Los plásticos

En el año 1860 tuvo lugar un descubrimiento que revolucionaría la industria de los materiales. La empresa estadounidense Phelan and Collander, dedicada a la fabricación de bolas de billar, ofreció una recompensa para la persona que desarrollara un sustituto del marfil, material con el que entonces se hacían las bolas de billar. Uno de los participantes en el reto fue Wesley Hyatt, quien mezclando nitrocelulosa y alcanfor logró crear un material duro que patentó con el nombre de celuloide. Dicha sustancia está hoy considerada como el primer material plástico.

El celuloide, profusamente empleado en las películas fotográficas, está considerado como el primer plástico de la historia.

Más de un siglo después, la industria ha desarrollado alrededor de 2.000 variedades de plásticos que se utilizan para toda clase de productos y elementos de la vida diaria: envoltorios, cables, revestimientos, objetos de decoración, ropa, juguetes, etc. Sus peculiares características –alta resistencia a golpes y a la corrosión, impermeabilidad o dureza–, además de su barata producción, lo han convertido en un material de uso muy común.

Sin embargo, el hecho de ser un componente tan habitual en la fabricación de toda clase de elementos ha generado un problema: los residuos. Éstos aumentan día a día en los vertederos de las grandes ciudades. Los gobiernos, ante esta cuestión, han ideado varias soluciones para reducir las toneladas de plásticos inservibles que se acumulan, y de todas, la que más opciones tiene con vistas al futuro es el reciclaje.

A pesar de estos inconvenientes, la investigación y el desarrollo en este material continúan actualmente con la producción de novedosos compuestos. Dos ejemplos son los plásticos biodegradables, con los que se podría solucionar en parte el problema de los residuos, y los denominados plásticos conductores, que tienen la especial característica de conducir la electricidad y que constituyen la base de la futura producción de revolucionarios objetos como músculos artificiales o pantallas flexibles.

Estructura y características

La naturaleza ha provisto al hombre de materiales de origen natural para la elaboración de productos. Entre ellos se encuentran la madera, los metales o las fibras naturales, por ejemplo. En el siglo xix, y tras el descubrimiento del primer material plástico, el celuloide, creado por Wesley Hyatt, la industria química comenzó a investigar y a desarrollar nuevos tipos de este revolucionario componente, el plástico.

Los plásticos, en poco tiempo, se han convertido en el ingrediente fundamental para la fabricación de gran parte de los objetos que se utilizan en la vida diaria. La industria ha evolucionado mucho en el último siglo produciendo hasta 2.000 diferentes clases de plásticos que se emplean en envoltorios de alimentos, botellas, recubrimientos, tuberías, juguetes, etc.

El plástico es un material conformado por moléculas de gran tamaño llamadas polímeros. A su vez, los polímeros son largas cadenas de moléculas más pequeñas que se denominan monómeros. Hay dos grandes tipos de polímeros según su origen:

  • Los naturales, como la seda o la celulosa.

  • Los semisintéticos y sintéticos, creados por la industria química artificialmente.

Proceso de polimerización de moléculas.

Los primeros parten de una transformación de polímeros naturales, y los segundos son enteramente artificiales; en el ámbito de producción son también los más importantes, ya que es de éstos de donde se obtiene el plástico con el que se fabrica gran parte de los objetos.

La denominación química de los plásticos, en muchos casos larga y complicada, parte del nombre de los monómeros que conforman el polímero en cuestión. Para facilitar la nomenclatura de estos materiales, los largos nombres se han reducido a siglas: de esta forma, el cloruro de polivinilo es comúnmente conocido como pvc, el polietilentereftalato como pet, y el poliestiereno como ps.

La estructura a base de moléculas de gran tamaño hace que el plástico tenga unas características propias y muy apreciadas por los fabricantes. Es un buen aislante eléctrico y térmico que además no deja traspasar fluidos –es impermeable–, resulta fácilmente moldeable –es sencillo darle forma– y es muy resistente tanto a la corrosión como a la acción de productos químicos. También es ligero y cuenta con una baja densidad debido a la gran distancia que hay entre los átomos que lo conforman.

