UNIVERSIDAD TÈCNICA DE COTOPAXI EXTENCIÒN LA MANÀ FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y RECURSOS NATURALES CATEDRA: FIBRAS AGROINDUSTRIALES TEMA: EXTRACCIÓN DE FIBRA (PLANTA) DE ORTIGA DOCENTE: ING. MARJORIE GISSELA CASCO TOAPANTA INTEGRANTES: ELIAN VILLALVA ANDREA CHECA ODALIS CUACES JOSSELYN PAREDES CARRERA: INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL NIVEL: CUARTO AGROINDUSTRIA PARALELO: ” A” 1.INTRODUCCIÓN Esta investigación se centra en explorar las posibilidades de aprovechamiento de las fibras vegetales de la planta de ortiga, abordando tanto los aspectos técnicos de la extracción como las aplicaciones potenciales en diferentes sectores industriales. Según Gardetti, M.A (2015), el algodón es una de las fibras naturales más utilizadas en la industria textil a nivel mundial. Sin embargo, su cultivo tiene un alto impacto ambiental debido al consumo intensivo de agua, fertilizantes, pesticidas y uso de la tierra. Por ello, se buscan alternativas más sostenibles como la fibra de ortiga. La ortiga es una planta silvestre muy resistente que no requiere cuidados especiales, pesticidas ni fertilizantes para su crecimiento. Su fibra tiene potencial para reemplazar parcialmente al algodón en aplicaciones textiles, ya que demanda mucha menos agua y químicos. Además, es totalmente biodegradable. Gardetti, M.A (2015) La principal limitación de la ortiga es la dificultad para hilarla al 100%, por lo que normalmente se mezcla con otras fibras. Gardetti, M.A (2015) A medida que avanzamos en este estudio, se espera obtener una comprensión más profunda de cómo la extracción de fibras de ortiga puede desempeñar un papel crucial en la promoción de prácticas sostenibles y en el desarrollo de productos innovadores. Este trabajo busca contribuir al conocimiento existente sobre el aprovechamiento de la fibra de ortiga, con la cual se puede realizar artesanías, ropa, etc. y puede ser un sustituto muy bueno para el algodón. 2.Objetivo General Extraer la fibra de ortiga (urtica) 3. Objetivos Específicos Realizar la extracción de fibra de ortiga. Evaluar las caractisiticas físico químicas de la fibra de ortiga. Optimizar la concentración de cloro. Diseñar en AutoCAD un modelo de planta piloto para extracción de fibras. Analizar los costos de extracción de a fibra. 4.Justificación La ortiga es considerada una de las fibras más sostenibles, ya que es una planta muy resistente, espontánea y no requiere de cuidados especiales ni el uso de fertilizantes o pesticidas. Requiere muy poca agua para su cultivo. Fletcher, K. (2014) La fibra de ortiga se ha utilizado para crear redes de pesca y en la industria papelera. En el sector textil y de la moda, tiene potencial para ser usada en mezclas ocultas gracias a su tacto cálido y receptivo. Fletcher, K. (2014) Según Fletcher, K. (2014), la ortiga podría ser un buen sustituto parcial del algodón, utilizándola en mezclas de fibras para reducir el porcentaje de algodón y disminuir así el impacto ambiental. Sin embargo, debido a las dificultades para hilar 100% ortiga, no podría reemplazar totalmente al algodón. En el proyecto se propone investigar el aprovechamiento de las fibras vegetales de la planta de ortiga, apuntando en diversas directrices como: economía, ambiente y social, para contribuir significativamente al desarrollo del sector Primero de Mayo del cantón La Maná. Valladares, Mendosa y Quispe (2021) Afirman que: El mayor impacto positivo que se tiene para este sector es la creación de más puestos de trabajos formales para la población. También se impulsará de manera indirecta a que las comunidades se dediquen al cultivo y otorguen valor económico a la planta de la ortiga, puesto que habría una demanda de esta materia prima y así puedan obtener un ingreso extra