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REVISTA QUOR .. .. QUOR ..

ENERO 2015 DIVULGACIÓN CIENTÍFICA

La tecnología de

los plásticos en el

siglo xxi NO EXISTE ESFERA HUMANA QUE NO SE HAYA VISTO BENEFICIADA

GRACIAS A LA UTILIZACIóN DE ESTOS NOTABLES MATERIALES

Historia

Nueva tecnología

Propiedades

Reactividad, resistencia

Obtención y procesos

Fuentes, síntesis

Usos y aplicaciones

nanotecnología, medicina

Impacto ambiental

Plásticos biodegradables

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REVISTA QUOR ..

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05

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Propiedades físicas y químicas

Historia

Obtención y procesos

Usos y aplicaciones

Impacto ambiental

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D esde artículos tan senci-

llos como el mango de

un cuchillo, o el frasco de una

bebida, pasando por la placa

de un celular o las partes de

un avión militar, hasta llegar a

sistemas de radares y nano-

tecnología tan avanzados que

estudiarlos tomarían quizás

varios años. Los plásticos han

pasado a formar una parte

importante de nuestra vida,

apareciendo en lugares y

momentos importantes de la

historia en los últimos años y

cobrando cada vez mas pro-

tagonismo

Cuando Phelan and Collar-

der ofrecieron una recom-

pensa de 10000 dólares

para quien encontrara un

sustituto artificial para el

marfil, jamás imaginaron

que la sustancia inventada

por el químico ingles Ale-

xander Parkes (Parkesina) y

mejorada por el inventor

norteamericano John Wes-

ley Hyatt (celuloide), servi-

ría para mucho, muchísimo

mas que unas bolas de bi-

llar. Quien diría que la

mescla de un material tan

abundante.

HISTORIA DE LOS PLÁSTICOS

John Wesley Hyatt Alexander Parkes

Rollo de película (George Eastman)

incursionando incluso en la

nueva tecnología. Pues si

bien es cierto que hoy en día

vemos al plástico como algo

común, sencillo y relativa-

mente barato. Lo cierto es

que no siempre fue así, des-

de su invención hasta llegar

a ser como hoy lo conoce-

mos, tuvo que pasar por una

larga y tediosa evolución ,

llena de obstáculos, dificul-

tades, intereses y sobre todo

una marcada ambición por

parte de personas y sobre

todo de gobiernos podero-

sos.

como la celulosa disuelta en

alcanfor y etanol, pasaría a

convertirse en un material tan

distribuido que serviría de

soporte para muchas indus-

trias, incluyendo la moda textil

con cuellos y mangas de cami-

sa, e incluso la cinematografía

con rollos para películas, esto

solo por citar un par de ejem-

plos.

Sin embargo a pesar de el

éxito del celuloide, este tenia

una gran debilidad y es que

era fácilmente inflamable,

razón por la cual seria reem-

plazado posteriormente.

01

OH

OH

OH

H

H

OHH

CH2OH

H

OH

CELULOSA

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REVISTA QUOR ..

El químico alemán ga-

nador del premio no-

bel, Adolf von Baeyer,

seria quien en 1872,

daría lugar a una reac-

ción llamada “fenol

formaldehido” y aun-

que el producto obteni-

do (una masa viscosa y

pegajosa) no tuvo ma-

yor relevancia, seria

esta reacción la base

para que el genio belga

ganador del premio

nobel, Leo Baelkeland

“El padre de los plásti-

cos modernos” a tra-

vés de un proceso me-

jorado (calor y presión)

logro en 1907 inven-

tar el

Aparición de la Baquelita

primer producto to-

talmente sintético

“bakelita” .

Con la llegada de este

materia a la industria,

se inicio una nueva

era, en la que se po-

dría fabricar y com-

prar plásticos sin el

temor de que este

pudiera prenderse en

llamas o deformarse

con el tiempo, a esta

clase de plásticos se

les llama termo rígi-

dos, y su composición

molecular evita cual-

quier tipo de estruja-

mientos una vez to-

maron su forma ini-

cial.

Aparte de la celulosa y la

baquelita, existen otros

plástico, cuya aparición

marcaron historia y fue-

ron de vital importancia

en determinado momen-

to, así pues tenemos al

PVC patentado por los

alemanes Klatte y Zacha-

rias en 1912, PTFE o

teflón creada por Roy J.

