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Fundamentos CientĂ­ficos Oscar Alvarez Pastor Practica 2


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e c i d n • ¿Que es?

pag 4

• Historia pag 5 • Propiedades pag 6 • Clasificación pag 7 • Procesamiento pag 11 • Reciclado

pag 12

• Proceso pag 15 • Etapas pag 16 • Polietileno Verde pag 18 • Nuevo Producto pag 21 • Bibliografía pag 22

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? s e e u ¿Q El polietileno (PE) es

químicamente el polímero más simple. El Polietileno es un plástico barato que puede moldearse a casi cualquier forma, extruirse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas. El polietileno es probablemente el polímero que más se ve en la vida diaria. Es el plástico más popular del mundo. Éste es el polímero que hace las bolsas de almacén, los frascos de champú, los juguetes de los niños, e incluso chalecos a prueba de balas. Por ser un material tan versátil, tiene una estructura muy simple, la más simple de todos los polímeros comerciales. Una molécula del polietileno no es nada más que una cadena larga de

átomos de carbono, con dos átomos de hidrógeno unidos a cada átomo de carbono. Se produce a partir del Etileno que es un derivado del Petróleo o del Gas Natural. El Etileno es un gas que es sometido en un reactor a un proceso de polimerización, es decir la formación de largas cadenas que conforman la estructura del Plástico.

lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos comerciales. Las cadenas de polietileno se disponen bajo la temperatura de reblandecimiento Tg en regiones amorfas y semicristalinas.

Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2)n. Es uno de los plásticos más comunes, debido a su alta producción mundial (aproximadamente 60 millones de toneladas anuales alrededor del mundo) y a su bajo precio. Es químicamente inerte. Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno. Es un polímero de cadena

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a i r o t s i

El polietileno fue sintetizado por primera vez por el químico alemán Hans von Pechmann quien por accidente lo preparó en 1898 mientras se calentaba en la estufa diazometano. Cuando sus compañeros Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner investigaron la sustancia grasosa y blanca creada, descubrieron largas cadenas compuestas por -CH2- y lo llamaron polimetileno.

La presión requerida para lograr la polimerización del etileno era demasiado alta, por ello, la investigación sobre catalizadores realizada por el Alemán Karl Ziegler y el italiano Giulio Natta, que dio origen a los catalizadores Ziegler-Natta que les supuso el reconocimiento del más famoso premio a la ciencia a nivel

mundial, el premio Nobel en 1963 por su aporte científico a la química. Con estos catalizadores se logra la polimerización a presión normal.

El 27 de marzo de 1933, en Inglaterra, fue sintetizado tal como lo conocemos hoy en día, por Reginald Gibson y Eric Fawcett que trabajaban para los Laboratorios ICI. Lo lograron aplicando una presión de aproximadamente 1400 bar y una temperatura de 170 °C en un Autoclave, obteniendo el material de alta viscosidad y color blanquecino que se conoce hoy en día.

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P ropie dade s Tip os La mayoría de los grados de polietilenos de baja, media y alta densidad tienen una excelente resistencia química, lo que significa que no es atacado por ácidos fuertes o bases fuertes. También es resistente a los oxidantes suaves y agentes reductores. El polietileno se quema lentamente con una llama azul que tiene una punta de color amarillo y desprende un olor a parafina. El material continúa ardiendo con la eliminación de la fuente de llama y produce un goteo. El polietileno (aparte del polietileno reticulado) generalmente se pueden disolver a temperaturas elevadas en hidrocarburos aromáticos tales como tolueno o xileno, o en disolventes clorados tales como tricloroetano o triclorobenceno.

El polietileno se clasifica en varias categorías basadas sobre todo en su densidad y ramificación. Sus propiedades mecánicas dependen en gran medida de variables tales como la extensión y el tipo de ramificación, la estructura cristalina y el peso molecular. Con respecto a los volúmenes vendidos, los grados de polietileno más importantes son el HDPE, LLDPE y LDPE. A continuación se nombran los polietilenos más conocidos con sus acrónimos en inglés: • Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) • Polietileno de ultra bajo peso molecular (ULMWPE o PE-WAX) • Polietileno de alto peso molecular (HMWPE) • Polietileno de alta densidad (HDPE) • Polietileno de alta densidad reticulado (HDXLPE) • Polietileno reticulado (PEX o XLPE) • Polietileno de media densidad (MDPE) • Polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) • Polietileno de baja densidad (LDPE) • Polietileno de muy baja densidad (VLDPE) • Polietileno clorado (CPE)

