7/23/2019 001-ARTCULO

1/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

Propuesta de Produccin Industrial de un NuevoPlaguicida a Partir de Neem y Eucalipto Para Control de

Plagas en Cultivos de Arroz

Proposal to Industrial production of a new pesticide

from Neem and Eucaliptus for pest control in rice

cropsMaydeyi Castaeda1, Nathalia ! Nario"

1 maydeyi.castaedaunipamplona.edu.co2 nat!alia.nariounipamplona.edu.co

#esumen$ "a o#tenci$n de %U&'(%%) y el diseo industrial del proceso de ela#oraci$nse llev$ a ca#o con el prop$sito de suplir una de las necesidades m*s importantes de laagricultura en &olom#ia, e innovar en este mercado con un producto de principios activosnaturales a #ase de (eem y %ucalipto, +ue alteran los procesos vitales de los insectos y !ongosrespectivamente. %l plaguicida tendr* menor impacto am#iental y sustituir* a los productos+umicos utiliados actualmente para el control de plagas en cultivos de arro, sector importantey con grandes aportes al producto interno #ruto -PI/ del pas. Para su producci$n se o#tienendos etractos acuosos de las !oas tanto de (eem como de %ucalipto, por !idrodestilaci$n yutiliando la tcnica de prensado en 3ro, el aceite de semillas de (eem. %l resultado es una

emulsi$n esta#le, misci#le y con un p4 ,025, envasados en 3rascos *m#ar de 150 m".

Pala%ras Clave$ Plaguicida, Neem, Eucalipto, hidrodestilacin, prensado, procesoindustrial

A%stract$6#taining %U&'(%%) and industrial design o3 t!e production process is carriedout in order to supply one o3 t!e most important needs o3 agriculture in &olom#ia, and innovatein t!is mar7et 8it! a product o3 natural active ingredients o3 (eem and eucalyptus, altering t!eli3e processes o3 insects and 3ungi respectively. 9!e plaguicide 8ill !ave less environmentalimpact and replace c!emicals currently used to control pests on rice, important sector and greatcontri#utions to gross domestic product -:DP/ o3 t!e country. 9o produce a+ueous etracts o3neem and eucalyptus leaves, are o#tained #y !ydrodistillation and using t!e cold pressing

tec!ni+ue, t!e (eem seed oil. 9!e result is a sta#le emulsion, misci#le and 8it! a p4 o3 ,025,pac7aged in am#er vials 150 m"

&ey'ords$ Plaguicide, Neem, Eucalyptus, hydrodistillation, pressing, industrialprocess

1

7/23/2019 001-ARTCULO

2/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

1 IN(#)*+CCIN

"a agricultura en &olom#ia es uno de lossectores m*s in3luyente en la producci$n dealimentos, su rol en el crecimiento econ$mico del

pas se ve evidenciado en la generaci$n de empleo

y en el aumento de divisas en 3unci$n de sutrans3ormaci$n en productos de la canasta3amiliar. ;sta rama satis3ace a su ve la demandade materias primas para una variedad de industriascomo< !arinas, concentrados, aceites y l*cteosentre otros.

%isten cuatro sectores +ue a#arcan laproducci$n agropecuaria en nuestro pas, stos seclasi3ican de la siguiente manera< Producci$n decereales, Producci$n de oleaginosas, Producci$nde cultivos de alto valor para eportaci$n, y

Producci$n pecuaria. =u aporte total en miles demillones de pesos al valor del PI de &olom#iaseg>n el D'(% es de ?0.5@1 -&i3ra revisada adiciem#re 15 de 201A/. 4aciendo n3asis en la

producci$n de cereales la cual es liderada por elarro con 2.15.5?@ toneladas -seg>nB%D%'CC6, 2012/.