Plunkett , el Nylon crea-

da por Wallace Hume

Carothers , y al igual que

el anterior, la empresa

DuPont conserva la pa-

tente, el Poliestireno

sintetizada debidamente

por el alemán Hermann

Staudinger, el caucho

formada a través de la

vulcanización creada por

Charles Goodyear, esto

por citar algunos.

Mas Plásticos

Leo Baelkeland

Roy J. Plunkett

Wallace Hume

Radio de bakelita

Sartén de teflón

Paracaídas nylon

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REVISTA QUOR ..

Plásticos del Siglo XXI

En los últimos años el mundo a experimentado avances

importantes en la tecnología, prueba de ellos son las

computadoras, celulares, naves espaciales, etc. Y de la

mano a la electrónica y el conocimiento, ha ido evolucio-

nando el plástico , pues sin este materia y su continua

evolución no hubiera sido posible la construcción de la

gran mayoría de artículos tecnológicos que nos rodean.

A continuación citaremos algunos de los avances mas

importantes, respecto a este material.

Polietileno

Fue sintetizada por primera ves y acci-

dentalmente por el químico alemán

Hans von Pechmann , luego en 1953

Karl Ziegler, ganador del premio nobel,

logro desarrollar una forma eficiente de

sintetizarlo a través de sus catalizadores

de sus catalizadores (catalizadores Zie-

gler-Natta ), las

reacciones para obtener este producto

que además se considera el plástico mas

simple químicamente , podrían

ser: Polimerización por radicales li-

bres, polimerización anióni-

ca, polimerización por coordinación de

iones o polimerización catiónica , produ-

ciendo en cada una de estas, un tipo de

polietileno distinto.

Polipropileno

Varios grupos de investigadores, inclu-

yendo a la empresa DuPont, intentaron

sintetizar el propietileno, sin embargo

el italiano ganador del premio nobel

junto a Ziegler (1963) Giulio Natta en

1954 logro hacerlo exitosamente tam-

bién con catalizadores de Ziegler , y

aunque no fue el primero en sintetizar

dicha molécula, fue el primero en dar

una

estructura que serviría como base de

investigación y de desarrollo. Poste-

riormente la empresa italiana

Montecatini, inicio su comercialización

convirtiendo junto al polietileno, en

los dos plásticos mas utilizados del la

época moderna.

El consumo del polipropileno y polieti-

leno actualmente es de 10 y 60 millo-

nes de toneladas.

Karl Ziegler (1896-1973)

Giulio Natta (1903– 1979)

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REVISTA QUOR ..

Bioplásticos En estos días difícil hablar de modernidad y desarrollo, sin

que este sea sostenible a mediano y largo plazo, y esto

implica directamente al medio ambiente. La investigación

reciente a dado como producto los plásticos biodegradables

como el ácido poliláctico , el Plastarch Material o Poli-3-

hidroxibutirato, los cuales tienen un tiempo de degrada-

ción relativamente corto y evitan la contaminación en aguas

y tierra.

Para determinar si un plástico es

biodegradable, existe norma euro-

pea UNE 13432 , de la cual quizá

los requisitos mas importantes

son: que el material de degrade

naturalmente en un tiempo me-

nos a 6 meses y que este no sea

toxico y no contamine el humus

de la tierra ni las aguas. Empresas

como NEC y Fujitsu han imple-

mentado los Bioplásticos en mate-

riales cotidianos como bolsas y

recipientes.

Además de los plásticos biode-

gradables, también se han

desarrollado plásticos no bio-

degradables, pero que son

producidos a partir de de ma-

terial orgánico (vegetal) como

el PA-11 (poliamida 11 ) o el

polietileno que en su totalidad

es obtenido a partir de la caña

de azúcar. No se puede ha-

blar de esta industria como

sostenible pues la materia

prima, tiene otros destinos

principales, como la alimenta-

ria.

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REVISTA QUOR .. 05

Las propiedades de los plásticos deben en gran parte a su estructura molecular, estas enormes moléculas pueden ser lineales,

ramificadas o entrecruzadas, que influyen en sus propiedades.

En general, los polímeros tienen una muy buena resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen.

Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases. Las

más comunes son las Fuerzas de Van der Waals.

DENSIDAD

Rango de densidades relativamente bajo (0.9-2.3g/cm3)

Entre los plásticos de mayor consumo se encuentra el polietileno (PE) y

el polipropileno (PP), ambos con densidad inferior al agua.