por la venta de tallos que usualmente son descartados. (p. 156) La propuesta en la investigación se direcciona al sector económico, el cual tiene el potencial de generar impactos positivos en la localidad, por ello se propone generar un vínculo con el sector Primero de Mayo del cantón La Maná, para aprovechar la existencia de la planta de ortiga. También, se presenta una actividad positiva para el ambiente, ya que este género textil tiende a ser biodegradable y al estar construidos con una planta resistente a plagas no se necesita del uso excesivo de pesticidas que acaban con la biodiversidad del entorno, además, al ser nitrófila sanea los suelos. (Campues, 2022 p.7) Por lo tanto, quienes habitan en el sector a realizarse la investigación, deberían conocer estas características desde la perspectiva ambiental, por lo que los materiales biodegradables tienen un menor impacto negativo en el ecosistema. Sin embargo, Caiza, Chicaiza, Carrillo, & Toapanta (2023) mencionan que: no se disponen de estudios concretos para el desarrollo del producto, por lo tanto, es necesario disponer de un estudio que proporcione dicha información. Una vez desarrollado, este aportará lineamientos generales y específicos para poder realizar la fibra. (p.3) La finalidad de la investigación citada hace referencia de que no existe mayor conocimiento de la fibra de la ortiga, tomando en cuenta que en el subtrópico ecuatoriano debería haber estudios para la creación de industrias que generen prácticas agrícolas sostenibles. 5.Metodologia La propuesta se divide en varias etapas para llevar a cabo la extracción de fibras de la planta de ortiga utilizando el método de sumergir en cloro durante 14 días. A continuación, se describe una posible metodología para este proceso: DESCRIPCIÓN DE TRATAMIENTO El tratamiento consiste en someter en remojo continuo los que es el tallo de la ortiga durante un periodo de 14 días a tres concentraciones de cloro distintas las cual fueron 12g por litro, 25g por litro, 35g por litro, estas fueron las concentraciones utilizadas en la extracción. ANALISIS SENSORIAL DE FIBRA DE ORTIGA El análisis sensorial de la fibra de ortiga en este proyecto implica la evaluación de sus atributos físicos, realizados mediante los sentidos, como la vista, y el tacto. Además, se ha considerado que podrían formar parte de un análisis sensorial de la fibra de ortiga los aspectos como: Textura y sensación táctil: Tocar y sentir la fibra de ortiga para evaluar su textura, con la finalidad de reconocer si puede ser: suave, áspero, y resistente Flexibilidad y la resistencia al tacto. Visualidad y sensación táctil. para evaluar su textura suave áspera o fina Dureza Estas características pueden variar según la especie de ortiga, las condiciones de cultivo y los procesos de producción utilizados. Además, la fibra de ortiga se ha utilizado históricamente en diversas culturas para hacer textiles, cuerdas y otros productos, y su resurgimiento reciente está relacionado con la creciente conciencia ambiental y la búsqueda de alternativas sostenibles en la industria textil. EXPLICA COMO SE VA A EVALUAR LOS ATRIUTOS FISICOS DE LA FIBRA La evaluación de los atributos físicos de la fibra de ortiga implica analizar sus características físicas y estructurales. Por lo cual se utilizó cuatro atributos como: la dureza, resistencia, suavidad y áspera. En el sector Primero de Mayo en el cantón La Maná se procedió a explicar a un grupo de 30 personas de dicho sector, socializando las muestras de la fibra de ortiga y el modo de la evaluación que se realizará al tocar y observar a la fibra de ortiga, para que así puedan llenar las encuestas, el contexto contiene 4 preguntas con sus respuestas de selección múltiple, dando una escala del 1 al 5 (malo, regular, normal, bueno