La capacidad aislante de los plásticos los hace útiles en muchos campos industriales y tecnológicos. Un ejemplo de ello es el revestimiento del cableado eléctrico (en la imagen).

Un factor importante es que muchos se pueden reciclar o reutilizar. A pesar de ser un material, en general fácilmente reutilizable, tiene la desventaja de que algunos plásticos al quemarlos son altamente contaminantes.

Todas estas peculiaridades varían dependiendo del tipo de plástico y del tratamiento que reciba en su fabricación.

Clases de plásticos

Se distinguen diferentes tipos de materiales plásticos en función de diversas variantes como su capacidad de resistencia al calor, su estructura molecular o el tipo de mercado al que estén destinados. En base a la capacidad de resistencia al calor, los plásticos se agrupan en termoplásticos, termoestables y elastómeros.

Estructura de los polímeros en los diferentes tipos de plásticos: termoplásticos (imagen superior), termoestables (centro), elastómeros (imagen inferior).

Termoplásticos

Los termoplásticos se funden fácilmente, por lo que resultan sencillos de moldear. A temperatura ambiente tienen un estado sólido, pero cuando se les aplica una fuente calorífica pasan por dos fases: una primera en la que el material se ablanda sin fundirse porque no supera la denominada temperatura de transición vítrea. Es el momento ideal para moldearlo. La segunda fase comienza cuando la temperatura llega a un punto denominado temperatura de fusión, que provoca que el material cambie su estado de sólido a líquido. Su capacidad para fundir con el calor hace que sean fácilmente reciclables, ya que permite darles nuevas formas y utilidades.

Entre los plásticos termoestables más utilizados por la industria se encuentran los polietilenos, poliestilenos, policroruros, poliamidas, polimetacrilatos, etc.

Los termoplásticos, por su parte, también se clasifican en varias clases en función de la estructura que adoptan las moléculas cuando se les aplica una fuente de calor.

Plásticos amorfos. Las moléculas se disponen sin ningún tipo de orden. Es el tipo de estructura que confiere al plástico la característica de transparencia. Dentro de este tipo se encuentran el polimetil metacrilato, el poliestireno o el policarbonato.

Plásticos cristalinos. Al enfriarse, las moléculas se disponen ocupando el menor espacio posible, adoptando una configuración más ordenada. Entre ellos se hallan el polifenilenéter y el politetrafluoretileno.

Plásticos cristalizables. Son aquellos que, tras aplicar calor, pueden adoptar una disposición amorfa o cristalina en función de la velocidad de enfriamiento. Entre ellos se encuentra el polietilentereftalato, material que se suele utilizar para botellas de plástico.

Plásticos termoestables

Un segundo tipo de plásticos lo componen los plásticos termoestables. Éstos cuentan con más enlaces entre las moléculas que los forman, por lo que son menos alterables y, a su vez, más resistentes a la acción del calor (éste es el motivo por el que esta clase de componentes no se pueden reciclar utilizando altas temperaturas). La baquelita o el poliéster son dos ejemplos de plásticos termoestables.

Elastómeros

Un tercer grupo es el de los elastómeros, formados por aquellos plásticos que tienen una alta elasticidad; si se les aplica una fuerza se deforman, pero al dejar de actuar dicha fuerza recuperan su estado original. Los neumáticos y las gomas se realizan con este tipo de plásticos.

Los neumáticos de los coches están realizados con elastómeros, plásticos que presentan una gran elasticidad.

Tipos de plásticos según el mercado al que van dirigidos

Si se tiene en cuenta el tipo de mercado al que va dirigido el plástico, se distinguen dos grandes clases:

Comodities. Son los más comunes, con una producción mayoritaria y los que se utilizan para la fabricación de la mayoría de objetos y elementos de la vida diaria.

Plásticos de ingeniería. Tienen una producción más selectiva dirigida a la elaboración de elementos muy concretos, por lo que suelen contar con propiedades únicas y diferenciales, como una mayor resistencia al calor, o dureza. Son, por ello, más caros.

