra de coco PARAMETRO UNIDAD VALOR pH - 5 Conductividad eléctrica mS/cm 2.15 Nitrógeno total % 0.51 Fósforo total P2O5 % 0.20 Potasio total K2O % 0.60 Calcio total CaO % 1.40 Magnesio total MgO % 0.20 Sodio total Na2O % 0.187 Hierro total Fe % 0.206 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE COCO Una de las industrias mas rentables de India es la industrialización de la estopa de coco; lo aseguró su embajador Tara Singh al diario nicaragüense El Nuevo Diario en un artículo aparecido en su pagina web www.elnuevodiario.com.ni (2003 afirmando que produce 500 ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA mil empleos y exportaciones millonarias cada año ).La estopa una vez procesada se convierte en mecates (cordeles o cuerdas), macetas, alfombras, cepillos, botones, entre otros productos que se exportan mayormente a los Estados Unidos de Norteamérica; existiendo una gran apertura en otros mercados del mundo a usar productos biodegradables como los que ellos producen. Señala las cualidades del casco o concha del coco en retención de agua, habiéndose encontrado grandes aplicaciones para la agricultura y horticultura a través de la fabricación de macetas que retienen 40 veces su capacidad en agua y geo textiles que se adaptan al suelo con mayor rapidez, permiten a la planta una buena oxigenación y un mejor asidero de las semillas y muestras. La fibra de coco es conocida en la India como “la fibra de oro” por las magnificas propiedades que presenta. La empresa Bures Profesional (2003), hace hincapié sobre las siguientes propiedades de la fibra de coco: - Posee una textura micro alveolar y alta porosidad próxima al 96% (v/v), comparable a la lana de roca utilizada para cultivo hidropónico. Concretamente para esta técnica de cultivo se ha comprobado que las necesidades nutritivas de la fibra de coco para cultivos hidropónicos son inferiores a las de los tejidos minerales que normalmente se usan para este tipo de cultivos. - Como componente de sustratos orgánicos a base de turba (estiércol y residuo vegetal usado como abono), proporciona: alta capacidad de retención de agua (8 – 9 veces su peso en agua); una elevada aireación que favorece el desarrollo del sistema radicular de la planta, y una gran estabilidad de los valores de pH y baja conductividad eléctrica (contenido de sales solubles) del medio. - Presenta gran resistencia a la degradación y gran estabilidad por ser un material rico en carbono C/N = 100, es decir, el carbono estructural de la fibra se encuentra en la proporción 100:1 con respecto al nitrógeno, lo que la hace muy resistente y estable a la degradación. - Mayor intercambiabilidad de calor que los productos petroquímicos, que le permite ser usada como material de relleno en asientos de los autos, con lo que se reduce la transpiración de la espalda del conductor y aumenta el confort general de éste. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA - Es un material 100% orgánico. Gracias a su contenido de Lignina (mayor de 45%) la hace muy estable, asegurando buenas características físicas durante un largo periodo. - Es un producto libre de patógenos y semillas viables, natural y ecológico, actuando como base perfecta para el desarrollo del cultivo. Según Behar (1989), las propiedades más sobresalientes son su insensibilidad a la humedad y su gran resistencia al desgaste mecánico. Comparada con otras fibras, la enciclopedia de Ciencia y Tecnología (1964), indica que la resistencia mecánica de la fibra de coco es baja; tiene buena elasticidad y gran resistencia a la acción del agua de mar, lo que permite utilizarla en la confección de cuerdas de aparejos, redes de pesca y otras aplicaciones náuticas. Por su semejanza a la crin de caballo, se utiliza también para relleno de almohadillas. PROPIEDADES NUTRITIVAS La composición del coco varía a medida que éste madura. La grasa constituye el principal componente tras el agua y es rica en ácidos grasos saturados (88,6% del total), por lo que su valor calórico es el más alto de todas las frutas. Aporta una baja cantidad de hidratos de carbono y menor aún de proteínas. Así mismo, el coco es rico