En comparación con densidades de metales de alta utilización como el

del aluminio (2.7g/cm3) o el acero (7.8g/cm3) son muy bajas.

La densidad tan baja de los plásticos se debe

fundamentalmente a dos motivos: los áto-

mos que componen los plásticos (C, H, O y

N), son ligeros, y las distancias medias de los

átomos dentro de los plásticos son relativa-

mente grandes.

PERMEABILIDAD A LOS GASES

Problema en envase y embalaje o en tanques de combustible.

Por ejemplo para contener bebidas carbonatadas como la cerveza o la cocacola, se desea que la permeabilidad al CO2 sea muy

baja, para no perder el gas.

En envases para contener carnes, frutas o verduras, nos interesa que la permeabilidad al oxigeno sea alta.

Hay ocasiones donde las características sean contrapuestas, en cuyo caso debemos acudir a estructuras multicapa, que son mu-

cho mas eficientes pero mas difícil reciclables.

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REVISTA QUOR .. 06

ENVEJECIMIENTO CLIMATICO

Efecto de UV, IR, ozono, polución, erosión causada por la lluvia,

ciclos de temperatura, sobre los plásticos.

La energía UV es suficiente para romper enlaces químicos, de-

gradando el plásticos.

Se hace uso de aditivos o estabilizantes (negro de humo y dióxi-

do de titanio), para evitar la degradación.

Lo mas resistentes a los UV: resinas acrílicas y PVC

Lo menos resistentes a los UV: PS, PP, PE.

Oxidación: reacción con el oxigeno de la atmosfera: amarillea-

miento, reticulación (endurecimiento y perdida de brillo de la

superficie), disminución de resistencia al impacto.

RESISTENCIA QUIMICA

Interacción con los líquidos: naturaleza física.

Combustibles, aceites, grasas y disolventes orgánicos provocan hinchamiento, reblandecimiento y disolución del plásticos.

La mayoría de los plásticos resisten soluciones acuosas de ácidos y bases débiles y sales (salvo el Nylon)

Ácidos oxidantes concentrados degradan los plásticos alterando la estructura química original, provocando una decoloración

y fragilización del material.

Los plásticos cristalinos tienen mayor resistencia que los amorfos: PEEK, PPS

ABSORCION DE AGUA

Inestabilidades dimensionales y variación de propiedades.

El nylon que es un material higroscópico, disminuye su resistencia.

GOTAS DE AGUA SOBRE EL NYLON

FISURACION BAJO CARGA EN MEDIO TEN-SOACTIVO

Tensiones pueden ser internas o aplicadas.

Puede ser que los líquidos no ataquen químicamente al plásti-

co , sino que penetran en defectos superficiales y reducen la

energía superficial.

SABIAS QUE: El plástico que menos

depende del petróleo es el PVC (Cloruro de

Polivinilo); solo 43% de su molécula deriva

de el; el otro 57%, de la sal.

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Obtención o fabricación del plástico

El plástico es considerado un material polimérico orgánico (compuesto por moléculas orgánicas gigantes) que puede defor-

marse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen

natural, por ejemplo la celulosa, cera y el caucho (hule) natural o sintéticas, como el polietileno y el nylon.

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis

del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plás-

tico hasta su forma definitiva.

Materias primas

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir

de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el

furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y deriva-

dos del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de

los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la produc-

ción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el

agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ri-

cino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados

del petróleo.

Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como

abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de

petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de

materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polime-

rización. Los dos métodos básicos de polimerización son las

reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos

pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimeriza-

ción en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo gene-

ral en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también

algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la

polimerización en disolución se forma una emulsión que se

coagula seguidamente. En la polimerización por interfase

los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la

polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líqui-

dos.

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REVISTA QUOR ..

Aditivos

Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes prote-

gen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo

protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pig-

mentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos

se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de

vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los me-

tales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran

tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado: Procesos para el plástico

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, tempera-

tura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o

semicontinuos.

Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico

a través de un molde con la forma deseada. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por so-

plado o moldeo por inyección.

Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y

el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra

técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia

a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales.