y muy bueno). OPTIMIZACIÓN DE CONCENTRACIONES DE CLORO En la optimización se utilizó la ayuda de un programa que fue…… el cual nos dio las corridas (número de tratamientos a hacer) a realizar para saber cuántas extracciones hacer y a que estadio de planta y sus respectivas concentraciones de cloro. EXPLICO COMO REALICE LA OPTIMIZACIÓN Con la misma ayuda del programa se pudo las corridas después de obtener todas y cada una de las extracciones de fibras sus respectivos análisis sensoriales y su costo para sabes cual fua la más optima de todas las extracciones, y nos arrojó la corrida optima la cual fua la mejor de todas las extracciones dando los mejores resultados en color, dureza, suavidad y aspereza. DISEÑO DE PLANTA Se realizo los que fue un layaut de una planta piloto de un fabrica para extraer la fibra de formas más eficiente y mecánica. COMO SE HIZO EL LAYOUT DE LA PLANTA PILOTO Con la ayuda del programa de AutoCAD se realizo lo que fue el diseño de la planta piloto para la extracción de fibra de ortiga. ANALISIS DE COSTO Se analizo lo que fueron los costó de la extracción de la fibra cuánto cuesta la extracción de la misma cuanto es el capital que se necesita para la extracción de la fibra a diferentes concentraciones. COMO SE HIZO EL ANALISIS DE COSTOS El análisis de costo se realizó teniendo en cuanta todos los factores de la extracción de la fibra las cuales van desde la recolección de la fibra hasta la obtención de la fibra. RESULTADOS EXTRACCIÓN DE FIBRA FOTOGRAFÍAS FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T3 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T4 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T5 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T7 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T8 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T10 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T11 FOTOGRAFÍA FIBRA EXTRAIDA T12 FOTOGRAFÍ A FIBRA EXTRAIDA T13 Elaborada por: Estudiantes de UTC EVALUACIÓN DE CARACTERÍSTICAS SENSORIALES DE LA FIBRA. Cuadro 1 Tabla de característica sensoriales evaluada das Atributo/ tratamiento T3 T4 T5 T7 T8 T10 T11 T12 T13 Dureza 2 2 2 2 3 2 3 3 2 Resistencia 2 3 2 2 2 3 2 2 2 Suavidad 3 2 3 3 2 3 2 2 2 Aspereza 3 3 3 3 2 3 3 2 2 Elaborada por: Estudiantes de UTC OPTIMIZACIÓN. Restricciones para la optimización Cloro: Grado de desarrollo de la planta: Dureza: Resistencia: Suavidad: Aspereza: Costo: En el intervalo En el intervalo No incluida en la optimización (modelo no significativo) Maximizar Maximizar Minimizar Minimizar Soluciones de optimización Grado de desarrollo Number Cloro de la planta Resistencia 1 12.00 1 2.37829 2 12.00 2 2.37829 Suavidad 2.4175 2.4175 Aspereza Costo 2.53953 8.35 2.53953 8.35 Conveniencia estadística 0,67442012 0,67442012 Selected Realizada por: Estudiantes de UTC Al realizar la optimización se identificó que la dureza no es significativa no se ajustaba a ningún modelo en especifico y representaba ningún valor es la optimización. La optimización nos arrojo dos posibles soluciones que fueron a la concentración de 12% de cloro y a dos estadios de la planta y nosotros elegimos la del estadio de la planta en adulta dado que fue difícil la recolección de la planta en desarrollo mas joven no hay mucha es este estadio. CORRIDAS REALIZADAS Corrida Cloro (g/L) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 35 35 25 12 12 35 25 25 35 25 12 25 12 Grado de desarrollo de la planta 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 1 Función Función Función Función objetivo 1 - objetivo 2 - objetivo 3 - objetivo 4 Dureza Resistencia Suavidad Aspereza Función objetivo 5 Costo 2 2 2 2 3 2 3 2 3 3 3 3 9 8,35 8,35 2 3 2 2 3 2 3 2 9 9 2 3 3 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 3 