-r./ico N01! Producto Interno ruto (rimestralPor #amas *e Actividad Economica 2*iciem%re 13

"4156! uente$ *ANE

'gropecuario

)inas

)anu3actura

%lectricidad, gas y agua

&onstrucci$n

&omercio, reparaci$n, restaurantes y !oteles

9ransporte, almacenamiento y comunicaciones

%sta#lecimientos 3inancieros

'ctividades de servicios sociales

-

100,000

200,000

30,581

37,827

55,453

17,543

33,786

59,203

36,184

97,286

75,220

PI En Miles *e Millones *e Pesos Colom%ia "415

%l uso de plaguicidas +umicos, entindase estecomo cual+uier sustancia o mecla de sustancias,destinadas a prevenir, destruir o controlarcual+uier plaga y especie no deseada en la

agricultura. =u empleo indiscriminado sumando a3actores como el calentamiento glo#al +ue3avorece la proli3eraci$n de plagas y 3acilitan su

dispersi$n !a llevado a +ue el !om#re se en3rentea un riesgo am#iental por la contaminaci$n de los

productos agrcolas, la inmunidad a losplaguicidas y el envenenamiento a todo ser vivodel !*#itat. "os cultivos +ue emplean en mayor

proporci$n la aplicaci$n de plaguicidas son< el

arro con 21 E, la papa con 1F E, el #anano con GE y el ca3 con 5E entre otros -'(DI 2012/.

"a mayor pro#lem*tica +ue se presenta para elmeoramiento del arro en &olom#ia es elestancamiento del rendimiento del cultivo +ue seeplica de#ido a 3actores como diversas plagas,en3ermedades y la prevalencia de suelos *cidosin3rtiles. "os daos causados en los cultivosrepresentan una prdida por tonelada de arro

#lanco de H11?.2@G, evidenciando una nota#ledisminuci$n de #ene3icios econ$micos estimados

en cientos de millones de d$laresestadounidenses .-'gricultura &olom#ianaas deEucalyptus globulus labill

%l producto 3inal ser* ela#orado en una plantaen el departamento de &asanare, aumentando la

proyecci$n de la regi$n con su producto lder +uees el arro y generando empleo. =e plantea lasiem#ra de estas plantas en la ona para su

posterior trans3ormaci$n, por su parte el (eem es

una especie de onas c*lidas apropiadas para onasemi*rida y semi!umedas, soporta temperaturasentre A y AAJ &, su !*#itat nativo esta entre los 50y 100 msmn, con lo cual es apta para el cultivo enlas condiciones de los llanos orientalesK loscultivos de eucalipto se ven 3avorecidos portemperaturas alrededor de los ?0J& y condiciones!>medas. "a planta con una u#icaci$n centraltendr* la capacidad de distri#uir 3*cilmente el

producto a los principales terrenos de cultivo en(unc!ia, Lopal y Millanueva. "a presentaci$n delplaguicida es en soluci$n acuosa, con empa+uesde 250 m" en 3rascos *m#ar, para ser aplicado porsistemas de roco y cumplir su e3ecto de eliminarlas plagas sin causar contaminaci$n ni e3ectosadversos en la planta de arro ni en el nic!o +ue leaporta #ene3icios al cultivo.

" ME()*)9)-?A

Procedimiento En El 9a%oratorio

%l mtodo esta#lecido para la o#tenci$n delplaguicida %U&'(%%) tuvo como 3ase inicial larecolecci$n de materias primas as< las !oas ysemillas de la planta de (eem -Melia azadirachta)se recogieron a travs de un procedimientomanual, en la Binca Milla =anta Isa#el u#icada enla vereda Baltri+ueras va +ue conduce a lamontaa de los ermitaos, en el municipio dePiedecusta -=antander/. Posteriormente stas3ueron seleccionadas, cortadas y almacenadas en

#olsas de polietileno !asta su uso en el la#oratorio."as !oas de eucalipto -Eucalyptus globulus labill/se tomaron de los *r#oles localiados en la partealta de la universidad de Pamplona campus

principal -(orte de =antander/, 7il$metro 1 vaucaramanga, manualmente se seleccionaroncuidadosamente cada una de las !oas de manera

?