El proceso productivo del plástico

En la fabricación de plástico se parte de una materia prima para obtener los monómeros que conformarán el polímero. En el siglo xix, cuando surgió esta industria y empezaba a desarrollarse, la materia prima la constituían polímeros de origen vegetal, que se modificaban para obtener el plástico deseado. La celulosa o el almidón eran dos de las materias primas que se utilizaban. Así se obtuvo el primer plástico, el celuloide, una mezcla cuyo componente principal era la celulosa.

Con los años se desarrolló la industria del plástico con la producción de polímeros artificiales mediante la combinación de monómeros. En la actualidad, la mayoría de estos monómeros se obtienen del petróleo y sus derivados, siendo también importantes materias primas el carbón y el gas natural. Cuando el petróleo crudo se extrae en los pozos, un primer paso consiste en separar el material de tierra, agua, gas y otras impurezas. Luego se traslada a la refinería donde se aplican unos procesos de destilación con los que se elaboran los diferentes derivados: aceite, gasolina, queroseno, etc. De estos materiales se consiguen, a su vez, los monómeros que conforman los polímeros de plástico.

El proceso productivo del plástico comienza con la extracción de la materia prima, generalmente el petróleo, y su refinado para la eliminación de impurezas. Arriba, pozo petrolífero; abajo, refinería de hidrocarburos.

El proceso productivo del plástico comienza con la extracción de la materia prima, generalmente el petróleo, y su refinado para la eliminación de impurezas. Arriba, pozo petrolífero; abajo, refinería de hidrocarburos.

Una vez aislados los monómeros comienza un procedimiento llamado polimerización. Se llama así al proceso de creación de polímeros artificiales mediante la unión de monómeros. Es decir, es el primer paso de la industria química para la producción de plástico sintético. Existen diversos métodos de polimerización, de los que los más importantes son: por adicción, por condensación y la copolimerización.

La polimerización por adición consiste en unir monómeros de un mismo tipo para lograr una molécula de gran tamaño. Existen diversas técnicas que varían en base al tipo de enlace que se utiliza en el proceso: polimerización de tipo vinilo, polimerización tipo epóxido, etc. De esta manera se consiguen los denominados polímeros por adición entre los que se encuentran el cloruro de polivinilo (pvc) y el polietileno.

En la polimerización por condensación se pueden emplear monómeros de distintas clases. En el proceso se pierden algunas moléculas sencillas como las del agua. Con este sistema se consiguen, entre otros, el poliéster, el poliuretano y la baquelita.

La copolimerización es también un sistema de obtención de polímeros. Como en la condensación se pueden usar monómeros de diferentes tipos, pero en este caso no hay pérdida de otras moléculas.

Una vez obtenido el polímero según las diferentes técnicas, éste pasa por otros procesos hasta la obtención del producto definitivo. La primera fase consiste en añadir diversos elementos que proporcionan ciertas cualidades al material como mayor resistencia, dureza o un color determinado. A estas sustancias se les denomina aditivos y su variedad es muy grande. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, los denominados plastificantes –compuestos que se aplican para aumentar la flexibilidad–, los colorantes o los ingredientes que retardan la combustión, etc. Tras este paso, el plástico pasa a transformarse en función del uso que se le vaya a dar. Las técnicas para trabajarlo son diferentes dependiendo del tipo de material.

Procesos de transformación (termoplásticos)

En los termoplásticos, que son los mayoritarios en la industria, hay dos procedimientos básicos, la extrusión y el moldeo, que se basan en la capacidad térmica de estos materiales. En la extrusión, el primer paso consiste en fundir el plástico. Cuando llega al estado líquido, pasa por una boquilla donde el componente es empujado por un tornillo y sale por el otro extremo a través de un cabezal en el que se enfría y endurece el material. Son la forma y el diámetro de este cabezal los que determinan la forma y el tamaño del plástico fabricado. Mediante esta técnica se producen barras, recubrimiento para cables, tuberías, etc.

Sistema de transformación por extrusión.

