Ciencia de los materiales de plástico

Poliuretano (PU)

Los poliuretanos se forman por la polimerización de los isocianatos (ésteres) y los glicoles (alcoholes dihídricos). En función del método de producción, este grupo de plásticos puede mostrar propiedades muy diferentes.
El poliuretano se produce generalmente en forma de espuma. Una espuma suave que conserva su forma es particularmente recomendable en el tapizado de muebles. Por otro lado, la espuma dura se usa en la industria de la construcción. Este plástico también puede usarse en la fabricación de pinturas, adhesivos o fibras textiles elásticas. Sin embargo, resulta difícil de reciclar y, si se quema, libera sustancias tóxicas (isocianatos, ácido cianhídrico).

Usos:
Colchones, asientos de coches, esponjas de cocina, aislamientos térmicos, protección anticorrosiva en la industria automotriz, revestimientos para muebles y suelos, textiles (elastano)

Policarbonato (PC)

Los policarbonatos también pertenecen al grupo de los polímeros y se producen usualmente a partir de fosgeno y bisfenol A. El policarbonato es un plástico importante debido a sus propiedades específicas, sin embargo, al ser relativamente caro, se usa únicamente cuando es necesario y no está entre los plásticos de producción masiva.
El policarbonato es incoloro y translúcido. A pesar de tener una resistencia a los agentes químicos relativamente baja, es altamente inastillable y resistente a los impactos. Por lo tanto, el policarbonato es ideal para su uso en el campo de la óptica y acristalamientos de seguridad. Sin embargo, debido a su contenido de bisfenol A, este plástico puede ser perjudicial para la salud.

Usos:
CD y DVD, industria automotriz, electrónica, cristales para gafas, cascos de seguridad, etc.

Poliestireno (PS)

El poliestireno se produce a partir del estireno líquido incoloro. En forma de espuma, este plástico es conocido con el nombre comercial de Styrofoam (poliestireno extruido).
El poliestireno tiene una superficie brillante parecida al vidrio. Es duro y quebradizo, lo que puede causar la formación de grietas de tensión. Como espuma, este material se usa principalmente como aislante térmico. El poliestireno es problemático debido al contenido de sustancias cancerígenas, principalmente en la producción y el procesamiento. También es difícil de reciclar.

Usos:
Estuches de CD, aislamiento de cables eléctricos, carcasas para electrodomésticos, envases de yogur, papeles de aluminio para el embalaje, aislamientos térmicos, materiales de embalaje térmico

Polietileno (PE)

El polietileno se produce mediante la polimerización del etileno en forma gaseosa (etano). Es posible modificar la densidad del material mediante distintos procesos de síntesis y crear los siguientes tres tipos: Polietileno de alta densidad (designado como HDPE, por sus siglas en inglés, o PEAD), polietileno lineal de baja densidad (designado LLDPE, por sus siglas en inglés) y polietileno de baja densidad (designado como LDPE, por sus siglas en inglés, o PEBD).
En general, el polietileno es un plástico más bien blando y con gran estabilidad frente a las sustancias químicas. Ya que el polietileno apenas absorbe agua y es de baja densidad, flota sobre la superficie del agua.

Usos:
Polietileno de alta densidad: cajas portabotellas para bebidas, barriles, botellas y viales, baldes, cuencos, entre otros.
Polietileno de baja densidad y polietileno lineal de baja densidad: papeles de envoltura, bolsas de plástico, recubrimientos de cables, tubos, etc.

Polipropileno (PP)

El polipropileno es un termoplástico derivado del gas propileno. A menudo, este plástico se procesa para transformarlo en fibras.
El polipropileno es el plástico de producción masiva con la menor densidad y flota en el agua. Su estabilidad y resistencia a las sustancias químicas es similar a la del polietileno de baja densidad, sin embargo, se puede usar a temperaturas más altas. Dado que el polipropileno es inodoro y no irrita la piel, se usa ampliamente en las industrias alimenticia y farmacéutica.