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Técnicas de Moldeo de los Plásticos El moldeo de los plásticos consiste en dar las formas y medidas deseadas a un plástico por medio de un molde. El molde es una

pieza hueca en la que se vierte el plástico fundido para que adquiera su forma. Para ello los plásticos se introducen a presión

en los moldes. En función del tipo de presión, tenemos estos dos tipos:

Moldeo a Alta Presión

Se realiza mediante máquinas hidráulicas que ejercen la presión suficiente

para el moldeado de las piezas. Básicamente existen tres tipos: compre-

sión, inyección y extrusión.

Compresión:

En este proceso, el plástico en polvo es calentado y com-

primido entre las dos partes de un molde mediante la

acción de una prensa hidráulica, ya que la presión reque-

rida en este proceso es muy grande.

Este proceso se usa para obtener pequeñas piezas de ba-

quelita, como los mangos aislantes del calor de los reci-

pientes y utensilios de cocina.

Inyección:

consiste en introducir el plástico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. En el interior del cilindro hay un torni-

llo sinfín que actúa de igual manera que el émbolo de una jeringuilla. Cuando el plástico se reblandece lo suficiente, el tor-

nillo sinfín lo inyecta a alta presión en el interior de un molde de acero para darle forma. El molde y el plástico inyectado se

enfrían mediante unos canales interiores por los que circula agua. Por su economía y rapidez, el moldeo por inyección re-

sulta muy indicado para la producción de grandes series de piezas. Por este procedimiento se fabrican palanganas, cubos,

carcasas, componentes del automóvil, etc.

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REVISTA QUOR ..

Extrusión:

Consiste en moldear productos de manera continua, ya

que el material es empujado por un tornillo sinfín a través

de un cilindro que acaba en una boquilla, lo que produce

una tira de longitud indefinida. Cambiando la forma de la

boquilla se pueden obtener barras de distintos perfiles.

También se emplea este procedimiento para la fabricación

de tuberías, inyectando aire a presión a través de un orifi-

cio en la punta del cabezal. Regulando la presión del aire

se pueden conseguir tubos de distintos espesores.

Moldeo a Baja Presión

Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la

aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde. Se

emplean, básicamente, dos procedimientos:

El primero consiste en efectuar el vacío absorbiendo el aire

que hay entre la lámina y el molde, de manera que ésta se

adapte a la forma del molde. Este tipo de moldeado se em-

plea para la obtención de envases de productos alimenticios

en moldes que reproducen la forma de los objetos que han

de contener.

El segundo procedimiento consiste en aplicar aire a presión

contra la lámina de plástico hasta adaptarla al molde. Este

procedimiento se denomina moldeo por soplado, como el

caso de la extrusión, aunque se trata de dos técnicas total-

mente diferentes. Se emplea para la fabricación de cúpulas,

piezas huecas, etc.

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REVISTA QUOR ..

PLÁSTICOS USOS Y APLICACIONES

EL USO DE LOS PLÁSTICOS EN NUESTRAS VIDAS..

El plástico es un material que se

empezó a usar en el siglo pasa-

do y debido a la enorme canti-

dad de usos que tiene se ha

difundido en todo el mundo en

cuestión de pocos años. A día

de hoy, es casi imposible imagi-

nar el mundo sin plásticos. Mu-

chos de los objetos que usamos

están cubiertos por plástico.

El gran éxito de los materiales plásticos se debe a sus propieda-

des, que han revolucionado la industria del siglo XX. El plástico

tiene su origen en polímeros, es decir, largas cadenas de car-

bono que son moldeadas con una forma determinada al aplicar

calor y presión. Algunas de las características más importantes

del plástico desde un punto de vista industrial es que es barato

de producir, fácil de trabajar y de moldear.

El uso de los plásticos está muy difundido actualmente y

debido a esto la producción de este material alcanza cifras

récord. Por ello es más importante que nunca hacer un

uso responsable del plástico. Las campañas de reciclaje

buscan educar a la población en hábitos beneficiosos para

el medio ambiente. Debido a la gran cantidad de plástico

que se produce es necesario procesar los residuos de for-

ma adecuada.

Los plásticos se han difundido por todo el mundo y han

cambiado para siempre la vida de las personas. Gran par-

te del plástico se puede reciclar, lo necesario para llevar a

cabo este proceso es la colaboración de los usuarios, los

ciudadanos. Los gobiernos también deben de invertir en

el reciclaje para no dañar al medioambiente por el uso de

plásticos. Hay que tener en cuenta que si perjudicamos al

medioambiente perdemos todos.