El otro método de transformación que se utiliza en los termoplásticos es el moldeo, que, como su propio nombre indica, consiste en utilizar moldes para dar forma al plástico. Es un procedimiento cuyo uso está muy extendido y consiste en introducir a presión el plástico previamente fundido con calor, y por tanto en estado líquido, en el molde hueco donde se enfriará adoptando la forma de éste. En la técnica del moldeo se distinguen, a su vez, dos métodos:

Moldeo a alta presión. En él se emplean máquinas hidráulicas que primero someten al plástico a una alta temperatura y después lo introducen en estado líquido en el molde ejerciendo una gran presión. Esto permite que no queden huecos sin rellenar. En esta modalidad hay diferentes técnicas, como la compresión y la inyección. En la compresión se vierten los polímeros en el molde y, aplicando fuerza y calor, se consigue la forma. Es el sistema para fabricar pequeños objetos como enchufes o tapones.

Sistema de transformación por moldeo de alta presión.

Mediante el sistema de inyección, como su propio nombre indica, se inyecta el polímero fundido en el molde, donde adopta la forma de éste al enfriarse. Cuando ha solidificado se abre el molde y se obtiene el objeto. Juguetes o carcasas de pequeños electrodomésticos se fabrican con este método.

Moldeo a baja presión. La fuerza utilizada para introducir el material fundido es menor que la empleada en el moldeo de alta presión. Las técnicas también son más variadas: se puede inyectar aire comprimido (moldeo por soplado) o aplicar una fuerza centrífuga al molde haciéndolo girar muy rápidamente, de manera que el plástico fundido se adapte a las paredes adoptando la forma (moldeo centrífugo). También es posible verter el material en el molde sin más (colada) e incluso efectuar vacío en el molde para que el plástico se agarre a las paredes y tome forma (moldeo al vacío).

El uso de estos procedimientos depende del producto que se quiera obtener. Por ejemplo, el moldeo al vacío se utiliza para fabricar envases, mientras que el moldeo por soplado es un sistema idóneo para hacer piezas huecas. La colada, por su parte, es un proceso muy lento y no es recomendable para series de piezas muy numerosas.

Procesos de transformación (termoestables)

La transformación de materiales termoestables, aquellos que no se funden por el efecto del calor, requiere el empleo de otros sistemas en los que se tiene que fabricar el polímero en el propio molde: se trata del moldeo por compresión y del moldeo por transferencia.

Moldeo de un material termoestable.

El moldeo por compresión consiste en introducir en el molde el material que se desea polimerizar (monómeros generalmente en forma de polvo granuloso) y aplicarle el contramolde que le dará la forma deseada. También se utiliza un poco de calor para facilitar el proceso.

El moldeo por transferencia parte de los materiales en bruto: monómeros en estado líquido. Éstos pasan al molde donde toman la forma deseada y donde también se les incorporan los aditivos necesarios.

La figura 10 muestra un esquema resumen de los diferentes procesos de transformación del plástico.

Esquema resumen de los diferentes procesos de transformación del plástico.

Procesos de mecanización

Los procesos de transformación dan como resultado productos semielaborados que suelen pasar por un posterior proceso de mecanizado para darles formas utilizando diversas herramientas. Son éstas las que dan la denominación a los diferentes métodos de mecanización:

  • El serrado consiste en realizar cortes mediante sierras de varios tipos.

  • El torneado consiste en sujetar la pieza en un torno donde gira sobre sí misma a gran velocidad; una cuchilla va eliminando el sobrante de material hasta que se consigue la forma deseada.

  • El taladrado, en el que la taladradora abre agujeros o agranda huecos.

  • El fresado, método por el cual una fresa sujeta la pieza para que una herramienta de corte vaya eliminando material de la superficie.

  • El rectificado, por el que una máquina rectificadora pule la superficie.

  • El calandrado, consistente en pasar los plásticos de tipo termoplásticos y elastómeros por unos rodillos para obtener láminas de diferente espesor. Así se consiguen, por ejemplo, manteles o el plástico transparente que se utiliza para envolver alimentos.

La técnica del calandrado permite obtener láminas muy finas de material plástico apto para la confección de ropa impermeable, hules, etc.