Usos:
Envasado de alimentos, electrodomésticos, piezas de automóviles, construcción, muebles de jardín, césped artificial, carcasas de maletas, aparatos médicos, bolsas plásticas, etc.

Policloruro de vinilo (PVC)

El policloruro de vinilo se produce a partir del gas cloroeteno, conocido como cloruro de vinilo. Es posible darle elasticidad a este plástico más bien rígido gracias a la adición de plastificantes. Los ftalatos usados como plastificantes en el PVC pueden constituir hasta el 70 % del material.
El PVC es un plástico aislante muy resistente al fuego, por lo que resulta un material ideal en la industria de la construcción, en particular para tuberías y perfiles de ventanas. Por otra parte, el PVC dista mucho de ser inofensivo: no solo está constituido por materia prima carcinógena y ftalatos insalubres, sino que también libera dioxinas tóxicas durante la combustión.

Usos:
Revestimientos para suelos, tuberías de drenaje, perfiles de ventanas, juntas, discos de vinilo, flotadores, etc.

Polietilentereftalato (PET)

El polietilentereftalato es un policondensado de la familia de los polímeros obtenidos a partir de ácido tereftálico y etilenglicol.
En su estado amorfo, el polietilentereftalato es un material transparente, ligero y resistente a los impactos, y se usa principalmente en la fabricación de botellas para el envasado de refrescos y agua. El polietilentereftalato también se procesa para obtener fibras textiles (partículas microplásticas) ya que conserva la forma, es resistente a los pliegues y las rasgaduras, y repele el agua. El polietilentereftalato tiene un valor de reciclaje relativamente bueno. Sin embargo, el hecho de que las botellas de polietilentereftalato liberen acetaldehído y antimonio en el líquido que contienen constituye un problema. A pesar de ello, los valores medidos no se consideran peligrosos para la salud.

Usos:
Botellas, envasado de alimentos y cosméticos, electrodomésticos, ingeniería mecánica, cinturones de seguridad, implantes médicos, etc.

Bioplástico

Desde la década de 1980, ha habido un creciente debate sobre los bioplásticos y su producción como una alternativa a los plásticos tradicionales. Aunque durante mucho tiempo el foco de atención se centraba en el aspecto ecológico de la biodegradabilidad, los argumentos económicos tienen un cometido importante en la actualidad. Con los precios en alza del petróleo, los plásticos de origen biológico despiertan cada vez mayor interés en la industria de los plásticos. 
Sin embargo, "biodegradable" y "de origen biológico" son términos diferentes y no deben confundirse. Aunque en ambos casos se hable de forma un tanto poco precisa de los "bioplásticos", los dos términos denotan dos propiedades muy diferentes que pueden combinarse entre sí, pero que también pueden darse por separado.

Bioplásticos

Un plástico es de origen biológico si está elaborado con materia prima sostenible (vegetal). Por ejemplo, los bioplásticos se pueden fabricar a partir de almidón, celulosa, azúcar, aceites vegetales, lignina y proteínas. Estas sustancias básicas pueden obtenerse del maíz, la madera, la caña de azúcar o las patatas.
Los bioplásticos no están exentos de críticas. Y las críticas son muy similares a las que se refieren a los biocombustibles: "Tanques llenos y platos vacíos", ya que se reduce el área de cultivo para la producción de alimentos. Asimismo, la cuestión de si los bioplásticos son realmente más respetuosos con el medioambiente que aquellos derivados de los aceites minerales es un tema objeto de acalorados debates. Si se observa todo el ciclo de vida de esos plásticos (incluyendo la siembra, riego, cosecha, producción y transporte) los plásticos biológicos no necesariamente obtienen mejores resultados.

