Fascículo 34

¿Sabías que la madera puede serplástica?La madera “plástica” es producto del reciclaje de polietilenode baja y alta densidad, así como de otros polímeros contrazas de metales. Posee las características de la maderaen cuanto a que puede ser serruchada, taladrada y setrabaja con las mismas herramientas que la natural. Tieneaplicación en los exteriores de las casas o construccionesy es impermeable y reciclable. Su importancia radica enque es ecológica porque colabora con la preservación delos recursos naturales.

La compañía www.singaporeemarketplace.com ofrece unaventa de este tipo de madera con el eslogan “Salve nuestrosárboles, use Plastiwood®”.

Capítulo X. Petróleo: Química e industriaEl mundo de la química

Un poco de historiaEn los años cincuenta, el químico alemán Kart Ziegler(1889-1973) descubrió que se podía polimerizar eteno encondiciones moderadas de presión y temperatura enpresencia de un catalizador: tetracloruro de titanio activadocon cloruro de alquilaluminio. Luego, el ingeniero italianoGiulio Natta (1903-1979) polimerizó propeno en las mismascondiciones y obtuvo una mezcla de polipropileno. Elcatalizador usado por ambos se conoce como Ziegler-Natta. Por sus aportes al estudio de las macromoléculasse les otorgó, en el año 1963, el Premio Nobel de Química.

¿Sabías que…?No todos los materiales de plástico para recubrir o envolveralimentos pueden ser usados para calentar comida enel microondas. Uno de ellos es el PVC. Su monómeroClHC = CH2 (cloruro de vinilo) es cancerígeno ydurante la polimerización del PVC queda ocluidoen la red del polímero. Esto hace posible quedurante la cocción de productos en esosrecipientes la sustancia contamine el alimento.Es importante que se utilicen sólo envasesdiseñados para ser usados en ese tipo dehornos. Los materiales de uso común tienenescritas las siglas internacionales que identificanel tipo de polímero con el cual están hechos.

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Charles Goodyear, en 1839, produjo por accidentehule sintético mediante un proceso que se conoceactualmente como vulcanización. El mismo consisteen la polimerización de ciertos alquenos en presenciade azufre e involucra el ordenamiento de las cadenaspoliméricas de manera especial debido a laposibilidad de formar enlaces sulfuro entre ellas.

El proceso de vulcanización es utilizado paraaumentar el punto de fusión del caucho y hacerlosuficientemente duro como para ser usado en lafabricación de cauchos para automóviles y otrosproductos. Durante la vulcanización las cadenas deunidades de poliisopreno se unen entre sí conenlaces sulfuro llamados puentes de azufre, comose ve en la figura. Esto los hace térmicamente másestables, pero los transforma en un material rígidoque una vez moldeado no puede cambiar de forma.

Vulcanización: El hule sintético

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Hule natural

Hule vulcanizado

COMPUESTOS

SULFúRICOSHule natural

Hule solidificado

La principal aplicación delhule sintético es enneumáticos. El de origennatural, sin azufre, no esapropiado para aplicacionesque requieran de fuerza odurabilidad.

InteresanteLas bolsas fabricadas para contener sangre son hechas con PVC grado médico. Estematerial permite que el 80 % de los glóbulos rojos de la sangre sobrevivan. El empaqueviene con tubos, jeringas y un líquido anticoagulante cuya composición permite que lasangre se mantenga en buenas condiciones. Están confeccionadas para contener de430 a 450 ml de sangre, que es lo que se conoce como una unidad de sangre.

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Otros polímerosPoliamidasSon polímeros conformados por monómeros que contienenel grupo amida. Algunos son sintéticos, como el nylon-6que se obtiene por la polimerización de e-caprolactama.

Tejidos sintéticosA partir de la celulosa de la madera es posible obtenerfibras para telas como el perlón y el rayón, imitaciones delana y seda, respectivamente. Seguramente te haspreguntado de qué están hechas las telas que no se“arrugan”; pues lo están de un polímero conocido comopolialgodón al que se le ha añadido formaldehído. Si bienes de uso frecuente para fabricar ropa, tiene la desventajade no permitir la transpiración corporal y puede causar, enalgunas personas, alergias y dermatitis.

AramidasLas aramidas son poliamidas similares a uno de los tiposde nylon. Ejemplos comerciales de estos polímeros son elNomex y el Kevlar. Mezclas de estos dos productos seutilizan para hacer ropa antillamas.

El Nomex es un tipo de polímero que se usa paraprotegernos contra las llamas ya que no se inflamafácilmente. Por esta razón es ampliamente utilizado en lostrajes de los conductores profesionales de automóviles decarrera. Las mezclas de Nomex-Kevlar también protegena los bomberos.