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i s a l C

n ó i c a c i f

Polietileno de ultra alto peso Polietileno de alta densidad molecular (UHMWPE) (HDPE)

Polietileno reticulado (PEX o XLPE)

El UHMWPE es un polietileno con un peso molecular por lo general entre 3,1 y 5,67 millones. El peso molecular alto hace que sea un material muy duro, pero resulta en un empaquetado menos eficiente de las cadenas en la estructura cristalina como se evidencia por las densidades menores que el polietileno de alta densidad. Debido a su extraordinaria tenacidad, bajo desgaste y excelente resistencia química, el UHMWPE se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. Estas incluyen piezas de manipulación de máquinas, piezas móviles de las máquinas de tejer, rodamientos, engranajes, articulaciones artificiales y tablas de cortar de carnicería. Compite con las aramidas de chalecos antibalas,y se utiliza para la construcción de partes articulares de los implantes utilizados para la cadera y prótesis de rodilla.

El PEX es un polietileno de media a alta densidad que contiene enlaces entrecruzados introducidos en la estructura del polímero, cambiando el termoplástico en un termoestable. Las propiedades a alta temperatura del polímero se mejoran, su flujo se reduce y su resistencia química es mayor. El PEX se utiliza en algunos sistemas de tuberías de agua potable ya que los tubos hechos del material puede ser dilatado para ajustarse sobre una junta o nipple de metal y poco a poco volverá a su forma original, formando una conexión permanente con estanqueidad al agua. El PEX también es utilizado para bidones y tanques de combustibles y para diferentes tipos de tuberías.

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El HDPE está definido por una densidad mayor o igual a 0,941 g/cm3. El HDPE tiene un bajo grado de ramificación y por lo tanto fuertes fuerzas intermoleculares y resistencia a la tracción. El HDPE puede ser producido por catalizadores cromo/sílica, catalizadores de Ziegler-Natta o catalizadores de metaloceno. La falta de ramificación se asegura por una elección apropiada de catalizador y condiciones de reacción. El polietileno de alta densidad se utiliza en productos y envases, tales como jarras de leche, botellas de detergente, envases de margarina, contenedores de basura y tuberías de agua. Un tercio de todos los juguetes están fabricados en polietileno de alta densidad. En 2007, el consumo de polietileno de alta densidad global alcanzó un volumen de más de 30 millones de toneladas.

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Cla si f ic Polietileno de media densidad (MDPE)

Polietileno de baja densidad Polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) (LDPE)

El MDPE está definido por un intervalo de densidad de 0,9260,940 g/cm3. El MDPE puede ser producido por los catalizadores de cromo/sílica, catalizadores de Ziegler-Natta o catalizadores de metaloceno. El MDPE tiene buenas propiedades de resistencia al choque y la caída. También es menos sensible a la muesca que el LDPE y la resistencia al agrietamiento por tensión es mejor que el HDPE. El MDPE se suele utilizar en tuberías y accesorios de gas, sacos, film retráctil, película de embalaje, bolsas de plástico y los cierres de los tornillos.

El LLDPE es un polímero sustancialmente lineal con un número significativo de ramas cortas,. Se pueden soplar menores de espesor (calibre) de films, en comparación con el polietileno de baja densidad, con una mejor resistencia al agrietamiento (ESCR), pero no es tan fácil de procesar. El LLDPE se utiliza en envases, en particular en films para las bolsas y láminas. Otros usos pueden ser: recubrimiento de cables, juguetes, tapas, cubetas, recipientes y tuberías. Mientras que otras aplicaciones están disponibles, el LLDPE se utiliza principalmente en aplicaciones de film, debido a su dureza, flexibilidad y transparencia relativa. Ejemplos de estos productos van desde películas agrícolas, hasta films de múltiples capas y de material compuesto.

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El LDPE se define por un intervalo de densidad de 0,9100,940 g/cm3. El LDPE tiene un alto grado de ramificaciones en la cadena polimérica, lo que significa que las cadenas no se empaquetan muy bien en la estructura cristalina. Por lo tanto, las fuerzas de atracción intermoleculares son menos fuertes. Esto se traduce en una menor resistencia a la tracción y el aumento de ductilidad. El alto grado de ramificación con cadenas largas da al LDPE propiedades de flujo en fundido únicas y deseables. El LDPE se utiliza tanto para aplicaciones de envases rígidos y de películas de plástico tales como bolsas de plástico y películas para envolturas. En 2009, el mercado mundial de polietileno de baja densidad tuvo un volumen de alrededor de u$s 22,2 mil millones (€ 15,9 mil millones).