11

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REVISTA QUOR ..

CLASIFICACIÓN DE LOS

PLÁSTICOS

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REVISTA QUOR ..

QUOR

PLÁSTICOS EN LA MEDICINA Una de las ventajas de los plásticos en la

medicina es su coste relativamente bajo en

comparación con el vidrio y materiales me-

tálicos. Asimismo, no se rompen como el

cristal, pero son fuertes y flexibles. Las resi-

nas más utilizadas en plásticos médicos son

cloruro de polivinilo (PVC), polietileno, poli-

propileno y poliestireno. Pero policarbona-

tos, poliuretanos, poliamidas, elastómeros y

termoplásticos están encontrando aplica-

ciones especializadas en productos sanita-

rios, especialmente cuando se requiere un

alto rendimiento. El uso de los plásticos ha

revolucionado el campo de la medicina ha-

ciendo que los procedimientos resulten más

seguros y más simples para los pacientes.

La incorporación de plástico en la medicina

moderna ha aumentado de manera constante

en la última década. Los plásticos han contri-

buido a una reducción en los costos médicos,

enfermedades infecciosas y el manejo del do-

lor. Polímeros de alta tecnología se utilizan

para crear nuevas y mejoradas extremidades

artificiales y dispositivos de administración

desechables de plástico han tenido éxito en la

reducción del riesgo de infección para los pa-

cientes. Los pacientes se benefician directa-

mente del uso de plástico con más vidas salva-

das, mejorando y prolongando su vida debido

a su uso. La atención médica moderna sería

imposible sin los productos médicos plásticos

como jeringas desechables, bolsas de sangre

por vía intravenosa y las válvulas del corazón,

etc. Los envases plásticos son especialmente

adecuados para aplicaciones médicas, gracias

a sus excepcionales propiedades de barrera,

peso ligero, bajo costo, durabilidad, transpa-

rencia y compatibilidad con otros materiales.

Los plásticos acrílicos ha alcanzado su mayor empleo en el

campo de la aeronáutica. Poco tiempo antes de la segunda

guerra mundial, este tipo de plásticos fue empleado en la

construcción de ventanas, en reemplazo del vidrio y de otros

materiales menos estables. Ello fue posible gracias a su

transparencia, su gran resistencia al choque y su ligero peso.

Su fácil maleabilidad ha hecho que se lo emplee en torres de

observación y los técnicos han encerrado la antena de radio

con plásticos acrílicos, pues se ha comprobado que no inter-

fieren con las ondas. Estos plásticos transmiten la luz con la

eficiencia que oscila entre el 90 y el 93 por ciento, mientras

que el vidrio, lo hace con un máximo del 83 por ciento. Asi-

mismo, su peso específico es de 1,2 siendo el del vidrio 2,5.

como su resistencia al impacto es muy buena, se obtiene una

mayor visibilidad al no exigir marcos robustos.

PLÁSTICOS EN AERONAUTICA AIMPLAS desarrolla nuevas tecnologías de reciclado y

purificación para obtener plásticos de mayor valor y

con más aplicaciones.

El Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS) acaba de

completar un proyecto que ha permitido el desarrollo de

nuevos procesos de reciclado y la mejora de los existentes,

para aumentar el porcentaje de plástico post consumo apro-

vechable y para incrementar el número de aplicaciones de

los materiales reciclados. Gracias a ello, no solo se estará

reduciendo el impacto ambiental de la industria del plástico,

sino que también se reducirán los costes de producción de

las empresas que sustituyan el plástico virgen por plástico

reciclado de mayor calidad que los obtenidos hasta ahora.

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REVISTA QUOR ..

ACTUALIDAD

Dióxido de carbono, nuevo material pa-

ra la fabricación de plásticos

La investigación de Bayer Material Science sobre el dióxido de

carbono como una nueva materia prima para la fabricación

de plásticos está produciendo más resultados. Usualmente,

los plásticos y sus componentes se basan en su totalidad en

petróleo; sin embargo, en pruebas de laboratorio, la compa-

ñía ha logrado reducir significativamente la necesidad del

petróleo en el nivel precursor, a través de la incorporación del

dióxido de carbono. El nuevo proceso también amplía el ran-

go de plásticos que se pueden producir utilizando este gas.