Sin embargo, estos procedimientos de mecanizado pueden presentar dos grandes problemas al tratar las piezas, el calentamiento y la formación de grietas. El primero puede ser provocado por la fricción de las máquinas de corte o pulido. Es necesario controlar la temperatura porque las virutas que se generan en estos procesos podrían ablandarse y adherirse a la pieza. Para evitarlo se utilizan métodos refrigerantes como chorros de aire o agua. La formación de grietas en el material se puede evitar aplicando grandes velocidades a las herramientas. También conviene que los materiales de los instrumentos sean resistentes al desgaste, lo que proporcionará un acabado más perfecto.

A veces, con estas técnicas de mecanización no se consiguen los productos deseados y hay que seguir trabajando sobre las piezas. Para obtener componentes de plástico más complejos se pueden aplicar diversos procedimientos de unión. El más simple es el atornillado, que, como su propio nombre indica, requiere de tornillos para dejar unidas dos piezas de plástico. Permite, por ejemplo, fabricar elementos desmontables.

Otro sistema utiliza adhesivos para aquellos plásticos que, al no fundirse con el calor (termoestables y elastómeros), no pueden ser unidos mediante soldadura.

La soldadura es un buen método de unión para los termoplásticos. Existen tres sistemas para soldar plásticos:

  • Por calor directo que funde las zonas que se desean unir.

  • Por ultrasonidos, que hacen que las moléculas vibren y haya un aumento de la temperatura, reblandeciéndose los puntos de unión.

  • Por láser, que también genera calor.

Cualquiera que sea el método, las piezas deben tener un tratamiento previo a la unión: primero deben limpiarse de rastros de suciedad o grasa, para lo cual se pueden utilizar disolventes o agua, dependiendo de la naturaleza del plástico. Otro procedimiento de limpieza de plásticos es la abrasión, consistente en la eliminación de los residuos con herramientas mecánicas.

Aplicaciones

El plástico es un material versátil y barato que se ha adaptado a todo tipo de usos tanto de carácter industrial como de consumo (v. tabla 1). Gran parte de los objetos de la vida diaria están realizados con plásticos: los juguetes, material de oficina, bolsos, maletas, ordenadores, etc. Sin embargo, hay dos ámbitos en los que el uso del plástico destaca sobre el resto: el envasado y empaquetado y el ámbito de la construcción.

Tabla 1. Principales plásticos de tipo industrial.

Una de las aplicaciones más importantes de los plásticos es la de servir como sistema para envasado y empaquetado. Se utilizan para la fabricación de botellas, film transparente para cubrir alimentos, bolsas de basura, etc. Los plásticos más utilizados en este ámbito son el polietileno de alta y de baja densidad, el poliestireno y el cloruro de polivinilo (pvc).

La construcción también es un sector donde los plásticos son empleados de forma frecuente, ya sea como aislantes de frío y calor, para la fabricación de tuberías, para los cables de instalaciones eléctricas o incluso para ventanas, puertas, etc. Los componentes más demandados en este campo son, entre otros, el poliestireno y el pvc.

Plásticos comunes

La lista de plásticos que la industria es capaz de fabricar se amplía hasta más de 2.000 variedades. Sin embargo, no todas tienen la misma importancia ni grado de empleo. Existen algunos plásticos muy versátiles y comunes y cada uno es adecuado para una función determinada por sus características; flexibilidad, dureza, resistencia al calor y a los corrosivos. Entre los materiales más comunes destaca el policarbonato, del grupo de los termoplásticos, el cual resulta muy fuerte frente a los golpes y sirve para fabricar revestimientos, carcasas o protecciones. El cloruro de polivinilo o pvc, también termoplástico, es duro, impermeable y muy resistente a elementos corrosivos. Estos factores lo hacen idóneo para su uso en tuberías.

Otros materiales sensibles al calor y muy utilizados son los polietilenos, tanto de alta densidad y de resistencia, como los de baja densidad, más flexibles y ligeros. Los primeros se usan para fabricar envases, carcasas, etc. Los segundos son el material con el que se hacen, entre otros, envoltorios más flexibles. También para botellas y envases sirve el polietilentereftalato, muy resistente a la acción de productos químicos.

El plástico es profusamente utilizado en envases y algunos elementos de construcción como las tuberías gracias a sus características especiales.

El plástico es profusamente utilizado en envases y algunos elementos de construcción como las tuberías gracias a sus características especiales.

