MATERIALES DE USO TÉCNICO

TEMA 5- MATERIALES DE USO TÈCNICO 

Definición:

    Los plásticos son materiales formados por polímetros

Propiedades de los plásticos:

• Son baratos.(tienen un bajo costo en el mercado).
• Tienen una baja densidad.
• Existen materiales plásticos permeables e impermeables, difusión en materiales termoplásticos.
• Son aislantes eléctricos.
• Son aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas.
• Su quema es muy contaminante.
• Son resistentes a la corrosión y a estar a la intemperie.
• Resisten muchos factores químicos.
• Algunos se reciclan mejor que otros, que no son biodegradables ni fáciles de reciclar.
• Son fáciles de trabajar

CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS

    Teniendo en cuenta esta distribución de entrelazado de las macromoléculas, podemos clasificar los plásticos en tres grandes grupos, termoplásticos ,termoestables, y elastómeros. 

PLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS

    Los termoplásticos están constituidos por cadenas unidas entre sí débilmente .Es un tipo de plástico que permite calentar, moldear y enfriar en un número de veces indefinidas.

NOMBRE		PROPIEDADES	APLICACIONES
Policloruro de vinilo  (PVC)		Amplio rango de durezaImpermeable	Tubos, desagües, puertas, ventanas
Poliestireno (PS)	Duro	Transparente pigmentable	Juguetes, pilotos coche
	Expandido (porexpán)	Esponjoso y blando	Aislamientotérmico y acústico, envasado ,  embalaje (“corcho blanco “),
Polietileno (PE)	Alta densidad	Rígido, resistente y transparente	Utensilios domésticos (cubos, juguetes)
	Baja densidad	Blando y ligero, transparente	Depósitos, envases alimenticios
Metacrilato (plexiglás)		Transparente	Faros, pilotos de automóvil, ventanas, carteles luminosos, gafas de protección, relojes...
Teflón (fluorocarbonato)		Deslizante.Antideslizante.	Utensilios de cocina (sartenes, paletas...), superficies de encimeras...
Nailon (PA poliamida)		Flexible y resistente a la tracción, traslucido, brillante	Hilo de pescar ,levas, engranajes ,tejidos, medias
Celofán		Transparente (con o si color). Flexible y resistente. Brillante y adherente.	Embalaje, envasado, empaquetado.
Polipropileno(PP)		Translucido, flexible resistente.	Tapas de envases, bolsas, carcasas
Poliéster (PET)			Botellas de agua, envases champú, limpieza

PLÁSTICOS TERMOESTABLES

    Están formados por cadenas enlazadas fuertemente en distintas direcciones. Al someterlos al calor, se vuelven rígidos, por lo que solo se pueden calentarse una vez y no se deforman.

    En general presentan un superficie dura y extremadamente resistente, y son mas frágiles que los termoplásticos.

Nombre	Propiedades	Aplicaciones
Poliuretano (PUR)	Esponjosa y flexible. Blando macizo. Elástico y adherente	Espuma para colchones y asientos, esponjosas, aislamientos térmicos y acústicos, juntas,  correas de transmisión de movimientos, ruedas de fricción, pegamentos y barnices.
Resinas fenólicas (PH): Baquelitas	Con fibras de vidrio son resistentes al choque. Con amianto, son termorresistentes. Color negro o muy oscuro. Aislantes eléctricos	Mangos y asas de utensilios de cocina, ruedas dentadas, carcasas de electrodomésticos, aspiradores, aparatos de teléfonos, enchufes interruptores, ceniceros.
Melamina	Ligera Resistente y considerable dureza Sin olor ni sabor. Aislante térmico	Accesorios eléctricos, aislantes  térmicos y acústico, encimeras de cocina, vajillas , recipientes de alimentos.

ELASTÓMEROS

    Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos.

    A modo más específico, un elastómero, es un compuesto químico formado por miles de moléculas denominadas monómeros, los que se unen formando enormes cadenas. Es gracias a estas grandes cadenas que los polímeros son elásticos ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada.

    Cuando un elastómero es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces tomen un aspecto cristalino. Sin embargo, una vez que se suelta, rápidamente, vuelve a su estado original de elástico desorden. Lo anterior distingue a los elastómeros de los polímeros plásticos

    Para modificar algunas de las características de los elastómeros, es posible añadir otros elementos como el cloro, obteniendo así el neopreno tan utilizado en los trajes húmedos para bucear.