en sales minerales que participan en la mineralización de los huesos (magnesio, fósforo, calcio) y en potasio. En cuanto a otros nutrientes, destaca su aporte de fibra, que mejora el tránsito intestinal y contribuye a reducir el riesgo de ciertas alteraciones y enfermedades. El magnesio se relaciona con el funcionamiento de intestino, nervios y músculos, forma parte de huesos y dientes, mejora la inmunidad y posee un suave efecto laxante. El fósforo participa en el metabolismo energético. El potasio es necesario para la transmisión y generación del impulso nervioso, para la actividad muscular normal e interviene en el equilibrio de agua dentro y fuera de la célula. Destaca además su contenido de vitamina E, de acción antioxidante y de ciertas vitaminas hidrosolubles del grupo B, necesarias para el buen funcionamiento de nuestro organismo. Teniendo en cuenta sus propiedades nutritivas, su consumo ocasional y en cantidades moderadas, se considera adecuado para todos los segmentos de la población sana: niños, jóvenes, adultos, deportistas, mujeres embarazadas, madres lactantes y personas mayores. El consumo "excesivo" de alimentos ricos en grasas saturadas provoca un aumento de los niveles de colesterol en sangre (hipercolesterolemia). Sin embargo, el coco es una fruta que en la mayoría de los países iberoamericanos se consume en cantidades muy pequeñas y contadas ocasiones, por lo que su consumo en fresco no plantea ningún inconveniente para ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA la salud, es más, enriquece nuestra alimentación en sustancias nutritivas, sabores, aromas y en gran cantidad de platos de nuestra gastronomía. Previene o mejora el estreñimiento, contribuye a reducir las tasas de colesterol en sangre y al buen control de la glucemia (niveles de azúcar en la sangre) en la persona que tiene diabetes. Por su alto valor energético, deben moderar su consumo las personas que tienen exceso de peso y por su elevado aporte de potasio, no se aconseja a quienes tienen insuficiencia renal y requieren de una dieta controlada en dicho mineral. Sin embargo, quienes toman diuréticos y las personas con bulimia se beneficiarán de su consumo, ya que en el coco abunda dicho mineral. El agua de coco es el líquido que se halla en el interior de la pulpa; cuanto menos maduro esté el fruto más abundante será y también más rico en nutrientes. Se considera una bebida isotónica natural, siendo muy apreciada en los países tropicales donde se toma extrayéndolo directamente del fruto. La copra es el aceite que se obtiene del fruto, seco y reducido a trozos. La grasa de copra contiene un 65% de aceite. Por saponificación e hidrogenación se obtiene manteca y aceite de coco (grasas hidrogenadas y saturadas). USOS DE LA FIBRA DE COCO La palma de coco, planta y fruto, ofrecen múltiples beneficios comercializables y ambientales. De ella se derivan tantos subproductos, razón por la que se le reconozca como el árbol de la vida o el árbol de los mil usos. De los usos obtenidos de las partes del árbol se tiene: Madera de coco.- se usa para la construcción de casas, puentes y granjas. La corteza exterior es dura y es muy útil para la fabricación de muebles. Para mejorar su calidad se deja un mes en agua salada. El palmito.- se la yema terminal del cocotero y se consume crudo o cocido. Contiene3% de almidón y 5% de azúcar. Las raíces tienen propiedades antidiarréicas. Las palmas son usadas para techos, canastas, sombreros, alfombras, etc. El fruto es su principal producto. La diversidad de usos es grande, dentro de ellos están: ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA El agua de coco.