"Bio" es una estrategia de marketing

En la actualidad, muchos productores se están pasando a lo "bio" porque lo ecológicamente sostenible resulta ser un buen gancho de venta. Sin embargo, esos productos no siempre cumplen con lo prometido. Por ejemplo, la botella PLA de agua (hecha de poliácido láctico) es, en la práctica, difícil de convertir en compost y, si por error, acaba en la recolección del polietilentereftalato (PET), puede enturbiar el ciclo de ese material. Además, los bioplásticos tienden a transmitir el mensaje equivocado de que podemos continuar consumiendo despreocupadamente. Por consiguiente, la utilidad de los bioplásticos se debate acaloradamente.

Aunque cada plástico tiene propiedades específicas, estas se pueden modificar en el proceso de producción según sea necesario y adaptar mediante la mezcla con otros polímeros o el uso de aditivos para satisfacer diferentes necesidades. Existen preocupaciones acerca del impacto sobre la salud y el medioambiente en relación con el uso de ciertas sustancias. En la actualidad, ciertos ftalatos (plastificantes), el bisfenol A y diversos ignífugos son considerados como particularmente problemáticos. Varias de estas sustancias están ya prohibidas y otras están siendo examinadas actualmente en el marco del Reglamento sobre el registro, evaluación, autorización y restricción de sustancias químicas (también conocido como REACH por sus siglas en inglés y que sigue el principio "una sustancia, un registro", o lo que es lo mismo, "no hay comercialización sin registro"), que entró en vigor en el año 2007. El Reglamento REACH de la Unión Europea se adoptó para mejorar la protección de la salud humana y del medioambiente de los riesgos que suponen las sustancias químicas, al mismo tiempo que se mejora la competitividad de la industria de sustancias químicas en la Unión Europea. También promueve métodos alternativos para la evaluación del peligro que entrañan las sustancias a fin de reducir la experimentación con animales.

Dado que no hay leyes de declaración obligatoria para los plásticos y los aditivos que contienen, y que los productores mantienen la composición en secreto, a menudo es muy difícil para los consumidores discernir entre los productos dañinos y los inofensivos, siendo prácticamente imposible verificar si se han violado las prohibiciones y limitaciones pertinentes.

bisfenol A

El bisfenol A (BPA) es una sustancia química de uso industrial que se encuentra en muchos productos de uso cotidiano, y los peligros que entraña para la salud y el medioambiente son objeto de controversia desde hace muchos años. Es un elemento esencial en la producción de los policarbonatos y se usa en las carcasas de aparatos eléctricos y electrónicos, botellas y envases de alimentos, discos compactos y en el campo de la medicina, entre otros usos. Además, las resinas epoxi obtenidas a partir de bisfenol A se usan como barnices para el revestimiento de superficies o para recubrir el interior de las latas de bebidas o de alimentos, botes de bebidas y tuberías de drenaje. El bisfenol A también se usa como aditivo para el papel térmico de revestimiento, para lentificar el proceso de envejecimiento del PVC y como estabilizador en el fluido para frenos hidráulicos. Es una sustancia con una gran movilidad y con efecto pseudohormonal. Los objetos y revestimientos pueden liberar esta sustancia química y, por consiguiente, es posible (a través de los alimentos o de la piel) que pueda entrar en el organismo de los humanos causando, probablemente, incluso en pequeñas dosis, un efecto adverso en el sistema endocrino (responsable de la segregación de las hormonas). Existen riesgos principalmente en relación con la sexualidad y la salud reproductiva, la diabetes, la obesidad, las enfermedades cardiovasculares, así como también con el desarrollo intelectual y el comportamiento.

A pesar de que las autoridades europeas insisten en que, si se utiliza correctamente, el bisfenol A es inocuo, otros países no excluyen la posibilidad de daños para la salud de los consumidores y han preferido adoptar un enfoque más cauteloso. Las pruebas llevadas a cabo en biberones y chupetes del 2008 al 2009 arrojaron resultados preocupantes. En Canadá, los biberones fabricados a partir de policarbonatos que contienen BPA están prohibidos desde el año 2008 y en la Unión Europea entró en vigor una prohibición similar en el 2011. Desde entonces, varias instituciones han afirmado que el BPA es inocuo, sin embargo, las investigaciones continúan.