2 2 9 8,35 9 8,35 Realizado por. Estudiantes de UTC Se realizaron lo que fueron 13 corridas de las cuales 4 de ellas no funciono las corridas que se descartaron fueron la: 1, 2, 6, 9. Estas corridas se eliminaron debido las que la concentración de cloro fua al 35 la cual destruyo por completo la fibra las daño por lo cual se eliminó estas corridas. DISEÑO DE A PLATA PILOTO ANÁLISIS DE COSTOS Cuadro 1 PRONOSTICO ANUAL DE VENTAS MODELO X Precio de Venta Unit. Estim. (USD) Unidades a Venderse INGRESO POR VENTAS (USD) 35,00 600 21.000,00 Y 33,00 600 19.800,00 TOTAL 40.800,00 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 2 PLAN ANUAL DE PRODUCCIÓN (EN UNIDADES) CONCEPTO Invent. Final deseado de Prod. Term. +Ventas Pronosticadas =Necesidades Totales MODELO X MODELO Y 48 48 600 600 648 648 -Inv. Inicial de Prod. Terminado 320 350 =PRODUCCIÓN REQUERIDA 328 600 272 298 600 -302 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 3 UTILIZACIÓN ANUAL REQUERIDA DE MATERIA PRIMA (EN UNIDADES) Balance General (dato) CONCEPTO MODELO X Utilización por Unidad del Modelo X Producción Requerida Total Requerido por el Modelo X CONCEPTO MODELO Y Utilización por Unidad del Modelo Y Producción Requerida Total Requerido por el Modelo Y MATERIA PRIMA A B 1,00 328 328 2,00 328 656 MATERIA PRIMA A Tot. Req. por los Dos Modelos B 1,00 298 298 3,00 298 894 626 1550 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 5 PLAN ANUAL DE COMPRAS DE MATERIAS PRIMAS EN UNIDADES CONCEPTO Invent. Final deseado de Materia Prima +Utilización requerida =Necesidades Totales Materia Prima -Inv. Inicial de Materia Prima =COMP. NECES. MATERIA PRIMA MAT. PRIMA A MAT. PRIMA B 500 3000 626 1550 1126 4550 600 4000 526 550 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 6 VALORACIÓN DE LAS COMPRAS DE MATERIAS PRIMAS CONCEPTO Compras necesarias (Unidades) Costo Unitario (USD) VALOR DE LAS COMPRAS (USD) MAT. PRIMA A 526 2,40 1262,40 MAT. PRIMA B 550 0,60 330,00 1592,40 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 7 FRECUENCIA DE LAS COMPRAS DE MATERIAS PRIMAS CONCEPTO Compras de Material A: Compras de Material B: COMPRA TOTAL (A y B) ANUAL TRIMESTRAL 1.262,40 315,60 330,00 82,50 1.592,40 398,10 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 8 COSTO ANUAL DE MANO DE OBRA DIRECTA: POR UNIDAD Y TOTAL MODELO CONCEPTO Horas M.O.D. por Unidad Costo Hora / M.O.D. Costo Unitario M.O.D Unidades a Producirse Costo Total de M.O.D. Participación Porcentual por Modelo X Y 2,00 4,00 8,00 328 2.624,00 47% 2,50 4,00 10,00 298 2.980,00 53% TOTAL 5.604,00 100% Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 9 COSTO DE FABRICACION Mano de Obra Indirecta Suministros de Fábrica ANUAL TRIMESTRAL 5.400,00 1.350,00 600,00 150,00 Calefacción, luz, energía Supervisión Mantenimiento Ingeniería Impuestos y seguros Depreciación TOTAL COSTOS DE FABRIC. 540,00 0,00 1.200,00 0,00 110,00 485,00 8.335,00 Realizado por: Estudiantes de UTC DISTRIBUCIÓN DE LOS COSTOS DE FABRICACIÓN MODELO X: 18,74% 3.902,76 MODELO Y: 81,26 % 4.432,24 Realizado por: Estudiantes de UTC CALCULO DEL COSTO DE FABRICACIÓN UNITARIO (UTILICE 6 DECIMALES EN ESTOS CALCULOS) MODELO X Costo de Fabricación Asignado Unidades a Producir COSTO UNITARIO USD 3902,76 328 11,898644 MODELO Y Costo de Fabricación Asignado Unidades a Producir COSTO UNITARIO USD 4432,24 298 14,873305 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 10 GASTOS DE OPERACIÓN 135,00 0,00 300,00 0,00 27,50 121,25 2.083,75 CONCEPTO Gastos de Ventas Gastos de Administración TOT. GASTOS DE OPERACION ANUAL TRIMESTRAL 10.500,00 2.625,00 7.300,00 1.825,00 17.800,00 4.450,00 Realizado por: Estudiantes de UTC GASTOS DE OPERACION 1.- Gastos de Ventas: Sueldo de vendedores Fletes y entregas Publicidad 2.