Desarrollo y evaluación de una bebida en cápsulas biodegradables

PROYECTO TRANSVERSAL

INTEGRANTES:

-Angie Torres Gómez

-Luciana Ochoa Villa
-Luisangell Fajardo San Miguel

-Thomas Castellanos Montoya
-Isabella Álvarez Parada

                                          Instituto Santa Teresita de Floridablanca

Química, Biología y Matemáticas, grado once

Erika Ariza, Irina Varon y Juan Joya

4-08-2026

Contenido

INTRODUCCIÓN        3

2. ESTADO DEL ARTE        5

2.1. Panorama global de la contaminación por plásticos        5

2.2. Evolución histórica del envasado de líquidos        7

2.3. Alternativas emergentes: el caso Ooho de Notpla        8

2.4. Fundamento científico: la esferificación        9

2.5. Materias primas: de lo fósil a lo renovable        9

2.6. Procesos de manufactura: del moldeo por soplado a la esferificación        10

2.7. Marco regulatorio y sanitario        11

2.8. Viabilidad económica y evidencia de mercado        12

2.9. Aplicaciones y oportunidades: el caso de la Maratón de Londres        13

2.10. Vacío investigativo y oportunidad para AquaCaps        14

OBJETIVO GENERAL        15

OBJETIVOS ESPECÍFICOS        15

1. INTRODUCCIÓN

La contaminación causada por los plásticos de un solo uso representa uno de los principales problemas ambientales de la actualidad, debido a la gran cantidad de residuos que generan y a su impacto sobre los ecosistemas. Esta situación ha impulsado la búsqueda de alternativas sostenibles que reduzcan el uso de envases plásticos y promuevan un consumo más responsable. Según Notpla (s. f.), los envases elaborados con materiales de origen vegetal pueden consumirse junto con el agua o biodegradarse de forma natural en poco tiempo, reduciendo significativamente el impacto ambiental en comparación con las botellas plásticas convencionales. En este contexto, surge la necesidad de desarrollar productos que, además de responder a una problemática ambiental, sean económicamente viables y accesibles para los consumidores colombianos. Por ello, resulta fundamental analizar aspectos como los costos de producción, los materiales requeridos, el precio de venta y las posibles ganancias que podría generar una propuesta de este tipo.

En este contexto surge AquaCaps, un proyecto que propone una bebida hidratante en cápsulas comestibles y biodegradables, elaboradas mediante el proceso de esferificación con alginato de sodio y solución de calcio. Además de ofrecer una alternativa ecológica a las botellas plásticas, incorpora sabores naturales como fresa, limón y naranja, con el propósito de brindar una opción innovadora, funcional y amigable con el medio ambiente.

Sin embargo, más allá del reto ambiental, existe una problemática financiera que no puede ignorarse: la viabilidad económica de los materiales biodegradables está condicionada por factores como los costos de producción, la demanda del mercado y los marcos regulatorios, históricamente el precio de los bioplásticos ha sido más alto que el de los plásticos convencionales. A esto se suma que el aumento de los costos de producción y de materias primas frena la expansión del mercado, pues los polímeros biodegradables suelen requerir infraestructura y procesamiento especializados, lo que representa una barrera de entrada para emprendimientos pequeños como el que se plantea en este trabajo. Por lo tanto, antes de posicionar en el mercado colombiano una alternativa como AquaCaps, es indispensable determinar si el modelo de negocio es sostenible en el tiempo, es decir, si los costos de producción permiten fijar un precio competitivo y, al mismo tiempo, generar un margen de ganancia razonable para quien emprende.

Frente a esta problemática, el presente proyecto propone una solución que se aborda desde dos frentes complementarios: uno bioquímico y otro financiero. Desde el punto de vista bioquímico, el producto se basa en la técnica de esferificación, mediante la cual el alginato de sodio, un compuesto obtenido de algas pardas, que interactúan con una solución de calcio para formar una membrana biodegradable capaz de contener agua en su interior. De esta manera, se obtiene una cápsula natural y comestible que puede utilizarse como alternativa a los envases plásticos convencionales y que, al ser desechada, puede degradarse de forma natural.