El plástico en la habitación de los niños

Los productos para bebés, los juguetes infantiles y los muebles en las habitaciones de los niños deben fabricarse a partir de materiales inocuos e identificarse con símbolos reconocidos. El símbolo CE, por ejemplo, confirma únicamente que el producto cumple con las directivas europeas menos estrictas. Una mejor opción son los productos con sellos de calidad protegidos y requisitos más estrictos, aunque estos difieren de un país a otro. A menudo, los productos inocuos y seguros son identificados claramente como tales en la actualidad.

Antes de comprar un artículo, los consumidores deberían revisar el producto y su lista de materiales, la reputación y el origen del fabricante, y la calidad, robustez y neutralidad del olor del producto. A modo de buen consejo general, se debería comprar un menor número de productos, pero de la mejor calidad en lugar de un número mayor de productos más baratos.

Microplásticos

Los microplásticos representan una parte importante del problema de la basura plástica que recientemente ha sido objeto de una intensa investigación. Las micropartículas (según la definición vigente, menores de 5 mm, teniendo las partículas más pequeñas encontradas hasta la fecha un tamaño de tan solo 1/1000 mm) se introducen en el mar de diversas formas. Además de los restos de plástico que se desintegran por la acción de la fricción y de la radiación UV, los granulados o pellets de plástico, una materia prima en la fabricación de los productos de plástico, constituyen una parte importante del problema. Debido a la manipulación negligente (durante el transporte, por ejemplo), se introducen cantidades considerables en los entornos naturales.
Investigaciones recientes demuestran que los textiles fabricados con fibras sintéticas, como el poliéster y especialmente el forro polar, pierden hasta 1900 fibras sintéticas en cada lavado. Los productos exfoliantes, muchos de los cuales contienen pequeñas perlas de plástico fabricadas con polietileno, entrañan un problema similar. Estas micropartículas no son retenidas por los filtros de las plantas de tratamiento de aguas residuales, por lo que, al quedar suspendidas en estas, logran llegar a los mares a través de los ríos, contaminando las playas, acumulándose como impurezas y entrando en la cadena alimentaria. Los productos fabricados a partir de materiales naturales ofrecen una importante alternativa, ya que se descomponen en elementos inocuos que se desintegran en pocos años.

Perlas de microplásticos

La exfoliación está prevista para estimular la regeneración de la piel y ayudarla a tener un aspecto más joven. No es de extrañar que las cremas exfoliantes para el rostro y el cuerpo desempeñen un papel cada vez más importante en la generalizada batalla de la sociedad contra el envejecimiento. En la exfoliación mecánica, agentes abrasivos insolubles en agua (microperlas fabricadas con plástico) se usan frecuentemente. Las alternativas incluyen materiales exfoliantes elaborados con semillas de frutas molidas, arcilla curativa y aceite de jojoba, o partículas solubles en agua, como por ejemplo, la sal o el azúcar, combinados generalmente con aceites, o el clásico método de exfoliación: mediante un cepillo.

Productos exfoliantes con perlas de microplásticos:

Exfoliante facial con micropartículas de polietileno

Exfoliante corporal con perlas exfoliantes de tamaño variable fabricadas con polietileno

Alternativas:

Gel para la limpieza del cutis + sal marina para proporcionar el efecto exfoliante

Exfoliante corporal con semillas de albaricoque trituradas

Cepillo corporal elaborado con madera y cactus

Microfibras

En el año 1993, Patagonia se convirtió en la primera empresa de ropa de actividades al aire libre en usar botellas de polietilentereftalato para elaborar algunas de sus prendas de forro polar. Esta empresa comprometida con el medioambiente afirma orgullosamente que fue "un paso positivo hacia un sistema más sostenible, uno que usa menos recursos, desecha menos y protege mejor la salud de las personas". Desde entonces, aproximadamente 92 millones de botellas de polietilentereftalato han sido transformadas en prendas de vestir. Sin embargo, muchas empresas que producen jerséis y chaquetas de forro polar encaran el reto de dar pasos innovadores adicionales para proteger el medioambiente en vista de los recientes descubrimientos sobre las microfibras en las aguas residuales.