El chaleco antibalas es una pieza de uso fundamental paraaquellas personas que poseen trabajos riesgosos comopolicías y militares. En sus inicios estuvo confeccionado apartir de un material conocido como Kevlar, descubiertoen 1971 por Stephanie Kwolek. El peso de esta fibra es 5veces menor a su equivalente en acero. La protección sefundamenta en el principio de que toda bala o proyectilhace daño no sólo por su forma y por el material del queestá hecho, sino por la energía que le imprime la detonacióndel cartucho. La energía cinética puede ser dispersadacuando el proyectil choca con la fibra de Kevlar, sin quepenetre o trasponga esta barrera. En la actualidad elpolietileno de ultra alta masa molar (UHMWPE) ha sustituidolas fibras de Kevlar en la fabricación de chalecos antibalas.

N

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Estructura del nylon-6

Dupont introdujo el nylon en la Feria Mundial de NuevaYork en el año 1939, y las medias realizadas con esematerial se han transformado en ícono de la coqueteríafemenina hasta hoy.

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Interesante¡Música maestro!Antes del advenimiento de las grabaciones, para escucharmúsica se debía acudir a lugares dispuestos para tal fin,a menos que algún miembro de la familia interpretara uninstrumento musical. Thomas A. Edison fue el inventordel fonógrafo, primer aparato usado para grabar sonidossobre un cilindro de cera, el que fue posteriormentesustituido por un disco. Luego, en los años veinte, seinventó la primera banda magnética, y después de laSegunda Guerra Mundial los discos de acetato, los cualesfueron usados hasta mediados de los años noventa.En la actualidad, el mayor avance en la era de latecnología audiodigital es el disco compacto o CD. El CDoriginal está hecho de un material metálico reflexivo, quecontiene la información, ubicado entre dos láminas depolicarbonatos.

Emisión de luz láserRecepción de luz láser

CDSuperficie y etiqueta

Capa de datos

Policarbonato

Para leer los datos en el disco, la luz delláser brilla a través del policarbonato eimpacta sobre la capa de los datos. Deesta manera, las propiedades de reflexiónde la luz láser que inciden en la capa dedatos son digitalizadas (0 o 1) y pasadasa su procesamiento.

Los bebés se mantienen secosgracias a los poliacrilatosLos pañales desechables están hechos de varios tiposde polímeros, pero el responsable de la absorción de lahumedad es el poliacrilato, un polímero hidrofílico quepuede admitir agua hasta 800 veces su peso. Un pañaldesechable está compuesto por diversas capas: la internaes de polipropileno; la central de poliacrilato combinadocon celulosa distribuye el líquido por todas partes, y unacapa externa de polietileno que retiene la humedad. Losderrames se evitan gracias a que el pañal dispone deunos puños elastificados de propileno hidrófobo. A pesarde las ventajas que presentan deben ser cambiados confrecuencia para evitar irritaciones en el bebé.

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Aunque el petróleo es un recurso natural, su relacióncon el medioambiente ha estado marcada por la altacontaminación que producen sus procesos o losaccidentes que de ellos pueden derivarse. En susorígenes, la industria petrolera era responsable deuna contaminación ambiental considerable. Con losaños, debido a la influencia de los avancestecnológicos y al establecimiento de leyes ambientalesmás estrictas, se ha ido reduciendo mucho el problemapero nunca podrá ser eliminado completamente.

Accidentes como los vertidos residuales de lasrefinerías junto con las explosiones en los pozos, soncada vez menos frecuentes gracias a los desarrollostecnológicos. Sin embargo, resulta más difícilcontrolarlos cuando ocurren en plataformas oceánicas;bien sea en las propias perforaciones o por lostransportes petroleros, los cuales siguen siendo unafuente importante de vertidos accidentales.

El control sobre las emanaciones industrialeses otra preocupación asociada con la actividadpetrolera. Esta fuente de contaminación dependede la calidad del crudo, considerando las impurezaspresentes en él como el azufre o el nitrógeno. Lasleyes ambientales limitan la cantidad de óxidos dedichos elementos que pueden emitirse al ambiente.

Por ello, la industria petroquímica ha prestadoatención al gas natural ya que es mucho máslimpio que el petróleo crudo. Una ventaja importantepara su uso, por ejemplo, es que sea un gas atemperatura ambiente ya que así es menos probableque se contaminen ríos y océanos. Además,contiene menos compuestos de azufre y nitrógenopor lo que se quema de forma más limpia.

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Esta imagen (falso color) muestra la contaminación en elLago de Maracaibo (2003) detectada por un satélite de laNASA.