Con la investigación se han conseguido algunos plásticos con características muy particulares como, por ejemplo, el teflón, nombre común con el que se conoce al politetrafluoretileno. Gracias a su composición con flúor, es capaz de aguantar elevadas temperaturas (de hasta 300 °C), es altamente resistente también a corrosivos y ácidos y repele al agua. Es muy apreciado para la fabricación de sartenes, como compuesto de pinturas y barnices y también en la industria aeronáutica.

Otro plástico con un peso importante en la industria es el polimetacrilato de metilo, cuya principal característica es la transparencia. Esto, unido a su rigidez y a que es fácil de pulir, lo hace idóneo para su uso en elementos decorativos, paneles traslúcidos y transparentes, etc.

El uso de revestimientos de teflón (politetrafluoretileno) es habitual en sartenes y utensilios de cocina gracias a su resistencia térmica y características antiadhesivas.

Las poliamidas, por su parte, son duras y resistentes a los efectos de agentes químicos. La más conocida es el nailon, muy popular en la industria textil.

Las llamadas resinas epoxi, por su parte, son de los compuestos más destacados entre los termoestables; suelen encontrarse en barnices y pinturas. La baquelita, otro plástico termoestable, destaca por ser un buen aislante, siendo empleada en aislamientos y recubrimientos.

La industria automovilística hace uso de numerosos plásticos, ya sean puros (ruedas, faros, etc.) o compuestos (parachoques). Estos últimos son una mezcla de un plástico con otros materiales para conseguir las propiedades de unos y otros.

Finalmente, entre los plásticos elastómeros más utilizados está el caucho, de origen natural, que se encuentra en neumáticos y suelas para el calzado. Otros elastómeros de uso frecuente o conocidos por el gran público son el neopreno, empleado en los trajes de buzo, o las siliconas, elastómeros con una alta flexibilidad y resistente al agua, ideales para el sellado de ventanas y puertas.

Los composites

Además de los plásticos de uso común, es habitual la fabricación de materiales mezclando dos tipos de plásticos. Con ello se busca mejorar las cualidades de los elementos de origen. Por ejemplo, en la industria del automóvil se utiliza un composite elaborado con plástico reforzado con fibras de madera, lo que da lugar a un material duro y muy ligero a la vez.

Otra mezcla usual es la de plástico con fibra de vidrio, cuyas principales cualidades son la ligereza y una alta resistencia a la corrosión. Por ello es un material habitual en la construcción de barcos, tuberías y tanques para el almacenamiento de líquidos.

También hay otras variedades de plásticos reforzados con fibra de carbono. Éstos unen la ligereza del plástico y la resistencia a la corrosión con la dureza del metal, por lo que son utilizados en la industria aeroespacial.

Un último tipo de composite es el que mezcla el material plástico con fibra de aramida, lo que confiere al material rigidez y resistencia frente a los esfuerzos; este tipo de materiales se utilizan, por ejemplo, para los chalecos antibalas.

Los plásticos conductores

La industria del plástico no ha dejado de evolucionar desde que se crease el celuloide. Entre los descubrimientos más recientes e interesantes se encuentran los denominados plásticos conductores.

Una de las propiedades más destacadas de las sustancias plásticas es que son aislantes, tanto de la electricidad como del frío y del calor. Esto se debe a que en sus moléculas no hay electrones libres que transporten la corriente.

Sin embargo, en 1977, los profesores Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger e Hideki Shirakawa descubrieron las propiedades conductoras de algunos materiales poliméricos. Para conseguirlo fue necesario aplicar una técnica llamada contaminación o dopado que consiste en añadir átomos con propiedades electrónicas a las moléculas. Surgían unos novedosos componentes que combinan las propiedades mecánicas de los plásticos convencionales con la conductividad de los metales.

De arriba a abajo. Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger e Hideki Shirakawa, descubridores de las propiedades conductoras de algunos polímeros.

De arriba a abajo. Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger e Hideki Shirakawa, descubridores de las propiedades conductoras de algunos polímeros.

De arriba a abajo. Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger e Hideki Shirakawa, descubridores de las propiedades conductoras de algunos polímeros.