    Para poder darle un uso más práctico a los elastómeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A través de la aplicación de átomos de azufre, este polímero se hace más resistente gracias a un proceso denominado vulcanización. Si además se le agrega otro tipo de sustancias químicas es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas presentes en el medio ambiente

Nombre	Obtención	Propiedades	Aplicaciones
Caucho natural	Látex	Resistente e inerte	Aislamiento Térmico y eléctrico, colchones, neumáticos...
Caucho sintético	Derivados del petróleo	Resistentes a  agentes químicos	Neumáticos, volantes, parachoques, pavimentos, tuberias,mangeras, esponjas de baño,quantes,colchones...
Neopreno	Caucho sintético	Mejora las propiedades del caucho sintético: es mas duro y resistente. Impermeable.	Trajes de inmersión, juntas, mangueras, guantes...

PET ( POLIETILENO TEREFTALATO) 
Es el plástico más habitual de envases de alimentos y bebidas. Por ejemplo, botellas y botellines de agua mineral. Tarda 150 años o más en descomponerse. El PET, una vez reciclado, se puede utilizar en muebles, alfombras, fibras textiles, piezas de automóvil y, ocasionalmente, en nuevos envases de alimentos. 

HDPE (POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD) 
Es versátil y resistente. Se emplea sobre todo para envases de productos de limpieza del hogar, champús, detergentes. Igualmente, se puede ver en envases de leche, zumos, yogur y bolsas de basura. Su tiempo de descomposición supera los 150 años. Si se recicla se puede emplear para obtener tubos, botellas de detergentes, muebles de jardín, etc. 

PVC ( VINÍLICOS O CLORURO DE POLIVINILO) 
Es muy resistente, pero está en desuso en los últimos años. Se puede ver en botellas de agua y de champús. Puede tardar hasta 1.000 años en descomponerse. En caso de que se recicle, se emplea para hacer canalones de carretera, forro para cables, entre otros materiales. 

PS (POLIESTIRENO) 
Es empleado en platos y vasos de usar y tirar, hueveras, bandejas de carne, frutas, envases de yogures etc. Su bajo punto de fusión hace posible que se derrita en contacto con el calor. Incluye el poliestireno expandido, también denominado corcho blanco o poliespán. Puede llegar a tardar en descomponerse hasta 1.000 años. 

LDPE (POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD) 
Es un plástico fuerte, flexible y transparente, que se pueden encontrar en algunas botellas o bolsas de plástico de un solo uso. También es el papel film y los envases de yogures. Puede tardar en descomponerse más de 150 años. Si se recicla se puede utilizar de nuevo en contenedores, papeleras, sobres, tuberías o baldosas. 

PP (POLIPROPENO) 
Su alto punto de fusión permite envases capaces de contener líquidos y alimentos calientes. Se suele utilizar en envases médicos, pajitas, botes de ketchup, tapas, champús, etc. Puede tardar en descomponerse entre 100 y 1.000 años. Si se recicla se pueden obtener material para fabricar señales luminosas, cables de batería, escobas, cepillos, bastidores de bicicletas, entre otros. 

El reciclado de plásticos

Reciclado en la fuente

Uno de los problemas es que el acento debe ponerse en cómo generar cada vez menos residuos, de cualquier índole como residuos plásticos.

La reducción en la fuente se refiere directamente al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. Es una manera de concebir los productos con un nuevo criterio ambiental; generar menos residuos. Y esto es aplicable a todas las materias primas: vidrio, papel, cartón, aluminio y plásticos.

En el caso de estos últimos residuos, la reducción en la fuente es responsabilidad de la industria petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), de la industria transformadora (que toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales), y de quien diseña el envase (envasador).

Aunque podría decirse que al consumidor también le cabe una buena parte de la responsabilidad: en las góndolas de los supermercados es él quien tiene la facultad de elegir entre un producto que ha sido concebido con criterio de reducción en la fuente y otro que derrocha materia prima y aumenta innecesariamente el volumen de los residuos.