- bebidamente sumamente hidratante con múltiples beneficios, entre los que se pueden mencionar: actúa como diurético y laxante, estimula varios procesos del aparato digestivo, ayuda a eliminar el exceso de alcohol del organismo, aumenta las plaquetas y ayuda a combatir el dengue, entre otros. Copra. Es la carne blanca del coco, se usa como materia prima para la extracción de aceite. También tiene otros usos como coco rayado, deshidratado en conservas, etc. Aceite. Usada en alimentos, cosmetología, combustibles y lubricantes. Harina de coco. Es un subproducto de la extracción de aceite y se usa como alimento para ganado. El hueso o concha. Es el endocarpio que cubre la copra. Es usado como materia prima para producir carbón y carbón activado, o como combustible para calderas, cocinas, etc. también se usa para fabricar botones, cucharas, adornos, etc. La estopa o mesocarpio de coco es un material de desecho que puede convertirse en materia prima para un sin número de productos. - Materia prima de papel Albán (1995) demostró que la estopa del coco puede poner al alcance de la industria papelera un considerable porcentaje de materia prima para la fabricación de papel. Las investigaciones realizadas por el referido autor indican que dentro de los estándares industriales, un material vegetal es apto para producir papel, cuando representa un porcentaje del 33% de celulosa, componente básico para su elaboración. En la obtención de celulosa, los investigadores realizaron un pulpeado químico a la sosa, rompiendo las uniones de la estructura fibrosa de la estopa, logrando determinar que la celulosa está presente en un 35% en la estopa del coco. Los resultados indican además, que la fibra extraída resulto ser muy corta, por lo que no podría utilizarse como materia prima única, sino que debe mezclarse con otro tipo de pulpa que posea fibras largas que son las que dan resistencia y flexibilidad al papel. Disponiendo de una fuente de fibra celulósica de estopa de coco, se podrá realizar mazclas para elaborar el papel, reduciendo el uso de pulpas extraídas de la madera y por lo tanto, se reducirá la tala de arboles para tal fin. - Tejidos de uso agrícola ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Se conoce la existencia de una tela constituida de fibras de coco entrelazadas con hilos de otras fibras vegetales resistentes, cuya maya es de 2 × 2 denominada Fibras ARP – 420. Es translúcida, totalmente degradable, de densidad y resistencia variable y degradación lenta .http://www.coco.html(2004) Tejido producido con fibras de coco Las especificaciones técnicas de este producto establecen que es elaborado con fibras de coco desfibradas y cosidas. Se encuentra disponible en bobinas de 25 m × 25m pudiendo variar la resistencia y la densidad. Es liviana y de fácil instalación. Presenta una pequeña tasa de absorción de agua, cerca a 1.5 veces su peso seco. La degradación es lenta (24 - 60 meses). GRAMAJE : 400 - 800 g/m2 RESISTENCIA : 120 – 240 kg/m EMBALAJE : 25.0 × 2.0 m PESO DE BOBIA : 6 - 12 kg El tejido puede tener variados usos: en la protección de canales. Laderas de corte, terraplenes de cualquier inclinación y áreas empantanadas, sujetos a corrientes de aguas superficiales susceptibles a la erosión. Puede ser complementado con tejidos metálicos o sintéticos para aumentar el esfuerzo. - Productos diversos El límite de posibles productos no es conocido como lo refiere la información en www.elcoco.com (2004). Puntualiza la existencia de instalaciones que elaboran productos ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA totalmente naturales y ecológicos utilizando como materia prima la fibra de coco reciclada y procesos tecnológicos innovadores y exclusivos. A partir de la fibra de coco. Pueden producirse una diversidad de productos o artículos como: jarrones, jardineras, baskets, placas y palillos para el paisaje, forraje, substrato material de decoración, placas acústicas y térmicas, etc. Algunos productos de fibra de coco siguen un modelo personalizado, según el uso exclusivo del solicitante. Sustituyen con innumerables ventajas a los productos manufacturados con la fibra de la planta Dicksonia sellowiana (Xaxin) en extinción, por lo que el uso de la fibra de coco ofrece la alternativa ventajosa para varios segmentos de la agricultura, industria y comercio, que tienen la fibra de la planta en extinción como componente principal o complemento de sus productos. Fremond et al (1975), señala que las fibras de coco encuentran además de las ya señaladas, otras múltiples aplicaciones en razón primordial a su elasticidas (rellenos diversos), de su