Aún se sigue investigando en su desarrollo, ya que las aplicaciones pueden ser revolucionarias a medida que vaya evolucionando: en la actualidad se utilizan en pilas y baterías recargables, pero se cree que, en un futuro, con estos plásticos se podrán producir pantallas flexibles o músculos artificiales.

El plástico como residuo

Propiedades tan apreciadas por los fabricantes como el ser duradero y resistente al agua o a la corrosión de otros agentes químicos, se convierten en un problema cuando los plásticos dejan de tener utilidad.

El hecho de ser un material con el que se fabrican muchos elementos de la vida diaria, hace que sea un componente muy abundante entre los residuos y desechos urbanos. Forman parte de la basura de las ciudades o se acumulan en el fondo del mar, tardando varios años en desaparecer (se calcula que una botella o una bolsa de plástico pueden tardar varios siglos en degradarse). Por ello, algunos países aplican medidas para reducir su impacto medioambiental como la incineración o el relleno sanitario. Sin embargo, el método por el que se apuesta con vistas al futuro es el reciclado.

Relleno sanitario

El relleno sanitario consiste en buscar zonas donde enterrar residuos no tóxicos, entre ellos los plásticos. Se compactan para que ocupen el menor espacio posible y se cubren con una capa de tierra. Con el tiempo, estos residuos se van descomponiendo. Es un sistema relativamente barato y sencillo de controlar y permite reutilizar las zonas para otros usos mientras que se controla la descomposición de los residuos.

Incineración

La incineración sólo se aplica a los termoplásticos, sensibles al calor. Es una opción interesante para la reconversión de basura en energía calorífica o electricidad, pero tiene el inconveniente de que algunos plásticos como el pvc, al quemarse, generan sustancias tóxicas. Las plantas incineradoras deben contar por ello con sistemas que minimicen las emisiones tóxicas a la atmósfera.

Reciclado

El reciclado es el sistema óptimo de gestión de los residuos plásticos. Se basa en la gran ventaja con la que cuentan los materiales plásticos: muchos de ellos se pueden reutilizar sometiéndolos de nuevo al proceso de transformación (v. tabla 2).

Tabla 2. Clasificación de los plásticos reciclables.

El proceso de reciclado consta de varias etapas que comienzan desde el instante en el que se tira el plástico a la basura. En un primer momento, son los propios usuarios e industrias los que deben hacer una selección inicial de residuos para depositar los plásticos en los lugares donde luego se recolectarán para trasladarlos a la planta de reciclaje. El transporte plantea el primer problema debido al gran tamaño que tienen algunos elementos plásticos. Para minimizar los costes de estos traslados, la industria, principalmente la que produce envases, ha desarrollado botellas y recipientes que se pueden comprimir de manera que ocupan hasta una tercera parte menos de su tamaño original. Esta posibilidad la suelen explicar en la etiqueta informativa del producto, pero es una vez más misión de los consumidores hacer uso de ella. La ventaja que se consigue es trasladar mucha más cantidad de plástico en menos espacio.

Los plásticos tienen un alto poder contaminante debido a su resistencia a la descomposición pero cuentan con la gran ventaja de poder ser reciclados. Por ello, numerosos estados han implantado medidas que facilitan la clasificación y separación de este tipo de residuos.

Una vez en la planta de reciclado, el primer paso es identificar y dividir los plásticos por clases, ya que no todos siguen el mismo proceso de reutilización. Para este trabajo se parte del hecho de que la gran mayoría de los plásticos de uso común pertenecen a seis tipos bien definidos: el poliestireno, el polietilentereftalato, los politetileno de alta y de baja intensidad, el policloruro de vinilo y una última clase denominada «otros plásticos».

Para facilitar la identificación de cada material, existe un número que especifica a la clase que pertenece y que va dentro del símbolo internacional del reciclado: de esta forma, los polietilentereftalato llevan el 1; los polietilenos de alta intensidad el 2; los policloruros de vinilo el 3; los polietilenos de baja intensidad el 4; los polipropilenos el 5 y los poliestirenos el 6. Aquellos que no se encuentran en esta clasificación son los «otros plásticos» con el número 7.