De esta manera, la tecnología usa gas de efecto invernadero

para producir un componente importante para espumas de

poliuretano de alta calidad con fines de uso comercial. La pro-

porción de petróleo en este químico es 80%.

TECNOLOGÍA

Plásticos conductores eléctricos

La conductividad eléctrica de un plástico se puede incre-

mentar notablemente con la incorporación de nanomate-

riales (nanopartículas, nanofibras de carbono y nanotubos

de carbono, principalmente) con propiedades conductoras.

En este sentido, existen avances significativos en la incor-

poración de nanotubos de carbono en matrices plásticas.

Científicos de la AFRL (Air Force Research Laboratory) han

desarrollado un método para dispersar adecuadamente

nanofibras de carbono en materiales poliméricos. De esta

manera, la nanotecnología permite combinar materiales

con propiedades diferentes a escala nanométrica, dando

lugar a nuevos materiales con propiedades revolucionarias.

La adición de nanofibras de carbono a un material polimé-

rico permite mejorar la estabilidad dimensional, la resis-

tencia a la abrasión, la conductividad térmica y eléctrica y

las propiedades tribológicas. Esta tecnología logra transfor-

mar prácticamente cualquier plástico en un material multi-

funcional capaz de transportar o disipar una cantidad signi-

ficativa de carga eléctrica.

Los plásticos han permitido convertir tierras aparentemente improductivas en

modernísimas explotaciones agrícolas. Ejemplo de ello es la provincia de Al-

mería, que de una agricultura de subsistencia ha pasado a contar con una gran

concentración de invernaderos que la hacen modelo del desarrollo agrícola en

muchas partes del mundo.

El plástico en agricultura se utiliza en invernaderos, macrotúneles, microtúne-

les, acolchados, mallas, en el control de plagas (plásticos fotoselectivos), en el

control de enfermedades (solarización), en el riego, etc.

PLÁSTICOS EN LA AGRICULTURA

Ampliando conocimientos

Celulosa: La celulosa es una cadena muy larga

de un polímero. Se encuentra en la madera, con

un 50%, aunque es el algodón , con un 90% de

celulosa, el ser vivo que mas contenido tiene.

Caucho: El caucho es un polímero muy

elástico, que se obtiene de una emulsión

lechosa ( látex) en la savia de ciertas plan-

tas, como el diente de león.

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PLÁSTICOS IMPACTO AMBIENTAL Los plásticos son muy útiles y diversos, sin embargo, los residuos plásti-

cos (RP) generan diferentes impactos ambientales. La preocupación am-

biental por los RP es creciente. Gira en torno a 4 elementos fundamenta-

les: la degradación lenta de los plásticos, la producción de diferentes pro-

ductos plásticos es creciente, al igual que la generación de residuos; su

principal materia prima es no renovable, el petróleo; y algunos de los

químicos utilizados para producir los plásticos son tóxicos. Estas externa-

lidades no son internalizadas. Como lo plantea Leff (2005), los impactos

descritos a continuación no pueden ser valorados de acuerdo a criterios

económicos exclusivamente, no obstante, hay un desconocimiento de la

resilencia, regeneración y recuperación de los ecosistemas afectados por

los RP.

A nivel mundial el principal impacto ambiental de los RP es la contamina-

ción de los océanos y mares. Es un impacto acumulativo que se presenta

a largo plazo y cubre gran cantidad de espacios de todo el planeta. Se

han encontrado cantidades substanciales de RP contaminando los hábi-

tats marinos desde los polos hasta el ecuador, desde costas remotas in-

habitadas hasta costas altamente pobladas y áreas profundas del océano

(Barnes, Galgani, Thomson & Barlaz, 2009; Barnes, 2005). El bajo peso del

plástico, que es una ventaja en las etapas de distribución y consumo del

producto plástico, se convierte en una problemática ambiental cuando

los RP navegan por corrientes subterráneas, ríos, mares y océanos.

15

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REVISTA QUOR ..

BISFENOL A

16

La presencia de los RP representa una

amenaza para la biodiversidad marina.