Desde el punto de vista financiero, la solución se sustenta en un análisis de costos y rentabilidad que permita evaluar la viabilidad real del proyecto en el contexto colombiano. Este análisis contempla, de manera general, la identificación de los costos de materia prima (alginato de sodio, cloruro de calcio, agua y los sabores naturales de fresa, limón y naranja), los costos de producción y mano de obra, la definición de un precio de venta competitivo frente a las botellas plásticas tradicionales, y la proyección de ingresos y márgenes de ganancia que permitan determinar el punto de equilibrio del negocio. De esta manera, el proyecto no solo busca ofrecer una alternativa ambientalmente responsable frente a los plásticos de un solo uso, sino también demostrar que AquaCaps puede ser una propuesta financieramente sostenible y accesible para el mercado colombiano.

1. 2. ESTADO DEL ARTE

1. 2.1. Panorama global de la contaminación por plásticos

La contaminación por plásticos constituye uno de los principales problemas ambientales actuales debido al elevado volumen de producción, consumo y generación de residuos. De acuerdo con el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA, 2023), la humanidad produce más de 430 millones de toneladas de plástico al año y aproximadamente dos terceras partes corresponden a productos de corta duración que rápidamente se convierten en residuos. Además, los envases representan una de las principales fuentes de residuos plásticos debido al uso frecuente de recipientes destinados a contener alimentos y bebidas (PNUMA, 2023).

La magnitud de este problema también puede observarse en el crecimiento de la producción mundial de plástico. Los datos recopilados por Our World in Data muestran un aumento considerable de la producción de plástico a lo largo de las últimas décadas, lo que evidencia la expansión de su utilización a nivel mundial.

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Figura 1. Producción mundial de plástico a lo largo del tiempo. Nota. Tomado de Our World in Data (s. f.), con datos de Geyer et al. (2017).

El incremento de la producción de plástico también se relaciona con una mayor generación de residuos. De acuerdo con Our World in Data, la cantidad de residuos plásticos generados mundialmente ha aumentado de manera significativa, lo que representa un desafío para los sistemas de recolección, tratamiento y reciclaje.

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Figura 2. Generación mundial de residuos plásticos. Nota. Tomado de Our World in Data (s. f.), con datos de Cottom et al. (2024).

Si las tendencias actuales continúan, el problema podría intensificarse durante las próximas décadas. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) proyecta un crecimiento importante de la generación de residuos plásticos hacia 2060, especialmente si no se implementan políticas que reduzcan la producción y mejoren la gestión de los residuos (OECD, 2022).

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Figura 3. Proyección mundial de la generación de residuos plásticos hasta 2060. Nota. Tomado de OECD (2022).

Esta situación ha impulsado la búsqueda de alternativas que permitan reducir la dependencia de los envases plásticos convencionales. En este contexto, han surgido investigaciones y desarrollos empresariales orientados hacia materiales biodegradables y sistemas de envasado que reduzcan la generación de residuos sin perder la funcionalidad necesaria para proteger y transportar los productos. El desarrollo de estas alternativas resulta especialmente relevante para las bebidas, debido al uso extendido de botellas y otros recipientes de un solo uso (PNUMA, 2023).

Además de la cantidad de plástico producida, su distribución geográfica permite observar la magnitud de la industria. Los datos de Plastics Europe presentados por Merca2.0 muestran que Asia concentra una proporción importante de la producción mundial de plástico, lo que evidencia la dimensión global de esta industria.

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Figura 4. Distribución de la producción mundial de plástico por regiones. Nota. Tomado de Merca2.0 (2025), con datos de Plastics Europe.

COLOCAR QUE EL PRODUCTO ES LA MITIGACIÓN AL PROBLEMA

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