Materiales naturales como la seda, el algodón o la lana merino, ofrecen una alternativa importante al uso de las fibras sintéticas, incluso para la ropa deportiva. Esta camiseta de lana merino proveniente de Nueva Zelanda no pica, no tiene olor, regula el calor corporal y no requiere de mayores cuidados. Además, la pérdida de fibras naturales durante el lavado no contamina el medioambiente.

Para los que deseen conservar algunos de sus viejos jerséis de forro polar y otras prendas potencialmente dañinas e incluso así contribuir a mantener los océanos libres de microplásticos, la empresa Guppy Friend, con sede en Berlín, tiene la solución: una bolsa de lavado que actúa como filtro de los microplásticos durante el lavado de la ropa. Gracias a esta innovación, el 99 % de los microplásticos que acabarían en las redes de suministro de agua (donde no se podrían volver a filtrar) permanece en la bolsa para ser desechados apropiadamente.

Ftalatos

Los ftalatos se usan como plastificantes, sobre todo en el PVC, representando entre un 30 % y un 35 % de su composición. Hacen de este material más bien duro y quebradizo, un plástico blando y flexible. Aproximadamente un millón de toneladas de ftalatos se usan anualmente en Europa Occidental, siendo los cinco más comunes el diisodecilftalato (DIDP), el diisononilftalato (DINP), el ftalato de dietilhexilo (DEHP), el dibutilftalato (DBP) y el benzilbutilftalato (BBP).
El PVC blando y los ftalatos que contiene se encuentran en muchos productos que se utilizan a diario, por ejemplo, revestimientos para suelos, papeles pintados, cortinas de ducha, pinturas y barnices, material de embalaje y cosméticos, artículos deportivos y de ocio, así como también en productos para bebés y juguetes infantiles. En la industria de la construcción, este material se usa para cables, conductos o para sellar techos; en la industria automotriz, para la protección de los bajos de la carrocería, sellados, forros interiores y lonas de camiones; y en el campo médico-técnico, el PVC blando se usa para fabricar bolsas y tubos de infusión y recubrimientos entéricos de pastillas.
Los plastificantes no se unen al plástico, por lo que se pueden evaporar o disolver al entrar en contacto con líquidos y grasas. Se sospecha que la mayor cantidad de plastificantes se introduce al medioambiente durante el uso del producto. Los ftalatos pueden entrar en el organismo a través de los alimentos, la saliva, la respiración o a través de la piel, y se acumulan en el polvo de los hogares.
Los estudios demuestran que una cierta cantidad de ftalatos puede suponer un peligro para la reproducción humana, mientras que se sospecha que otros se concentran en el medioambiente. La Unión Europea ha declarado varios plastificantes como tóxicos para el sistema reproductivo humano y ha prohibido su uso en productos para bebés y juguetes infantiles.

Alternativas:

Las pinturas y barnices con el símbolo del "Ángel Azul" no contienen plastificantes. Con frecuencia, los productos inocuos y seguros son identificados claramente como tales.

Los cables sin halógenos no contienen fluoruro, cloro, bromo ni iodo, sustancias químicas que, en caso de incendio, pueden revestir peligros similares a los del PVC. Como resultado, estos cables son cada vez más populares en aquellos edificios donde se congregan grupos de personas o donde se resguarda material valioso.

Ciertos productos fabricados con plástico tienen particularmente una alta probabilidad de acabar como basura, principalmente los envases, ya que se desechan casi de inmediato. Informes provenientes de las campañas internacionales de limpieza de basura han evidenciado que los restos de plástico procedentes de la industria alimentaria y de la industria del embalaje entran a menudo en los mares como restos flotantes.