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c ac ión Polietileno muy lineal de baja densidad (VLDPE)

Copolímeros (ABR)

Polietileno clorado (CPE)

El VLDPE está definido por un intervalo de densidad de 0,8800,915 g/cm3. El VLDPE es un polímero sustancialmente lineal con altos niveles de cadena corta ramificada. El VLDPE es comúnmente producido utilizando catalizadores de metaloceno, debido a la mayor incorporación de comonómeros exhibida por estos catalizadores. El VLDPE se utiliza para las mangueras y tubería, bolsas para hielo y alimentos congelados, envasado de alimentos y film estirable (stretch wrap), y también como modificadores de impacto cuando se mezclan con otros polímeros. En polietileno de alta densidad un número relativamente pequeño de estas ramas, tal vez 1 en 100 o en 1000 ramificación por cadena carbonada, puede afectar significativamente las propiedades reológicas del polímero.

Además de copolimerización con alfa-olefinas, el etileno también puede ser copolimerizado con una amplia gama de otros monómeros y composiciones iónicas que crean radicales libres ionizados. Ejemplos comunes incluyen acetato de vinilo (el producto resultante es el copolímero etilvinilacetato o EVA, ampliamente utilizado en las espumas de suelas de calzado atlético) y una variedad de acrilatos. Las aplicaciones del copolímero con acrílico incluyen embalajes y artículos deportivos, y superplastificantes que se utilizan para la producción de cemento. Los copolímeros industriales más conocidos son: el plástico acrilonitrilo-butadienoestireno, el caucho estirenobutadieno, el caucho de nitrilo, estireno acrilonitrilo, estirenoisopreno-estireno (SIS) y etilenoacetato de vinilo (más conocido como goma Eva).

El CPE es un tipo de polietileno de fórmula molecular -(CH2CHCl-CH2-CH2)n-. Es producido a partir de HDPE que es clorado en una configuración al azar (random) en una suspensión acuosa. Las propiedades del polímero varían dependiendo del contenido de cloruro, peso molecular y cristalinidad. El contenido de cloro generalmente varía entre 25-42%. Posee buenas características para impermeabilización, presenta resistencia a los alcoholes, la alcalinidad, los ácidos, el aceite, al envejecimiento, las inclemencias atmosféricas, los rayos ultravioletas, la oxidación, los gases, el vapor y es resistente al fuego. Es utilizado principalmente para recubrimiento de cables y mangueras hidráulicas. Además es utilizado para juntas, revestimientos impermeables, tejados y laminas.

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Polietileno de ultra bajo peso molecular (ULMWPE)

Polietileno espumado

El ULMWPE es un polietileno con un peso molecular entre 2500 y 3500. El bajo peso molecular hace que sea un material blando ceroso. Su densidad esta entre 0.930.95g/cm3 y su punto de ablandamiento se sitúa entre 95-100°C. Es utilizado como aditivo lubricante del PVC (en la fabricación de tubos) y también en el caucho, dispersante en tintas y pinturas y otros compuestos plásticos (WPC: composite de plástico-madera), pegamento de fusión en caliente (hot-melt) y en la fabricación de concentrados de color (masterbatch).

En su forma de espuma, el polietileno se utiliza en la amortiguación de vibraciones, de envasado y el aislamiento, como un componente barrera o de flotabilidad, o como material para la amortiguación. La espuma de polietileno se ve con mayor frecuencia como un material de envasado. La espuma de polietileno es flotante, por lo que es popular para usos náuticos. Muchos tipos de espuma de polietileno están aprobados para uso en la industria alimentaria. Se encuentra en muchos tipos de envases, la espuma de polietileno se utiliza para el embalaje de muebles, componentes informáticos, electrónicos, bolas de boliche, productos de metal y otros a fin de evitar raspaduras por golpes originados en el transporte.

