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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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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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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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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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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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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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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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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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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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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.
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CLASIFICACIÓN DE LOS
PLÁSTICOS
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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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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.
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BISFENOL A
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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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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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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