Qué es realmente el plástico
Los plásticos son una amplia gama de materiales sintéticos o semisintéticos que utilizan polímeros como ingrediente principal. Su plasticidad hace posible que los plásticos puedan ser moldeados, extruidos o prensados en objetos sólidos de diversas formas. Esta adaptabilidad, además de una amplia gama de otras propiedades, como ser ligeros, duraderos, flexibles y baratos de producir, ha llevado a su uso generalizado. Los plásticos suelen fabricarse mediante sistemas industriales humanos. La mayoría de los plásticos modernos se derivan de productos químicos basados en combustibles fósiles, como el gas natural o el petróleo; sin embargo, los métodos industriales más recientes utilizan variantes fabricadas con materiales renovables, como los derivados del maíz o del algodón[1].
Se calcula que entre 1950 y 2017 se han fabricado 9.200 millones de toneladas de plástico. Más de la mitad de este plástico se ha producido desde 2004. En 2020 se produjeron 400 millones de toneladas de plástico[2] Si se mantienen las tendencias mundiales de la demanda de plástico, se calcula que en 2050 la producción mundial anual de plástico superará los 1.100 millones de toneladas.
Qué es el plástico
Antes de los primeros años de la década de 1920, los químicos dudaban de la existencia de moléculas con pesos moleculares superiores a unos pocos miles. Este punto de vista limitado fue cuestionado por Hermann Staudinger, un químico alemán con experiencia en el estudio de compuestos naturales como el caucho y la celulosa. En contraste con la racionalización predominante de estas sustancias como agregados de pequeñas moléculas, Staudinger propuso que estaban formadas por macromoléculas compuestas por 10.000 o más átomos. Formuló una estructura polimérica para el caucho, basada en una unidad repetitiva de isopreno (denominada monómero). Por sus aportaciones a la química, Staudinger recibió el Premio Nobel en 1953. Los términos polímero y monómero derivan de las raíces griegas poly (muchos), mono (uno) y meros (parte).
El reconocimiento de que las macromoléculas poliméricas constituyen muchos materiales naturales importantes fue seguido por la creación de análogos sintéticos con diversas propiedades. De hecho, las aplicaciones de estos materiales como fibras, películas flexibles, adhesivos, pinturas resistentes y sólidos resistentes pero ligeros han transformado la sociedad moderna. En los siguientes apartados se analizan algunos ejemplos importantes de estas sustancias.
Producción de plástico
El término “plástico” procede de la palabra griega “plastikos”, que significa “moldear” o “formar”. El plástico es un material que se puede moldear y endurecer. Está formado por cadenas moleculares muy largas llamadas “polímeros”. Los químicos toman los componentes básicos, o monómeros, y los unen para formar las cadenas de polímeros. La estructura y la longitud de estas cadenas dictan las propiedades del plástico creado.
Un buen ejemplo de polímero es el polietileno. El etileno (etano) es el monómero. Cuando muchas moléculas de etileno se unen de extremo a extremo en una cadena mediante una reacción química se forma el polietileno.
Los compuestos de las materias primas orgánicas para el plástico tienen masas diferentes y, por tanto, hierven a temperaturas distintas. Por lo tanto, es posible separarlos mediante un proceso conocido como destilación fraccionada. La mezcla se separa en fracciones, no en compuestos individuales. Las fracciones contienen una mezcla de compuestos cuyas temperaturas de ebullición son similares.
El craqueo rompe las moléculas grandes en otras más pequeñas. Estas moléculas más pequeñas son más útiles y, por tanto, de mayor valor. Por ejemplo, las fracciones de muy alto punto de ebullición se craquean para producir gasolina y fracciones de gasóleo. Hoy en día, la mayor parte del craqueo utiliza catalizadores, pero todavía se realiza algún tratamiento térmico. La pureza de las moléculas finales es también una consideración clave, ya que los compuestos no deseados en la estructura molecular final son contaminantes que pueden debilitar, o cambiar, el comportamiento del material.
Cuánto petróleo se utiliza para fabricar plásticos
Los plásticos se obtienen a partir de materiales naturales y orgánicos como la celulosa, el carbón, el gas natural, la sal y, por supuesto, el petróleo crudo. El petróleo crudo es una mezcla compleja de miles de compuestos y necesita ser procesado antes de poder ser utilizado. La producción de plásticos comienza con la destilación del crudo en una refinería de petróleo. En ella se separa el crudo pesado en grupos de componentes más ligeros, llamados fracciones. Cada fracción es una mezcla de cadenas de hidrocarburos (compuestos químicos formados por carbono e hidrógeno), que se diferencian por el tamaño y la estructura de sus moléculas. Una de estas fracciones, la nafta, es el compuesto crucial para la producción de plásticos.
Para producir plásticos se utilizan dos procesos principales: la polimerización y la policondensación, y ambos requieren catalizadores específicos. En un reactor de polimerización, monómeros como el etileno y el propileno se unen para formar largas cadenas de polímeros. Cada polímero tiene sus propias propiedades, estructura y tamaño en función de los distintos tipos de monómeros básicos utilizados.