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e c o r P El polietileno se usa para diferentes tipos de productos finales, para cada uno de ellos se utilizan también diferentes procesos, entre los más comunes se encuentran: • Extrusión: Película, cables, hilos, tuberías. • Co-Extrusión: Películas y láminas multicapa. • Moldeo por inyección: Partes en tercera dimensión con formas complicadas • Inyección y soplado: Botellas de diferentes tamaños

Fabricación Polietileno

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o t n e i sa m

• Extrusión y soplado: Bolsas o tubos de calibre delgado

A pl ic acio

ne s

El polietileno se ubica dentro • Extrusión y soplado de de los productos de consumo cuerpos huecos: Botellas de masivo. Es ampliamente diferentes tamaños utilizado en la industria del envasado de alimentos en • Rotomoldeo: Depósitos y forma de film, bolsas, botellas, formas huecas de grandes vasos, potes, etc. El polietileno, dimensiones particularmente el polietileno de alta densidad, a menudo se El polietileno tiene un color lechoso translúcido, este color utiliza en sistemas de tuberías de presión debido a su inercia, se puede modificar con tres fuerza y la facilidad de montaje. procedimientos comunes: Como se ha descripto, el polietileno puede ser formulado 1. Añadir pigmento para cubrir un gran número de polvo al PE antes de su requerimientos de los productos procesamiento con él fabricados, admitiendo 2. Colorear todo el PE antes ser procesado por todos los de su procesamiento métodos de conformación de termoplásticos conocidos 3. Usar un concentrado de (inyección, extrusión, soplado, color (conocido en inglés rotomoldeo, termoformado, como masterbatch), el cual etc.). En el caso del UHMWPE, representa la forma más debido a su elevada dureza y económica y fácil de difícil procesabilidad, suele ser colorear un polímero. extruido en planchas y barras, conformándose a su forma final Aditivos necesarios mediante algún proceso de para el uso final mecanizado como el torneado y son importantes, el fresado. dependiendo de la función final se recomiendan por ejemplo: Antioxidantes, antiflama, antiestáticos, antibacteriales.

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o d a l c i c Re

de reciclaje o, en general, ser llevada al vertedero municipal. Sostenibilidad es un concepto Con un poco de determinación, usado en ecología, y ahora puedes darle un nuevo uso a la adoptado para referirse a la espuma de embalaje en forma capacidad de satisfacer las de maní, los empaques de los necesidades de las generaciones electrodomésticos e incluso a actuales, sin sacrificar la los materiales más difíciles como capacidad futura para satisfacer el de los cartones de huevo y las necesidades de las próximas los recipientes de alimentos. generaciones. Está claro que la Según la fábrica y recicladora población mundial va creciendo Dart Container, el polietileno y la tasa de consumo de reciclado se utiliza para hacer recursos supera la tasa con la más materiales de embalaje, que reponemos dichos recursos, así como también para y en peores circunstancias, no construir juguetes y productos hay una forma de reponer dichos de oficina. recursos porque éstos son limitados y no renovables. En España, la empresa Stora Enso ha desarrollado un nuevo sistema de reciclado pionero en el mundo basado en la pirólisis que permite aprovechar el polietileno y el aluminio de los envases de Tetra Pak. Una vez separadas las fibras de papel, que se convierte en papel reciclado de alta calidad, mediante la aplicación de altas Polietileno Baja Densidad temperaturas en ausencia de El polietileno o polietileno oxígeno, el polietileno se gasifica expandido es mejor conocido y se extrae para convertirlo en como espuma de polietileno. energía, mientras que el aluminio Ésta aunque está marcada con se recupera con gran pureza, en un símbolo triangular de reciclaje lingotes listos para todo tipo de y el código “6” de plástico, no aplicaciones: coches, aviones, puede tirarse en el recipiente perfiles de ventanas... Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2

Este proceso es energéticamente autosostenible, ya que la cámara de pirólisis se calienta con parte del aceite y del gas obtenido en el proceso, y el resto se utiliza para producir el vapor necesario en la fábrica de papel, lo que supone un incremento de la eficiencia energética y un notable ahorro de combustibles y agua.

Polietileno Alta Densidad

Esta iniciativa ha recibido recientemente el premio de la Unión Europea “Best of the Best” en los proyectos LIFEEnvironment. Además de su importancia como actividad económica e industrial, el reciclado lleva asociados beneficios adicionales que le dan aún más razón de ser, como la protección del medio ambiente a través de la reducción del consumo de recursos (materias primas y energía) y de la

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disminución de los impactos en suelos, aguas y aire (emisiones y vertidos) y la protección de la salud de los seres humanos evitando la dispersión de contaminantes.