Una vez identificados y separados los plásticos, comienza el proceso de reciclado en sí mismo. Se distinguen dos tipos: el mecánico y el químico.

El reciclado mecánico. En este proceso se aplica calor y presión a los elementos para darles una nueva forma; al emplearse energía calorífica, sólo es válido para los termoplásticos.

En este tipo de reciclado el proceso es el siguiente. Tras identificar y clasificar el material, éste se limpia para eliminar impurezas: primero se lava y después se seca. El siguiente paso es triturar todo el conjunto hasta conseguir trozos muy pequeños (a veces, incluso polvo o gránulos). Finalmente, se pasa todo el material triturado por la máquina de extrusión en la que se da la nueva forma al plástico.

Reciclado químico. En este proceso se separan los monómeros que forman los polímeros del plástico que se desea reciclar. Recuperando estos componentes de forma individual, pueden ser reutilizados en la fabricación de nuevos plásticos con la misma calidad que el polímero original. Este tipo de reciclado se puede llevar a cabo de diferentes formas:

  • Hidrogenación. Se utiliza hidrógeno y calor para romper los vínculos de los monómeros que conforman las moléculas del plástico.

  • Gasificación. Se utilizan gases para calentar los materiales y descomponer los polímeros.

  • Pirólisis. Rompe las moléculas por la acción del calor y ausencia de oxígeno.

  • Aplicación de disolventes.

Plásticos biodegradables

Otra opción considerada por la industria para reducir la cantidad de residuos son los denominados plásticos biodegradables. Éstos se descomponen mucho más rápido que el resto con la acción de agentes naturales como la luz o las bacterias. Su producción no es nueva, ya que comenzaron a producirse en 1926; sin embargo, no se utilizaron a nivel industrial a gran escala dado que perdían sus propiedades muy pronto. Por ello fueron relegados rápidamente por los que se obtenían del petróleo y sus derivados. En la crisis del petróleo de la década de 1970 se recuperó el interés por estos materiales y hoy día son un campo importante de investigación.

Algunas empresas están trabajando en la actualidad en plásticos biodegradables que permitan aunar algunas de las características de los plásticos con la preservación del medio ambiente. En la imagen, bolsa de Ecovio, plástico biodegradable desarrollado por la alemana BASF.

Entre los denominados plásticos biodegradables destacan los polímeros solubles al agua que desaparecen en contacto con este líquido sin dejar residuos. También se encuentran los llamados bioplásticos, cuyo origen no son monómeros obtenidos del petróleo sino que derivan de productos vegetales como la soja o el maíz. Los grandes problemas que presentan los bioplásticos, y en los que trabaja la industria, son que su fabricación resulta mucho más cara que la de los convencionales y que se comienza a degradar muy rápidamente, manteniendo durante relativamente poco tiempo las propiedades más valoradas de los plásticos: dureza, resistencia a la corrosión, etc. Entre los productos que se podrían crear con estos materiales destacan los embalajes, bolsas, cubiertos, envases de alimentos, etc.

Quizá el sector más sorprendente donde los plásticos biodegradables tendrían una buena acogida es en el de la denominada ingeniería de tejidos. En este ámbito se está estudiando actualmente la fabricación de órganos para trasplantes, máxime teniendo en cuenta el éxito de placas y tornillos realizados con materiales biodegradables en la cirugía de huesos.

La madera plástica

Otro producto resultante del reciclaje de los plásticos es el de la denominada madera plástica. Éste es un material que tiene un aspecto similar a la madera pero con las propiedades de los plásticos. Es resistente a la corrosión, no se hincha con la humedad y los insectos no lo pueden destruir. Es por ello un sustituto idóneo de la madera natural para la producción de algunos elementos como postes, bancos o elementos a la intemperie, estructuras, etc.

Tanto el reciclaje como el desarrollo de plásticos biodegradables son dos buenas opciones para reducir la cantidad de residuos plásticos en los vertederos. Este problema es especialmente grave en los mares en cuyos fondos se acumulan cada año toneladas de residuos plásticos. Éstos, además de tardar mucho tiempo en descomponerse, al hacerlo emiten sustancias que pueden resultar tóxicas para la fauna marina.