Polímeros y Plásticos: Tipos, Propiedades y Procesos de Fabricación

Polímeros y la Polimerización

La polimerización es un proceso químico por el que se obtienen moléculas gigantes, denominadas polímeros, mediante la incorporación sucesiva de centenares o miles de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

Los plásticos son materiales sintéticos que se obtienen mediante el proceso de polimerización a partir de compuestos extraídos del petróleo, carbón y gas natural.

Tipos de Plásticos

• Termoplásticos: Plásticos que al calentarse se ablandan y al enfriarse se vuelven a endurecer. Ejemplo: PVC (policloruro de vinilo) con el que se fabrican cañerías y policarbonato.
• Termoestables: Plásticos que cuando se calientan por primera vez se ablandan y se les puede dar forma, pero después de enfriarse, no vuelven a alterar su forma al calentarse. Ejemplo: la resina utilizada para aislamientos eléctricos, recubrimientos de barcos y aviones, mangos de sartenes.
• Elastómeros: Plásticos con capacidad para deformarse y recuperar después su forma inicial. Ejemplo: neopreno o caucho.
• PS: Termoplástico elástico con buena resistencia mecánica, térmica y eléctrica. Ejemplo: carcasas del menaje doméstico, partes de un automóvil.

Propiedades de los Plásticos

• Resisten muy bien a los esfuerzos a los que se les somete, como estiramientos o presiones.
• Aislantes de la electricidad.
• Tienen buena resistencia a los ácidos y disolventes.
• Son impermeables.

Plásticos Commodities

Se llaman así a los plásticos que se producen en elevadas cantidades debido a sus múltiples aplicaciones en el mercado. Tienen un código numérico que permite su identificación y facilita la separación para su posterior reciclado.

• PET (Polietilentereftalato): Plástico totalmente reciclable con alta transparencia y resistencia, con usos alimentarios. Ejemplo: botellas y garrafas.
• PEAD (Polietileno de alta densidad): Plástico moldeable de baja permeabilidad y alta resistencia química, física y térmica. Ejemplo: recubrimientos, cerramientos y conducciones.
• V (Vinilo): Plástico más versátil, se fabrica duro para perfiles, tubos, envases, contenedores, juguetes y zapatos.
• PEBD (Polietileno de baja densidad): Plástico translúcido con buena resistencia térmica y química, muy flexible (más que el PEAD). Ejemplo: bolsas, embalajes, empaquetados, forros o aislantes.
• PP (Polipropileno): Termoplástico con alta resistencia a temperaturas extremas, al impacto y aislamiento. Neutro, antiolores y sabores. Para uso alimentario. Ejemplo: pajitas de bebida, envases de agua, además se utiliza en la fabricación de tornillos y arandelas.

Procesos de Transformación de Plásticos

Hay muchos procesos para transformar las materias primas en productos acabados o semiacabados.

• Extrusión: Utilizado para la fabricación de tuberías, rieles de cortinas y planchas.
• Inyección: Para productos de industria automovilística, carcasas de electrodomésticos (secadores, aspiradoras…). Las máquinas de inyección se componen de plastificación y cierre.
• Soplado: Para la fabricación de cuerpos huecos y consiste en fabricar primero un material tubular y luego modificar su forma mediante la introducción de aire en su interior. Tiene dos variantes:
  1. Extrusión soplado
  2. Inyección soplado
• Laminado: Se emplea en la elaboración de láminas de plástico y tiene 2 variantes:
  1. Laminado de extrusión
  2. Calandrado
• Espumación: Introducción de aire u otro gas dentro de una masa de plástico, de modo que se generen burbujas dentro de ella de forma permanente. Esto aumenta el volumen y reduce su densidad. Se utiliza en la fabricación de espumas en colchones, aislamientos térmicos y acústicos, esponjas.
• Moldeo por compresión: El material en forma de gránulos o de polvo se introduce en un molde y se comprime con un contramolde al mismo tiempo que se aporta calor. Se consigue que el plástico forme una red rígida y adopte la forma definitiva.
• Hilado: El plástico se tritura y se introduce en un horno. Una vez fundido se hace pasar por una boquilla con múltiples agujeros para obtener hilos finos. Después se enfría mediante un chorro de aire y los hilos se estiran y enrollan formando bobinas.
• Conformación al vacío: Consiste en dar forma mediante calor y vacío a una lámina de plástico de cualquier grosor y color. Se fabrica para neumáticos, piezas, tejados, cabinas de avión…

El Reciclado de Plásticos

Reciclado en la Fuente

1. Se refiere al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. La reducción en la fuente es la responsabilidad de la industria petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), transformadora (toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales) y de quien diseña el envase.
2. Reducir en la fuente significa utilizar menos recursos (materia prima). Al utilizar menos materia, hay menos residuos y se aprovechan mejor los recursos naturales. Minimizar volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos.
3. Principales ventajas de la reducción:
   • Disminuye la cantidad de residuos.
   • Se ahorran recursos naturales y financieros.
   • Aminora la polución y el efecto invernadero. Menos energía, significa menos combustible, lo que implica menor agresión al ambiente.

Etapas para Reciclar el Plástico

1. Recolección: Es la separación en el hogar de los residuos en dos grupos básicos, orgánicos e inorgánicos. En la bolsa de orgánicos irán restos de comida, de jardín y en la otra los metales, madera, plásticos, vidrio y aluminio.
2. Centro de reciclado: Se reciben residuos plásticos mixtos compactados en fardos y son almacenados a la intemperie.
3. Clasificación: Se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color.

Reciclado Mecánico

1. Es el más difundido, este proceso es insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos.
2. Es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo es recuperado, permitiendo su posterior utilización.
3. Los plásticos reciclados de esta forma provienen de 2 grandes fuentes:
   • Residuos plásticos provenientes de los procesos de fabricación, los residuos que quedan al pie de la máquina, se les denomina “scrap”, ya que es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición.
   • Los provenientes de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).

Reciclado Químico

1. Diferentes procesos mediante los cuales las moléculas de los polímeros son craqueadas, dando origen nuevamente a materia prima básica.
2. Minimizar el volumen y peso de los residuos, primer paso para resolver el problema global de los mismos.
3. Algunos métodos ofrecen la ventaja de no tener que separar tipos de resina plástica.
4. Principales procesos:
   • Pirólisis: Craqueo de las moléculas por calentamiento en el vacío, genera hidrocarburos líquidos o sólidos.
   • Hidrogenación: Los plásticos son tratados con hidrógeno y calor.
   • Gasificación: Plásticos calentados con aire u oxígeno, obteniendo gases de síntesis, utilizados para la producción de metanol o amoníaco.
   • Quimiólisis: Consiste en la aplicación de procesos solvolíticos para reciclarlos y transformarlos nuevamente en nuevos plásticos.
   • Metanólisis: Avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en el PET. El PET es descompuesto en sus moléculas básicas.