imputrescibilidad, de sus cualidades de aislante sonoro, etc. Cita de manera especial, una importante aplicación. Consiste en mezclar fibras de coco de diferente longitud previamente retorcidas para luego impregnarlas de látex de caucho. Esto les confiere una elasticidad muy grande para utilizarlas en la confección de asientos de coches, de guarniciones de colchones y de diversos artículos moldeados, después de una vulcanización. - Sustrato agrícola. La fibra de coco es un sustrato con posibilidades de ser utilizado en cultivos sin suelo (cultivos hidropónicos), o como sustituto o componente de otros sustratos. El polvo de coco es el que se encarga de la retención del agua en todo el volumen del sustrato, mientras que la fibra proporciona el nivel necesario de aireación, evitando cualquier posibilidad de encharcamiento. El polvo de coco es capaz de retener hasta 8 veces su peso en agua, lo que posibilita un mayor espaciamiento entre los riegos. Este ahorro de agua se traduce en un menor gasto en abono. La fibra de coco viene prensada normalmente en balas de 350 litros y presenta cualidades excelente para su uso en agricultura, más aún en este tipo de cultivos. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Sobre el uso agrícola, Fremond et al (1975) afirma que los residuos de la materia vegetal de la extracción de fibras de las envolturas. Posee generalmente una fuerte humedad y no parecen apenas utilizables más que para fertilizantes, después de un secado natural y combustión. Sus cenizas contienen cerca de un 30% en K2O. Sin embargo, reduciendo al mínimo indispensable la humectación de las envolturas, se puede vislumbrar su empleo en la fabricación de paneles para la construcción. OBTENCIÓN DE LA FIBRA DE COCO La envoltura de la nuez del coco o mesocarpio, encierra fibras de color marrón y diversas longitudes, unidas por sustancias aglutinantes (enriado) y es conocida como “estopa o bonete”. Las fibras se caracterizan por ser duras, imputrescibles, por lo que es interesante extraer y explotar por la multiplicidad de productos que se obtendrían de su procesamiento. La estopa contiene fibras gruesas que pueden usarse en la confección de cepillos, fibras largas y finas que sirven para hacer cordeles, felpudos, esteras, escobas, redes de pesca, fabricación de sacos, alfombras, etc., y fibras cortas que se usan como material de relleno de muebles, colchones y tapizados en general. La estopa presenta una cubierta fibrosa y cerosa que puede utilizarse en la preparación de abonos orgánicos, estiércol artificial y como elemento retentivo de humedad de terrenos arenosos en cultivos tropicales. Meno y Chile, citados por Fremon (1969), señalan que al suroeste de India en las costas de Malabar y en Ceilán, se extraen artesanalmente fibras largas de gran calidad que se transforman en hilados hechos a mano o con la rueda. Estas fibras proceden de nueces verdes, recolectadas intencionalmente en este estado, e impropias para la producción de copra. Estos hilados se obtienen de fibras largas (bristle fibers) mediante tratamiento mecánico de las envolturas, previamente desgarradas total o parcialmente, o simplemente remojadas un tiempo variable. Las que sirven principalmente para la fabricación de cepillos y escobas, y las fibras medianas y cortas que se utilizan sobre todo para la confección de asientos, cojines y colchones. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE FIBRA DE COCO Aun cuando las referencias bibliográficas no identifican un método característico para obtener las fibras de los mesocarpios, es posible definir como método húmedo a las actividades o técnicas que tradicionalmente se ejecutan para el proceso de extracción de la fibra del coco. MÉTODO HÚMEDO Behar (1979), hace referencia de un método muy utilizado para la separación de la envoltura fibrosa de la nuez y la obtención de la fibra, al que se le ha denominado método húmedo cuyas actividades son las que se mencionan: Separación de la estopa: Consiste en el uso de luna barra o estaca de hierro que es fijada o clavada en el suelo. En la punta de la barra se coloca el fruto y mediante un certero golpe se