Las botellas de plástico, las bolsas de plástico, las pajitas, tapas y envases de alimentos se incluyen entre las diez formas más comunes de restos flotantes.

Embalaje

Alrededor de un tercio del plástico producido en el mundo (128,8 toneladas) se usa como material de embalaje.

Su uso se justifica principalmente por su utilidad en la conservación de las mercancías y por la reducción de los riesgos de rotura, y también por su transparencia y bajo peso, que por lo general representa un pequeño porcentaje del peso neto del producto. Esto se traduce en ahorros en los costes de transporte y en el equilibrio del ciclo de CO2, especialmente en las distancias más largas. No obstante, existe una clara desconexión entre la larga duración del embalaje de los productos (hasta varios cientos de años) y la corta vida útil del producto.
Este problema se ve exacerbado por el enfoque de autoservicio de los supermercados, que requiere el mayor número posible de productos preenvasados. Si bien la industria defiende el uso del plástico argumentando que tiene un equilibrio ecológico más favorable que otros materiales, la pregunta que surge es si cada porción de fruta o verdura, queso o embutido necesita realmente su propia envoltura de plástico.

Comida para llevar

El "diseño de la cultura de los puestos de comida ambulantes" es una expresión visible de la sociedad actual que siempre parece estar dirigiéndose a algún lugar y que se caracteriza por su "eficiencia y conveniencia".

Influenciada por la siempre presente botella de plástico de polietilentereftalato de práctico tamaño y el envasado para los alimentos que se consumen en cualquier sitio, la industria de los plásticos parece haber encontrado aquí un mercado inagotable, pero que desafortunadamente también contribuye decisivamente a la contaminación.
Muchas tiendas al por menor y cadenas de comida rápida ya están haciendo un esfuerzo concertado para encontrar más alternativas respetuosas con el medioambiente, sin embargo, también es mucho lo que se puede hacer individualmente: botellas retornables o reutilizables fabricadas con materiales no perjudiciales, fiambreras con comidas caseras en lugar de comida rápida, comidas campestres o fiestas con materiales respetuosos con el medioambiente y vidrio en lugar de vasos de plástico.

La botella de plástico

Uno de los productos clásicos fabricados con plástico lo constituye la botella de plástico. Al ser ligera (en comparación con el vidrio), es a menudo la "botella por elección". Sin embargo, su vida útil es muy limitada al no ser apta para rellenarla y reutilizarla. Son varios los países que han intentado encargarse de este artículo de un solo uso estableciendo un sistema de eliminación especial a fin de que se recicle adecuadamente, haciendo pagar a los consumidores un depósito por botella de forma que se asegure consistentemente su devolución. Y, afortunadamente, son muchos los países donde se puede beber el agua directamente del grifo.

La bolsa de plástico

La bolsa de plástico de polietileno o polipropileno, introducida por primera vez en la década de 1960, se considera como el símbolo de la sociedad de consumo. Alrededor de 600 mil millones de bolsas de plástico se producen en todo el mundo cada año y cada ciudadano europeo usa un promedio de 500 bolsas de plástico al año. Por lo general, se usan solo una vez, lo que contrasta fuertemente con su larga vida útil. Las bolsas de plástico finas, en particular, representan un grave problema ecológico. Son fácilmente arrastradas por el viento y han convertido muchos tramos de tierra en paisajes de plástico, o aterrizan en los ríos y arroyos para encontrar finalmente su camino hacia el mar. En cierto número de países, incluyendo Francia, India y China, las bolsas de plástico, ya sean las de cualquier tipo o solo las bolsas ligeras, están prohibidas en la actualidad. Aunado a este enfoque, se están probando estrategias para reducir su número mediante la imposición de impuestos y tasas, a través del reciclaje o del uso de bioplásticos. Las alternativas más sostenibles incluyen las bolsas de papel, bolsas de tela, cestas de la compra o bolsas de plástico con una vida útil más larga.