• Procesado y transformación de los materiales recuperados • Medida de propiedades del nuevo producto obtenido

Se deben diferenciar según el tipo de residuo y la complejidad de las operaciones de Dentro de las corrientes de separación dos tipos básicos de residuos, la fracción plástica es la que en los últimos años mayor esquemas de reciclado: cantidad de residuos genera. • Basados en operaciones Cada vez son más los tipos de de reciclado manuales: plásticos, los cuales pueden clasificación de productos presentar unas propiedades simples de consumo masivo muy diversas dependiendo de tipo envases, o desmantelado su estructura química, aditivos, y clasificación de partes. Este cargas, siendo infinitas las tipo de operaciones rinden combinaciones posibles. Su corrientes de materiales versatilidad en infinidad de recuperados muy puras aplicaciones y la capacidad a la par que requieren un de cubrir una amplio abanico esfuerzo en mano de obra de propiedades los hacen muy importante. materiales muy apetecibles para su recuperación.

El polietileno es un polímero termoplástico, por lo que tiene un elevado potencial de reciclado. En la mayoría de los casos, las etapas que habitualmente se emplean para la valorización y aprovechamiento de un residuo genérico post-consumo son las siguientes: • Recogida, identificación y separación de los residuos. • Acondicionamiento 13

concentración de fracciones de residuos. Se utilizan equipos sofisticados para la identificación, separación y acondicionamiento de las muestras. Este tipo de operaciones reducen las necesidades de personal (tienen gran capacidad), y generan mezclas complejas de materiales que se deben tratar. Hay que diferenciar claramente entre dos tipos de residuos generados las mermas industriales o residuos postindustriales y los residuos postconsumo. Las mermas industriales son cantidades de materiales sobrantes en el proceso productivo de fabricación de un producto, mientras que los residuos post-consumo se generan una vez que han terminado su fase de uso en el ciclo de vida. Para la gestión y tratamiento de esta corriente de residuos se emplean las siguientes vías:

Reciclado Polietileno

• Basados en operaciones de reciclado mecánicas: molienda, separación y

1.Reciclado mecánico: reprocesado del residuo plástico por medios físicos para obtención de nuevos productos. Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2


Esta vía está limitada por: • Contaminación de los polímeros • Falta de homogeneidad dentro del mismo tipo de polímero • Valor del plástico recuperado es bajo y mercados limitados • Esta vía está favorecida por: • Incremento de la recogida selectiva • Avances en las tecnologías de identificación y separación • Diseño para reciclado y fin de vida (sectores automoción y eléctrico y electrónico) 2.Reciclado químico: obtención de los monómeros de partida de un polímero mediante procesos de despolimerización u otros productos petroquímicos mediante procesos como gasificación o pirólisis. Es una tecnología compleja, poco extendida pero con mucho potencial e impulso para su desarrollo. 3.Recuperación energética: generación de energía o sustitución parcial de combustibles en procesos productivos (p.e. en cementera).

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P roc Normalmente las plantas recicladoras de envases plásticos se especializan en el tratamiento de un tipo de plásticos procedentes de envases, siendo los más frecuentes: PET (grupo 1), HDPE o PEAD (grupo 2) y LDPE o PEBD (grupo 4) Las plantas de reciclado de PET son específicas para ese material. La mayoría de plantas de reciclado de HDPE lo tratan aisladamente pero también hay algunas que tienen líneas paralelas de HDPE y LDPE y los mezclan para mejorar las propiedades de los productos que obtienen. Entre el HDPE y LDPE, el material HDPE, que es rígido, tiene un proceso de reciclado más sencillo que el LDPE o “plástico film” ya que este último cuando viene en forma de film

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eso

necesita procesos específicos de triturado y aglomerado. En el reciclado de HDPE y LDPE el tipo de producto suele ser granza de plástico, que es un producto con un grado de terminación superior y que se envía a los transformadores para obtener productos muy variados. En ocasiones el propio reciclador de HDPE y LDPE llega hasta producto final (envases tipo bidón, perfiles para carpintería plástica, pallets…). En el caso de productos como los perfiles o los pallets el HDPE puede admitir entre 10-15% de otros materiales en un conjunto que se conoce como “plástico mezcla”.