7/23/2019 001-ARTCULO

4/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

tal +ue no presentaran rese+uedad o evidencia dein3ecciones #acterianas y 3>ngicas, igualmentestas 3ueron almacenadas en #olsas de polietileno!asta su posterior uso en el la#oratorio.

igura N03! #ecoleccin =o>as de Neem 2Meliaazadirachta)

igura N0@! #ecoleccin =o>as de Eucalipto2Eucalyptus globulus labill6

&omo etapa intermedia se esta#leci$ elproceso de trans3ormaci$n de las materias primasmediante un protocolo el cual se llev$ a ca#o enlos la#oratorios de +umica y de control de calidadde la universidad de Pamplona. Para la eecuci$ndel protocolo 3ue necesario tener en cuenta tres

procesos de etracci$n para la o#tenci$n de losprincipios activos, dos de stas por tcnica de!idrodestilaci$n asistida por microondas para losetractos acuosos de las !oas de neem y deeucalipto y un tercero por medio de etracci$n porsolventes para el aceite de las semillas de neem.

)%tencin Etracto acuoso de ho>as deNeem$

9omando las muestras previamentealmacenadas, stas se des!oaron manualmente

para eliminar tallos e impureas y posteriormente3ueron pesadas para cuanti3icar la cantidad derecursos a procesar utiliando una #alana de tres

#raos marca 6!aus. %l material vegetal 3uepicado en 3ragmentos de 2cm2cm y luego 3uelicuado agregando agua en las proporciones +ue semuestras en la 9a#la (J1 a un #al$n de 3ondo

redondo de 5000 m".

igura N0B! Pesado =o>as de Neem

(a%la N01! Proporcin reactivos hidrodestilacinNeem

(IP) *E MA(E#IA94oas de (eem 12G,A'gua 2000

igura N0! aln de /ondo redondo con ho>as deNeem

%l montae para la !idrodestilaci$n asistida pormicroondas est* compuesto por< un #al$n 3ondoredondo, una alargadera, una trampa DeanN=tar7,un re3rigerante, un soporte universal con pinas yun !orno microondas como se muestra en laBigura (JF.

igura N0D! Euipo de hidrodestilacin asistidapor microondas

Dentro del !orno microondas se introduo el#al$n de 3ondo redondo +ue contiene la muestraen las proporciones anteriormente descritas,durante un tiempo de F0 minutos a F0J& detemperatura,

A

7/23/2019 001-ARTCULO

5/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

)%tencin Etracto acuoso de ho>as de deeucalipto$

Para este proceso se tuvo en cuenta los mismospasos realiados en la o#tenci$n del etractoacuoso de !oas de (eem a travs del mtodo de!idrodestilaci$n asistida por microondas tomando

las proporciones +ue se muestran en la 9a#la (J2.

(a%la N0"! Proporcin reactivos hidrodestilacineucalipto

(IP) *E MA(E#IA94oas de'gua

igura N014! Feparacin de ho>as de ramas deeucalipto

%l tiempo estipulado para la !idrodestilaci$n3ue de G0 minutos a F0J&,

)%tencin de aceite de semilla de Neem$

igura N011! Feleccin y limpieza de semillas de

Neem"a selecci$n del material vegetal se reali$

separando las semillas de las !oas y los tallos,stas se pesaron o#teniendo un valor de @@,G g."uego se maceraron las semillas en un mortero de

porcelana agregando un volumen de metanol de100 m", para romper el recu#rimiento #lando yli#erar tanto los pigmentos como el aceite, acontinuaci$n se dispuso en un recipiente oscuro ysellado completamente durante ?G !oras.

igura N01"! Macerado de semillas de Neem conMet)=

Para separar la parte s$lida 3ue necesario !acerun 3iltrado con una #om#a de vaco. Para retirar elsolvente se reali$ un proceso de rotaevaporaci$na @0J& y F0 rpm, recuper*ndose as el metanol dela 3racci$n aceitosa. 'l aceite se le adicionodiclorometano en una relaci$n de A

7/23/2019 001-ARTCULO

6/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

Binalmente, se recuper$ la 3ase org*nicamediante un proceso de decantaci$n y de nuevose 3ue necesario el uso del rotaevaporador pararecuperar solvente y el etracto aceitosoo#teniendo como resultado.