Los animales se enredan con estos, y pue-

den resultar heridos, inmóviles o muer-

tos. Los RP se acumulan de manera que

con el movimiento de las olas golpean los

corales y los fracturan. Los plásticos se

terminan fragmentando en el ambiente y

como consecuencia pueden ser ingeridos

por diferentes especies que los confun-

den con comida (Barnes et al., 2009). Esto

puede significar la muerte instantánea

por ahogamiento o afectar internamente

el organismo del animal. Se sabe que al

menos 267 especies se han enredado o

han ingerido estos residuos, incluyendo

pájaros, tortugas, focas, leones marinos,

ballenas y pescados (Allsopp, Walters,

Santillo & Johnston, 2006). Además, hay

una alta posibilidad que los plásticos pue-

den transportar y liberar contaminantes

al ambiente y la vida animal. Se sospecha

que al ingerir los residuos se podrían

transferir químicos tóxicos a los organis-

mos. En el caso de los rellenos sanitarios,

los aditivos y elementos constitutivos

pueden ser liberados e introducidos al

ambiente (Teuten et al., 2009). Para obte-

ner los diferentes tipos de plásticos, se

agregan diferentes aditivos químicos du-

rante su fabricación, como retardantes de

flama, estabilizadores, antioxidantes y

otros químicos como antimicrobiales.

Hay una preocupación que los aditivos

químicos peligrosos puedan ser transferi-

dos a los humanos, como el caso del Bis-

fenol A (Thompson, Swan, Moore & Saal,

2009)

CH3

CH3

HO OH

En el caso del poliestireno (icopor), adi-

cionalmente a los daños ocasionados al

ambiente por los CFC, se cuestiona su

uso en elementos que entran en contac-

to con productos de consumo humano,

al estar hecho de benzeno, un conocido

cancerígeno; y de estireno un neurotóxi-

co y posiblemente cancerígeno. En agos-

to de 1990 el Instituto para la Autono-

mía Local (Institute for local self-

reliance) señaló que los contenedores

de poliestireno para comida y bebidas

eran una amenaza para la salud huma-

na. El proceso de manufactura del poli-

estirieno no es 100% eficiente, por lo

que contiene residuos de estireno. A

esto, se le suma que el estireno es solu-

ble en aceite y etanol, sustancias que

están en las bebidas alcohólicas y en la

comida, por lo que existe el riesgo que

haya migración de los químicos del plás-

tico al alimento, riesgo que aumenta

cuando aumenta la temperatura

(aumento a 20°C), como al calentar los

productos en el microondas o servir una

bebida caliente. La industria del poliesti-

reno respondió un año después a las

acusaciones, señalando que efectiva-

mente si era cierto que pequeñas canti-

dades de estireno pueden migrar a la

comida, pero que no significaban un

riesgo para la salud humana (Technical

Committee of the Styrene Information

an Research Center, 1991). Aseguran,

que las afectaciones causadas por el

estireno son similares a tomar excesiva-

mente alcohol, pero los efectos son

temporales y después de discontinuar el

uso hay recuperación, argumento cues-

tionable, debido a que el alcohol es per-

judicial para la salud, así sus efectos

notorios sean pasajeros.

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REVISTA QUOR .. 17

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El PVC también ha sido cuestionado por sus impactos a la salud huma-

na y al ambiente, de acuerdo a su ciclo de vida. Para obtener el cloruro

de polivinilo se requiere gas de cloro, usando el 40% de la producción

mundial del mismo, unos 16 millones de toneladas. El PVC es el res-

ponsable del mayor volumen de producción de organoclorados, una

clase de químicos que están siendo analizados desde la última década

por sus riesgos inusualmente severos que tienen (Thornton, 2002). Los

organoclorados son formados y liberados al ambiente por accidente a

lo largo del ciclo de vida del PVC. En la producción, al generar la sínte-

sis del dicloruro de etileno y el monómero de cloruro de vinilo, se libe-

ran alrededor de un millón de toneladas al año de residuos peligrosos

ricos en cloro. El riesgo aumenta si el producto sufre de alguna incine-

ración, riesgo que se corre por incendios en las construcciones, al ser

incinerado con otros residuos o en el reciclaje por combustión. Los

subproductos que genera la producción del PVC son altamente persis-

tentes, bioacumulativos y tóxicos. Persistentes por resistirse a la de-

gradación natural y desplazarse por el viento y el agua, llegando a zo-

nas donde no fue producido. Se bioacumulan en el sentido de que en

la cadena alimenticia van acumulándose y aumentando a medida que

el animal pequeño es comido por el grande. La toxicidad de los aditi-

vos y los subproductos que se liberan en la producción de PVC gene-

ran daños en la salud como cáncer, ruptura del sistema endocrino,

alteración reproductiva, defectos de nacimiento, supresión del siste-

ma inmune y son neurotóxicos (Thornton, 2002).