- Gastos de Administración Sueldos de administración Honorarios Otros gastos TOTAL GASTOS OPERACION 20X0 VALOR 7.200,00 5.400,00 600,00 1.200,00 7.300,00 6.000,00 600,00 700,00 14.500,00 20X1 VALOR 10.500,00 8.100,00 600,00 1.800,00 7.300,00 6.000,00 600,00 700,00 17.800,00 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 11 COSTO DE PRODUCCIÓN UNITARIO. CONCEPTO Costo Unitario de Materias Primas Costo Unitario de M.O.D. Costo Unitario de Fabricación COSTO UNIT. DE PRODUCC. Realizado por: Estudiantes de UTC COSTO DE VENTAS MODELO X 3,600000 8,000000 11,898644 23,498644 MODELO Y 4,200000 10,000000 14,873305 29,073305 Inventario Inicial de Materia Prima Compras de Materia Prima Inventario Final de Materia Prima Costo de Materia Prima Utilizada Mano de Obra Directa Costos de Fabricación Costo de Operación Inventario Inicial de Prod. Terminados Inventario Final de Prod. Terminados COSTO DE VENTAS 3.200,00 1.592,40 3.000,00 1.392,40 5.604,00 8.335,00 17.800,00 19.350,00 3.264,00 17.045,40 Realizado por: Estudiantes de UTC Cuadro 12 COMPAÑIA MANUFACTURERA S.A. ESTADO DE PERDIDAS Y GANANCIAS POR EL AÑO 2024 CONCEPTO Ventas Netas Costo de Ventas Utilidad Bruta Gastos de Operación Utilidad en Operación Intereses Pagados Intereses Ganados Utilidad Antes de Imp. Y P. Laboral P. Lab e Imp. a la Renta (36,25%) UTILIDAD NETA Realizado por: Estudiantes de UTC CONCLUSIONES VALOR 40.800,00 7.196,40 33.603,60 26.135,00 7.468,60 6.260,00 4.016,40 5.225,00 1.894,06 3.330,94 % 100.00% 18% 82% 64% 18% 15% 10% 13% 5% 8% Se realizo la extracción de la fibra con tres diferentes concentraciones de cloro y dos diferentes estadios de la plata la que mejor resultados arrojo fue la planta adulta con una concentración 12 %. Se evaluó cuatro atributos a la fibra dureza fue regular, resistencia regular, suavidad bueno y asperidad regular. Se optimizo que la concentración de cloro mas adecuada para la extracción de la fibra fue de 250 gramos cloro ya que es la que tiene mejores características la concentración de 700 gramos fue muy fuete que destruyo la figura. El análisis de costo se realizó teniendo en cuanta todos los factores de la extracción de la fibra las cuales van desde la recolección de la fibra hasta la obtención de la misma. Para la extracción de la fibra a la concentración de 25% se obtuvo un total de 9$ y para la extracción de la fibra a la concentración de 12% se obtuvo un total de 8,35$ RECOMENDACIONES Es conveniente continuar con la investigación de la fibra de ortiga para mejorar los procesos de elaboración textil como materia viable. Se recomienda que el tallo de la ortiga sea largo (20cm) para poder aprovecharla de mejor manera. Además, la concentración de cloro de 700 g fue muy fuerte para la fibra, lo recomendable es hacer a una menor concentración. Al momento de almacenar se recomienda que la fibra este en un lugar fresco para evitar el deterioro. El estadio de la planta se recomienda que sea adulta ya que se encuentra en mayor proporción y se obtiene mejores características. ANEXOS BIBLIOGRAFIA Fletcher, K. (2014). Sustainable fashion and textiles: Design journeys. Muthu, S.S., Gardetti, M.A (2015). Green Fashion. Campues Caluguillin, C. J. (2022). Desarrollo de un género textil a partir del tallo de ortiga (Bachelor's thesis, Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Diseño y Arquitectura. Carrera de Diseño de Modas.). Valladares Chamorro, D. L. S., Mendoza Achata, J. C., & Quispe Ayquipa, Y. R. (2021). Estudio de pre-factibilidad para la elaboración de bolsos de mano a base de fibra natural de ortiga. Yasig Quinga, O. M. (2019). Obtención de un extracto vegetal de la ortiga mayor (urtica dioica) por maceración con calor para la elaboración de queso fresco (Bachelor's thesis, Ecuador, Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)).