Reducir en la fuente significa referirse a la investigación, desarrollo y producción de objetos utilizando menos recursos (materia prima). De ahí su denominación porque se aplica a la faz productiva. Al utilizar menos materia prima se producen menos residuos y además se aprovechan mejor los recursos naturales.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos. Todo gerenciamiento de los Residuos Sólidos Urbanos debe comenzar por la reducción en la fuente.

Las principales ventajas de la reducción en la fuente:

• Disminuye la cantidad de residuos; es mejor no producir residuos que resolver qué hacer con ellos.
• Ayuda a que los rellenos sanitarios no se saturen rápidamente.
• Se ahorran recursos naturales –energía y materia prima- y recursos financieros
• La reducción en la fuente aminora la polución y el efecto invernadero. Requiere menos energía transportar materiales más livianos. Menos energía significa menos combustible quemado, lo que implica a su vez menor agresión al ambiente.

Etapas para reciclar el plástico:

• Recolección: Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colocarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.
• Centro de reciclado: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.
• Clasificación: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.

Reciclado Mecánico

El reciclado mecánico es el más difundido en la opinión pública en la Argentina, sin embargo este proceso es insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos.

El reciclado mecánico es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial (scrap) es recuperado, permitiendo su posterior utilización.

Los plásticos que son reciclados mecánicamente provienen de dos grandes fuentes:

-Los residuos plásticos proveniente de los procesos de fabricación, es decir, los residuos que quedan al pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos. Algunos procesos de transformación (como el termoformado) generan el 30-50% de scrap, que normalmente se recicla.

-Los residuos plásticos proveniente de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).

Estos se dividen a su vez en tres clases:

• Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.
• Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.
• Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.

Reciclado Químico

Se trata de diferentes procesos mediante los cuales las moléculas de los polímeros son craqueadas (rotas) dando origen nuevamente a materia prima básica que puede ser utilizada para fabricar nuevos plásticos.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos.

El reciclado químico comenzó a ser desarrollado por la industria petroquímica con el objetivo de lograr las metas propuestas para la optimización de recursos y recuperación de residuos. Algunos métodos de reciclado químico ofrecen la ventaja de no tener que separar tipos de resina plástica, es decir, que pueden tomar residuos plásticos mixtos reduciendo de esta manera los costos de recolección y clasificación. Dando origen a productos finales de muy buena calidad.

Principales procesos existentes:

Pirolisis:

Es el craqueo de las moléculas por calentamiento en el vacío. Este proceso genera hidrocarburos líquidos o sólidos que pueden ser luego procesados en refinerías.

Hidrogenación:

En este caso los plásticos son tratados con hidrógeno y calor. Las cadenas poliméricas son rotas y convertidas en un petróleo sintético que puede ser utilizado en refinerías y plantas químicas.

Gasificación:

Los plásticos son calentados con aire o con oxígeno. Así se obtienen los siguientes gases de síntesis: monóxido de carbono e hidrógeno, que pueden ser utilizados para la producción de metanol o amoníaco o incluso como agentes para la producción de acero en hornos de venteo.

Quimiolisis:

Este proceso se aplica a poliésteres, poliuretanos, poliacetales y poliamidas. Requiere altas cantidades separadas por tipo de resinas. Consiste en la aplicación de procesos solvolíticos como hidrólisis, glicólisis o alcohólisis para reciclarlos y transformarlos nuevamente en sus monómeros básicos para la repolimerización en nuevos plásticos.

Metanólisis:

Es un avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en elPET. Este poliéster (el PET), es descompuesto en sus moléculas básicas, incluido el dimetiltereftalato y el etilenglicol, los cuales pueden ser luego repolimerizados para producir resina virgen. Varios productores de polietilentereftalato están intentando de desarrollar este proceso para utilizarlo en las botellas de bebidas carbonadas. Las experiencias llevadas a cabo por empresas como Hoechst-Celanese, DuPont e Eastmanhan demostrado que los monómeros resultantes del reciclado químico son lo suficientemente puros para ser reutilizados en la fabricación de nuevas botellas de PET.

Estos procesos tienen diferentes costos y características. Algunos, como la chemolysis y la metanólisis, requieren residuos plásticos separados por tipo de resina. En cambio la pirólisis permite utilizar residuos plásticos mixtos.