rompe la estopa o bonete en tres o cuatro partes, las que un obrero jala con la mano para separarlas de la corteza dura de la nuez del coco. Mediante la acción de una maquina compuesta de rodillos de hierro se tritura la estopa con el objeto de separar la membrana exterior o exocarpio de consistencia fibrosa y cerosa. El producto triturado se remoja en agua fría en tanques durante 10 días, para facilitar la separación de la parte fibrosa de la cubierta de la estopa. Luego se pasa a una maquina provista de tambores con púas de acero y otra con paletas batidoras, para efectuar la separación del exocarpio de conjunto de fibras. Estas operaciones se complementan con un rastrillo o cardado. Para obtener la fibra, los pedazos de estopa libre del exocarpio se ponen a remojar en agua el tiempo necesario para que se fermenten y pudran las sustancias aglutinantes. Luego se procede a la extracción y separación de las fibras. Esta puede hacerse a mano en lugares donde la mano de obra es barata o mecánicamente. Finalmente la fibra se seca, se cepilla y se clasifica. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Técnicas alternativas a) Modo convencional: Para extraer la fibra es costumbre abrir las nueces y dejarlas macerar en fosas de agua durante 1 - 2 meses, luego se extraen y se golpean las cortezas para obtener las fibras de color pardo rojizo y consistencia leñosa, muy sólidas y extraordinariamente resistentes a la suciedad y humedad. Incluso convertidas en gruesos cables flotan fácilmente en el agua b) Técnica moderna: Se consigue acelerar de manera considerable la obtención de la fibra, reblandeciendo las nueces de coco quebrantándolas con auxilio de maquinas y separando las fibras por medio de tambores dentados. Kirt-Othmer (1992) refiere que para separar la fibra del bonete o estopa, las cáscaras se colocan en recipientes de poca profundidad y se remojan en agua salobre durante uno a ocho meses. Esta operación disuelve la goma que une las fibras. Luego que las cáscaras están blandas, se sacan del agua y se golpean sobre piedras con mazos de madera para extraer la fibra y a continuación secarla al sol. Los principales centros de esta industria son la isla de Ceilán y una parte de la costa de Malabar en el suroeste de India. En el pasado las islas Filipinas han producido alguna cantidad de esta fibra. Según Hernández (1985), en Ceilán se extraen mecánicamente desde hace ya largo tiempo las fibras de envolturas previamente remojadas en agua entre una semana y un mes. Las envolturas se aplastan seguidamente entre rodillos acanalados y las fibras se extraen con ayuda de maquinas diversas, constituidas casi siempre por tambores provistos de puntas de hierro hacia los cuales se llevan las envolturas. Las fibras largas se separan así de las cortas, y de la mayor parte de la materia vegetal (o borra). Inmediatamente se lavan, se secan al sol y luego se disponen en madejas. Las fibras cortas se separan de los residuos vegetales con ayuda de un aparato desfibrador que consiste en un tamiz animado de un movimiento rítmico o tambor perforado. Luego se secan de la misma manera, se limpian y generalmente se colocan en balas de 120 kg. Basado en lo anteriormente descrito, las operaciones para obtener la fibra de coco son las que a continuación se define: Separación ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA El coco maduro es colocado en la punta de una barra de hierro fijada en el suelo y mediante un golpe se abre la estopa o bonete (masa fibrosa de color pardo rojizo), jalándola con la mano para separarla del endocarpio que es la corteza dura de la nuez del coco. Pesado Los trozos de estopa se pesan en una balanza de 20 o más kilogramos de capacidad. Trituración Los trozos de estopa pesados se someten primeramente a la acción de una máquina trituradora de rodillos de hierro acanalados para romper la membrana exterior de la estopa que es de consistencia dura para facilitar la penetración del agua en el proceso de separación de la fibra. Remojo Las cáscaras trituradas se colocan en recipientes de poca profundidad y se remojan en agua salobre durante uno a ocho meses