El petróleo y el medioambiente

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ContaminaciónSegún estimaciones de la NASA el volumen de loscontaminantes vertidos al océano es de 3 175 millonesde litros anuales, el cual destruye importantesecosistemas del planeta. Los mayores “colaboradores”son los desechos de las ciudades y de las industriasque alcanzan 1 633 millones de litros, lo que representaun 51,4 %. Las operaciones de limpieza deembarcaciones de carga aportan 19,4 % del total. Lacantidad transferida al agua de los océanos a través dela lluvia ácida debido a las emisiones a la atmósferaproducto de los autos e industrias equivale a un13,0 %. La industria petrolera contamina por diferentesfuentes: los derrames provocados por los accidentesde buques petroleros (5,2 % de vertidos al mar cadaaño) y por perforaciones de las plataformas marinasque representan un 2,1 %, son algunos de ellos.

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¿Sabías que...?Alrededor del 0,1 al 0,2 % de la producción mundial depetróleo, que equivale a unos tres millones de toneladas,se derrama en el mar cada año, provocando daños enel ecosistema marino. Entre las técnicas para limpiarlos derrames petroleros podemos citar: cercado delvertido y recuperación del área utilizando sistemas desucción, centrifugación o empleando fibras absorbentesmediante la recolección; otra técnica es la de usarsustancias químicas que influyan en la solubilidad delos hidrocarburos en el agua para formar pequeñasgotas y poder recoger el vertido con rapidez a travésde dispersantes. Otra más consiste, en tratar de quemarel derrame considerando que es una forma de eliminarel petróleo, con el inconveniente de producir una altacontaminación atmosférica por medio de la combustión.Y, finalmente, el proceso que utiliza microorganismos(bacterias y hongos) que consumen los hidrocarburosy los transforman en sustancias químicas menosperjudiciales por medio de un mecanismo debiodegradación.

El Cristóforo Colombo echando 1 300 barriles de fuel-oil frente a lascostas griegas. Escrito sobre la roca: "No contamines, sé humano"Fuente: Sakhalin Environment Watch, Sept. 2004.

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La contaminación de desechos plásticos y fibras sintéticasha llegado a tal punto, que ni siquiera los océanos o lasplayas más remotas de nuestro planeta están a salvo desus estragos. Efectivamente, según un estudio publicadoen la revista Science, inclusive playas que podríansuponerse en estado virgen contienen desechos plásticosde tamaño microscópico mezclados con la arena y el lodo.

"Si tomamos en cuenta la durabilidad del plástico y lanaturaleza descartable de muchos artículos plásticos, lomás probable es que se incremente este tipo decontaminación", señaló el jefe del grupo de investigadoresde la Universidad de Plymouth, Inglaterra, el profesorRichard Thompson .

Y más importante aún es que se desconoce cuáles podríanser los efectos a largo plazo de esta contaminación.

Reciclando plásticosEl 90 % de los plásticos es reciclable y podemos encontrarloen numerosas formas y presentaciones. Sin embargo,debido a su gran variedad, es difícil su clasificación. Espor esta razón que se han acordado símbolos para suidentificación que ya se usan en nuestro país (ver fascículo33). Cada día es más claro que es necesaria larecuperación de los restos plásticos por dos razonesprincipales: la contaminación que provocan y el valoreconómico que representan. Son tres los métodos dereciclaje de plásticos más utilizados.

Reutilización. Es aplicable a aquellos productos quetienen un valor en su forma y estado actual, tales comocajas de poliestireno expandido, cajas de transporte debotellas o frutas, bidones... En estos casos, un simplelavado y almacenamiento del producto limpio es suficientepara su recuperación. Las aguas de lavado se utilizan enlas plantas de compostaje, papel u otras de recuperacióndentro del mismo complejo.

Reciclado por calidades. Se trata de separar los plásticosen función de su composición (polietilenos, PVC, PET,ABS...) y efectuar un lavado de los mismos. Para su venta,los plásticos limpios pueden ser comprimidos en balascomo en el caso del papel o fundidos y convertidos engranzas para darles un valor añadido.

Reciclado conjunto. Consiste en realizar una mezcla dela totalidad de los plásticos recolectados y, previa limpiezay trituración, moldearlos por extrusión obteniendo perfilespara su utilización como sustitutos de la madera o metales.Se puede fabricar madera plástica a partir del brik oplásticos de postconsumo. El nuevo material, la maderaplástica reciclada, procede de la recolección selectivamunicipal, y con él se fabrica desde mobiliario hastaelementos de decoración (ver página 265).

Desechos plásticos inundan la Tierra

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Gas para reciclar

Propeno

Benceno

Tolueno

Ceras y alquitránColumna dedestilación

Columna dedestilación

Gas reciclado

Airecomprimido

QuemadoresProductos de la pirólisis

Cenizas

Horno

Carbón

Método de la pirólisis para reciclarpolímerosPirólisis: es el craqueo de las moléculas porcalentamiento en el vacío. Este procesogenera hidrocarburos líquidos o sólidos quepueden ser luego procesados en refinerías.

Capítulo XI:

Energy ball.Escultura en Alemania. Arte kinético.Fuente: www.kugelbahn.ch