El mundo de los plásticos, en números

Fotografía: Cristian Newman

ERIC BEKMAN

Desde sus inicios durante y después de la Segunda Guerra Mundial, la industria comercial de polímeros (moléculas sintéticas de cadena larga de las cuales los “plásticos” son un denominador común) ha crecido rápidamente. En 2015, más de 320 millones de toneladas de polímeros, sin incluir fibras, se fabricaron en todo el mundo .

Hasta los últimos cinco años, los diseñadores de productos de polímeros generalmente no han considerado lo que sucederá después del final de la vida útil inicial de su producto. Esto está comenzando a cambiar, y este problema requerirá un enfoque cada vez mayor en los próximos años.

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Fotografía: Bernard Hermant

La industria del plástico

“Plástico” se ha convertido en una forma un tanto equivocada de describir polímeros. Típicamente derivados del petróleo o del gas natural, se trata de moléculas de cadena larga con cientos a miles de enlaces en cada cadena. Las cadenas largas transmiten importantes propiedades físicas, como resistencia y dureza, que las moléculas cortas simplemente no pueden igualar.

“Plástico” es en realidad una forma abreviada de “termoplástico”, un término que describe materiales poliméricos que se pueden dar forma y remodelar usando calor.

La moderna industria de polímeros fue creada efectivamente por Wallace Carothers en DuPont en la década de 1930. Su meticuloso trabajo en poliamidas condujo a la comercialización de nylon, ya que la falta de seda durante la guerra obligó a las mujeres a buscar medias en otro lugar.

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Fotografía: Carson Arias

Cuando otros materiales escaseaban durante la Segunda Guerra Mundial, los investigadores recurrieron a los polímeros sintéticos para llenar los vacíos. Por ejemplo, el suministro de caucho natural para neumáticos de vehículos fue cortado por la conquista japonesa del sudeste de Asia, lo que condujo a un equivalente de polímero sintético.

Los avances impulsados ​​por la curiosidad en la química condujeron a un mayor desarrollo de polímeros sintéticos , incluidos el polipropileno ahora ampliamente utilizado y el polietileno de alta densidad. Algunos polímeros, como el Teflon, se encontraron accidentalmente.

Eventualmente, la combinación de necesidades, avances científicos y casualidad llevó al conjunto completo de polímeros que ahora puede reconocer fácilmente como “plásticos”. Estos polímeros se comercializaron rápidamente, gracias al deseo de reducir el peso de los productos y proporcionar alternativas económicas para materiales naturales como celulosa o algodón.

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Fotografía: Sander Wehkamp

Tipos de plástico

La producción de polímeros sintéticos en todo el mundo está dominada por las poliolefinas, polietileno y polipropileno.

El polietileno se presenta en dos tipos: “alta densidad” y “baja densidad”. A escala molecular, el polietileno de alta densidad se parece a un peine con dientes cortos regularmente espaciados. La versión de baja densidad, por otro lado, parece un peine con dientes irregulares espaciados de longitud aleatoria, algo así como un río y sus afluentes si se ven desde lo alto. Aunque ambos son de polietileno, las diferencias de forma hacen que estos materiales se comporten de manera diferente cuando se moldean en películas u otros productos.

Las poliolefinas son dominantes por algunas razones. En primer lugar, pueden producirse utilizando gas natural relativamente económico. En segundo lugar, son los polímeros sintéticos más ligeros producidos a gran escala; su densidad es tan baja que flotan. En tercer lugar, las poliolefinas resisten el daño por agua, aire, grasa, solventes de limpieza, todo lo que estos polímeros pueden encontrar cuando están en uso. Finalmente, son fáciles de dar forma a los productos, pero lo suficientemente robustos como para que los envases hechos con ellos no se deformen en un camión de reparto que se sienta al sol todo el día.

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Fotografía: Rawpixel

Sin embargo, estos materiales tienen serias desventajas. Se degradan dolorosamente lentamente, lo que significa que las poliolefinas sobrevivirán en el medio ambiente durante décadas o siglos. Mientras tanto, la acción de las olas y el viento los abrasa mecánicamente, creando micropartículas que pueden ser ingeridas por peces y animales, ascendiendo en la cadena alimenticia hacia nosotros.

Reciclar poliolefinas no es tan sencillo como a uno le gustaría debido a problemas de recolección y limpieza. El oxígeno y el calor causan daños en la cadena durante el reprocesamiento, mientras que los alimentos y otros materiales contaminan la poliolefina. Los continuos avances en química han creado nuevos grados de poliolefinas con mayor resistencia y durabilidad, pero estos no siempre se pueden mezclar con otros grados durante el reciclaje. Además, las poliolefinas a menudo se combinan con otros materiales en envases multicapa; Si bien estas construcciones multicapa funcionan bien, son imposibles de reciclar.

Los polímeros a veces son criticados por ser producidos a partir de petróleo y gas natural cada vez más escasos. Sin embargo, la fracción de gas natural o petróleo utilizada para producir polímeros es muy baja ; menos del 5 por ciento del petróleo o gas natural producido cada año se emplea para generar plásticos. Además, el etileno se puede producir a partir de etanol de caña de azúcar , como lo hace comercialmente Braskem en Brasil.

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Fotografía: Kawin Harasai

Cómo se usa el plástico

Dependiendo de la región, el empaque consume del 35 al 45 por ciento del polímero sintético producido en total, donde predominan las poliolefinas. El tereftalato de polietileno, un poliéster, domina el mercado de botellas de bebidas y fibras textiles.

La construcción y la construcción consumen otro 20 por ciento del total de polímeros producidos, donde predominan los tubos de PVC y sus primos químicos. Las tuberías de PVC son livianas, se pueden pegar en lugar de soldar o soldar, y resisten en gran medida los efectos nocivos del cloro en el agua. Desafortunadamente, los átomos de cloro que confieren al PVC esta ventaja hacen que sea muy difícil reciclar: la mayoría se descarta al final de la vida.

Los poliuretanos, una familia completa de polímeros relacionados, son ampliamente utilizados en el aislamiento de espuma para hogares y electrodomésticos, así como en revestimientos arquitectónicos.

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Fotografía: Zbysiu Rodak

El sector automotriz utiliza cantidades cada vez mayores de termoplásticos, principalmente para reducir el peso y, por lo tanto, lograr mayores niveles de eficiencia de combustible. La Unión Europea estima que el 16 por ciento del peso de un automóvil promedio son componentes de plástico, sobre todo para piezas interiores y componentes.

Más de 70 millones de toneladas de termoplásticos por año se utilizan en textiles, principalmente ropa y alfombras. Más del 90 por ciento de las fibras sintéticas, principalmente tereftalato de polietileno, se producen en Asia. El crecimiento en el uso de fibra sintética en la ropa se ha producido a expensas de fibras naturales como el algodón y la lana, que requieren cantidades significativas de tierras de cultivo para ser producidas. La industria de la fibra sintética ha experimentado un crecimiento espectacular para la ropa y las alfombras, gracias al interés en propiedades especiales como el estiramiento, la absorción de la humedad y la transpirabilidad.

Como en el caso de los envases, los textiles no se reciclan comúnmente. El ciudadano estadounidense promedio genera más de 90 libras de desechos textiles cada año. Según Greenpeace, la persona promedio en 2016 compró un 60 por ciento más de prendas de vestir cada año que la persona promedio 15 años antes, y mantiene la ropa por un período de tiempo más corto.

*Texto publicado en The Conversation.

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Fotografía: Annie Gray