Recuperación de los residuos plásticos

Se han desarrollado a nivel mundial diferentes técnicas

para reciclar los RP, disminuyendo sus impactos negati-

vos y la demanda de materias primas vírgenes. Aun-

que, hay que recordar que el reciclaje de plásticos tie-

ne restricciones, por lo que, no es la única solución

para el problema ambiental.

Los diferentes métodos de reciclaje de plásticos son:

primario, secundario, terciario y cuaternario (Arandes,

Bilbao & López, 2004). El reciclaje primario consiste en

obtener un producto con similares propiedades físicas

y químicas al material original. Este tipo de reciclaje se

logra con los residuos posindustriales, que no se han

contaminado aún con otros elementos y son un mate-

rial homogéneo, lo que permite obtener productos de

buena calidad y de manera rentable.

El reciclaje secundario o mecánico convierte el plástico

en otros artículos con propiedades que son inferiores a

las del polímero original. Este generalmente ocurre

cuando se reciclan residuos pos consumo, que vienen

mezclados y contaminados, aunque igual que en el

reciclaje primario se utilizan termoplásticos. Para este

proceso se requiere separar, triturar, limpiar y conver-

tir en materia prima con diferentes procesos como la

extrusión, inyección, compresión, entre otros. Debido

a que el material va perdiendo propiedades a medida

que es reciclado, se le agregan más aditivos para que

la calidad del material sea aceptable.

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REVISTA QUOR .. 18

Para los rellenos no se ha presentado datos que soporten

una completa biodegradación en los ambientes anaeróbicos.

En condiciones climáticas áridas con exposición al calor y luz

solar, los aditivos oxo-biodegradables aceleran la fragmenta-

ción tradicional de los polímeros. Sin embargo, la fragmenta-

ción no es señal de biodegradación y no hay datos que mues-

tren por cuánto tiempo los fragmentos se mantienen en los

suelos o en el agua (BPI, 2010).

El reciclaje terciario es un cambio químico en el polímero,

que lo convierte nuevamente en hidrocarburo, que pueden

ser materias primas para adquirir nuevamente plásticos o ser

utilizados en opciones de la industria petroquímica. Para rea-

lizar el reciclaje terciario los métodos pueden ser químicos o

térmicos. En el reciclaje cuaternario, los RP son usados como

combustible con el objeto de reciclar la energía, no el mate-

rial. El vapor es aprovechado como fuente calórica. Este pro-

ceso tiene la ventaja de reducir el espacio ocupado en los

rellenos sanitarios y la posibilidad de utilizar diferentes tipos

de residuos, lo que no requeriría de la separación. Sin embar-

go, genera contaminación atmosférica y representa una gran

inversión monetaria.

Los plásticos son cuestionados por su relativo extenso tiempo

de degradación y una alta tasa de producción de residuos. A

nivel mundial, la industria ha desarrollado diferentes tecnolo-

gías y alternativas para que el plástico acelere su proceso de

degradación y se biodegraden. La biodegradación consiste en

degradar un material con hongos, bacterias y otros microor-

ganismos, para obtener dióxido de carbono, metano, com-

puestos inorgánicos, agua y biomasa. Los polímeros se con-

vierten en biodegradables en ambientes aerobios como el

compostaje o en el agua; o en ambientes anaerobios, como

en los rellenos sanitarios. En condiciones aerobias, el carbono

es oxidado biológicamente a dióxido de carbono dentro de la

célula liberando energía que es aprovechada por los microor-

ganismos. Bajo condiciones anaerobias se produce CO2 más

metano. La biodegradación que se da en los rellenos genera

emisiones de metano que contribuyen al cambio climático

(BPI, 2010;Platt, s.f).

Uno de los productos biodegradables más conocidos, son los

oxo-biodegradables. La biodegradación de estos consiste en

la introducción de metales (cobalto, manganeso, magnesio,

hierro, zinc, entre otros) que en teoría fomenta la oxidación y

rompe la cadena del plástico cuando se expone al calor, aire o

luz. Al romper la cadena los microorganismos encontrados en

los sitios de disposición final se alimentarían del material.

Biodegradación de los plásticos