Mezclado de componentes para producto/inal$

"a etapa 3inal del proceso eperimental aescala de la#oratorio concluye realiando lamecla de los principios activos con otrosingredientes como a#$n neutro para ser empacadoy eti+uetado,

igura N013! Aceite etraGdo hirodestilacin deho>as de Eucalipto

; #EF+9(A*)F

Etracto acuoso de Neem=e o#tuvo una soluci$n acuosa de color

transparente, con olor 3uerte y caracterstico del

(eem, los vol>menes recolectodos se presentan enla 9a#la (JA, el l+uido se almacen$ en 3rascososcuros y 3inalmente se mantuvieron re3rigeradosa AJ&.

igura N01@! Etracto acuoso o%tenido de lahirodestilacin de ho>as de Neem

(a%la N05! #esultados =idrodestilacin ho>as deNeem

Aceite 2m96 Etracto acuoso2m96

1 @00

igura N01B! Aceite etraGdo hirodestilacin deho>as de Neem

Etracto acuoso de Eucalipto'l 3inal de la !idrodestilaci$n de las !oas de

eucalipto se o#serv$ la 3racci$n aceitosa de laetracci$n -Mer Bigura (J 1@/, los resultadoso#tenidos se ta#ulan en la siguiente ta#laas deEucalipto

Aceite 2m96 Etracto acuoso2m96

2 2?0

igura N01! Aceite etraGdo hirodestilacin deho>as de Eucalipto

Aceite de semillas de NeemDel proceso con solventes se logr$ etraer un

volumen de @ m" de 3ase aceitosa, sta se guard$en un 3rasco *m#ar y 3ue necesario re3rigerar aAJ& !asta su posterior uso.

igura N01D! ase aceitosa o%tenida a partir desemillas de Neem

Envasado y etiuetado=e reali$ la mecla de los componentes en

agitaci$n constante, el producto 3inal se presenta acontinuaci$na como emulsionante paraevitar +ue !aya una separaci$n de 3ases,terminando el proceso despus de envasar yeti+uetar el producto.

1 C)F()F

9eniendo en cuenta las materias primas,servicios, e+uipos y reactivos utiliados en eldesarrollo a nivel la#oratorio del producto se

presenta un presupuesto aproimado del costo por

unidad del producto, plaguicida %U&'(I) enpresentaci$n de emulsi$n concentrada a unvolumen de 150 m" para un valor unitario de

@

7/23/2019 001-ARTCULO

9/12

Departamento De Ingeniera Qumica, Universidad De Pamplona, 2015

H22,2A

(a%la N0! Costos E+CANEEM

D! 9)CA9I8ACIN *E 9A P9AN(A

%l producto 3inal ser* ela#orado en el municipio

de aguaul u#icado en el departamento de&asanare, a una distancia de 2 m de la capitaldel departamento Lopal y ?G1 m de ogot*. =edestaca por su producci$n arrocera con un 5A.GE-&enso 'rrocero, B%D%'CC6 ulio 2012/ de la

producci$n a nivel nacional, adem*s de contarcon una temperatura promedio de 2R& $ptima

para el cultivo de eucalipto y neem +ue se +uiereimplementar en las onas aledaas a la planta para3acilitar la o#tenci$n de materias primas.

)aterias primas"as !oas de eucalipto utiliadas inicialmente secompraran a la %mpresa Ce3orestadora De la&osta -Ce3ocosta/ =.' u#icada a 5 minutos delmunicipio de Millanueva &asanare con super3iciescultivadas alrededor de 502 !ect*reas de eulaiptoterticornis y pellita-%ucalyptus para la 6rino+uia