esta operación permite ablandar las cáscaras y disolver la goma que une las fibras. Extracción En esta operación, las fibras se extraen con ayuda de máquinas diversas constituidas casi siempre por tambores provistos de puntas de hierro, hacia los cuales se llevan las estopas después del remojo. Desfibrado Utilizando un tamiz desfibrador o tambor perforado animado de un movimiento rítmico; las fibras largas se separan de las cortas y de la mayor parte de la materia vegetal. Oreado Las fibras separadas son secadas luego en un ambiente natural para quitar la humedad adquirida en el proceso. Almacenamiento Las fibras secas se limpian y se almacenan para su comercialización. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Figura 1: Diagrama de proceso de obtención de fibra de coco por método húmedo MÉTODO SECO Representa una alternativa al método húmedo. Las operaciones se detallan a continuación: Separación El coco maduro es colocado en la punta de una barra de hierro fijada en el suelo y mediante un golpe se abre la estopa o bonete (masa fibrosa de color pardo), jalándola luego con la mano para separarla del endocarpio que es la corteza dura de la nuez del coco. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Pesado Los trozos de estopa se pesan en una balanza de 10 o más kilogramos de capacidad. Extracción Los trozos de estopa pesados se introducen en el molino, en esta etapa, las fibras se van separando rápidamente del material vegetal aglutinante formando copos. Por el poco peso éstos tienen, salen del molino, limpios encima del polvo del material aglutinante. Remojo Los copos de fibra se introducen en recipientes de agua para separarlos por tamaños. El agua facilita la expansión y recolección rápida de fibras que se hallan juntas pero no enredadas. Oreado Las fibras separadas se colocan en un ambiente natural, para quitar la humedad contraída en la operación anterior. Almacenamiento Las fibras secas se limpian y se almacenan para su comercialización posterior. Figura 2: Diagrama de proceso de obtención de fibra de coco por método seco ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA CARACTERÍSTICAS DE LOS MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE FIBRA DE COCO MÉTODO HUMEDO Para la obtención de la fibra es necesario el desarrollo de ocho operaciones: Separación, Pesado, Trituración, Remojo, Extracción, Desfibrado, Oreado y Almacenado. Es necesario el remojo de coco por periodos largos Para la obtención de la fibra se requiere maquinaria y equipo especializado en cada etapa del proceso, lo que significa una gran inversión Es necesario la construcción de grandes depósitos para el remojo de la estopa. MÉTODO SECO Las operaciones por este método son seis: Separación, Pesado, Extracción, Remojo, Oreado y Almacenamiento. La operación de remojo a diferencia del método húmedo, solo se desarrolla para el estiramiento y recolección de fibra luego que ésta sale del molino en forma de copos, y solo demora el tiempo que tarda en mojarse y expandirse o estirarse. No requiere maquinaria y equipo especializado, tan solo se necesita un molino de martillos. La fibra de coco se va produciendo desde que comienza a operar el molino. La fibra no sufre ningún deterioro. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MÉTODOS DE EXTRACCIÓN DE FIBRA DE COCO MÉTODO HÚMEDO Ventajas Puede incorporar más mano de obra directa. Es necesario incorporar operarios para abastecer de material a las máquinas extractora y desfibradora, para abastecer de agua y limpieza de depósitos en el área de remojo. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Desventajas Requiere mayor inversión en maquinaria e infraestructura física En este método es necesario adquirir una maquina trituradora de rodillos de hierro acanalados, una maquina para la extracción de la fibra constituida por un tambor provisto de puntas de hierro y un tamiz desfibrador o tambor perforado. Igualmente, es necesario construir áreas específicas para el remojo prolongado de la estopa y para cada una de las máquinas adquiridas. El tiempo del proceso es demasiado largo, por la operación de remojar la estopa antes de extraer la fibra. El largo periodo de remojo de la materia prima es la mayor dificultad del proceso productivo. La penetración del agua entre el material aglutinante y las fibras para lograr la separación de éstas, es muy lenta. MÉTODO SECO Ventajas El proceso solo requiere de la adquisición de un molino de martillos. Se logra una rápida separación de las fibras que sale totalmente limpia en forma de copos. El proceso es más simplificado que el método húmedo, ya que se excluye el remojo de las estopas, el cual hace que la obtención de la fibra requiere un tiempo mas corto. Desventajas Los copos de fibra formadas dentro del molino, se introducen brevemente en recipientes de agua, donde se van desmembrando rápidamente las fibras que no están enredadas, para ello será necesario hacer un remojo corto con la finalidad de estirarla y luego recogerla. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA III. CONCLUSIONES - La fibra de coco se obtiene de la cáscara fibrosa (mesocarpio) de la nuez de coco (Cocos nucifera) desde la palma de coco, tiene un alto contenido de lignina y por lo tanto un contenido de celulosa de baja, como consecuencia de la cual es resistente, fuerte y muy duraderos. - En este informe describimos dos métodos para extraer la fibra del coco: el método húmedo y el método seco. Si es que se realiza un análisis comparativo de los dos métodos, tenemos que el método seco es el método que requiere menor tiempo, es un método más simplificado, el método húmedo requiere más tiempo, indiscutiblemente es aquí donde salta a la vista su mayor desventaja. - El tiempo de remojo en el método húmedo puede durar hasta 8 meses según la bibliografía consultada. Durante este tiempo, los microorganismos descomponen los tejidos vegetales que rodean las fibras para evitar que se peguen constituyendo un proceso conocido como enriado. - La fibra de coco tiene diversos fines que incluyen la: fabricación de fibras textiles; aislantes térmicos; tejido de uso agrícola par a evitar erosiones, etc.; sustrato agrícola, el polvo de coco es el que se encarga de la retención del agua en todo el volumen del sustrato, mientras que la fibra proporciona el nivel necesario de aireación, evitando cualquier posibilidad de encharcamiento; y productos o artículos diversos como son jarrones, adornos forraje, etc. Además hay estudios sobre la utilización de fibra de coco para mejorar las propiedades del concreto. - La fibra de coco es una excelente manera de aumentar el poder de absorción de agua de la tierra para macetas, al tiempo que protege contra las bacterias nocivas. La fibra de coco es ampliamente utilizado para cultivos hidropónicos, mezclas de la tierra y la plantación de contenedores. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA IV. BIBLIOGRAFÍA Albán, F. 1995. “La estopa de coco: Nueva materia prima para la industria papelera”. Universidad del Valle. Colombia. Amacoco. 2004. “El coco”. Boletín Informativo. Empresa Amacoco. Mojú. Estado de Pará Amazonas. Brasil. Behar, M. 1989. Industrialización de la fibra de coco. Banco Industrial del Perú. Lima. Borrego M. 2008. Elementos de Horticultura general. Editorial Mundi Prensa. 3era Edición No de páginas: 481. Madrid. Geilfus 1999. “El árbol al servicio del agricultor”. Manual de Agroforesteria para el Desarrollo Rural. Volumen 2. Editorial Enda Caribe y Catu. Santo Domingo. Hernandez, A. 1985. “El Cocotero”. Primera Edición. Editorial Blume. Barcelona. Kirl, R. y Othmer, D. 1992. Enciclopedia de Tecnología Química. Tomo III, Editoria Uteha. Ciudad de México. Yan Frémond, Robert Ziller, M. de Nucé de Lamothe. 1995. “El cocotero. G – P. Editorial Blume, Barcelona. El nuevo diario. El coco: Una fruta tropical de múltiples propiedades. 2009. Disponible en: <http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2506513>. [Fecha de consulta: 11 de Diciembre de 2011]. Guía técnica del cultivo de coco. Programa Nacional de frutas, (MAG). 2001. Disponible en: <http://webiica.iica.ac.cr/BIBLIOTECAS/REPIICA/B0221E/B0221E.PDF>. [Fecha de consulta: 11 de Diciembre de 2011]. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