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s a p a t E Habitualmente una planta de reciclado para producción de escama de plástico recibe fardos clasificados de botellas y embalajes plásticos y realiza las siguientes operaciones:

- Molienda fina (reducción de tamaño hasta 8 mm con molino de cuchillas)

- Alimentación de fardos (normalmente automática con ayuda de cintas transportadoras y carretillas cargadoras)

Molino

Alimentadora

- Limpieza, consta de etapas de lavado y centrifugado (el lavado se realiza con agua en lavaderos o bateas de lavado y que a la salida llevan acoplada una centrífuga, dependiendo del nivel de suciedad esta etapa se puede duplicar o triplicar).

agua como piedras, metales, otros plásticos (PET, PVC, PS, etc.). El lavado con agua se puede complementar con un lavado químico, empleando agua a temperatura entre 5070°C y a la que se la añaden productos químicos como sosa, que posteriormente se deben eliminar mediante una operación de enjuague. - Centrifugado para eliminación del agua de lavado. Posteriormente se pueden realizar una inspección visual de los flakes o eliminación manual de contaminantes. Esta última etapa también puede ser realizada por equipos espectroscópicos, separadores magnéticos, imanes, etc.

- Desembalado (suelta del fleje que puede ser automático o manual) - Triado y clasificación (retirada de impropios generalmente manual sobre una cinta y en la mayor parte de las ocasiones complementada con detección automática de metales y plásticos no deseados). - Molienda gruesa (reducción de tamaño hasta 15 mm con molino de cuchillas) Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2

Centrifugadora Bateas de lavado

En esta etapa también se logra separar al polietileno de otros materiales más densos que el

- Almacenamiento en silo o salida a big-bag.

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- En las líneas de LDPE la molienda se sustituye por un guillotinado y se realiza un aglomerado del material en equipos denominados agrumadores o densificadores en donde las hojuelas plásticas se apelotonan aumentando la densidad aparente del material. Si la planta procesa la escama de plástico hasta obtener granza se añaden las siguientes operaciones: - Secado de escama (acondicionamiento del material con aire caliente para rebajar la humedad antes de procesarlo) - “Compounding” (mezcla de materiales plásticos de diferentes grados, adición de aditivos o introducción de

Extrusora

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Densificador

cargas minerales para lograr determinada propiedades en el producto)

pueden añadir las siguientes operaciones:

- Líneas de extrusión: - Extrusión y granceado (en dosificación de granzas, extrusora de tallarina) o extrusión compounding, extrusión-moldeo y peletizado (en extrusora de de perfiles corte en cabeza) - Líneas de inyección: - Almacenamiento en silo o dosificación de granzas, salida a big-bag o dispuesto en compounding, inyección de bolsas de 25Kg. preformas Si la planta procesa la granza de plástico hasta obtener un determinado producto se Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2


e V o n e l i t e i l o P de un contenedor de residuos sólidos = emisión de CO2 para la producción de 1 Kg de PEHD

La preocupación medio ambiental de la sociedad obliga a la búsqueda de soluciones y materias primas que en su proceso de producción reduzcan las emisiones de CO2 en la atmósfera.

La primera causa del alza de la concentración de CO2 en el proceso productivo es la utilización de combustibles

fósiles como el petróleo, apareciendo por tanto la necesidad de buscar materias primas más económicas en recursos naturales y petrolíferos, y más sostenibles.

Nace así, y a través de la caña de azúcar, el polietileno verde, un plástico cien por cien vegetal. En comparación con el petróleo,

La producción anual de petróleo se sitúa actualmente en 85 millones de barriles por día, con una previsión de llegar a los 95 millones diarios en el 2015-2020. Si esto se confirma, la demanda será mayor a la capacidad productiva. Además de esta situación relacionada con el abastecimiento, cada vez se intenta controlar más la emisión de CO2 que cada producto puesto en el mercado genera a la atmósfera; es lo que llamamos “Huella de carbono”. La “Huella de carbono” en la fabricación Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2

Recogiendo Caña

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e d r e el etanol de caña de azúcar reduce entre el 75 y el 143 por ciento de las emisiones de gas con efecto invernadero. El resultado es un balance de carbono negativo de 460 kg de CO2 por tonelada de producto.

Los datos más importantes de este material son:

¿Por qué se busca el etanol en la caña de azúcar?

• Cien por cien de origen vegetal.

La caña de azúcar es el cultivo que tiene una mayor productividad en la elaboración de etanol.

• Las mismas propiedades que las conseguidas en la petroquímica.

Existe una gran superficie Cien por cien vegetal, cero por cultivable sobre todo en Brasil, • Un balance medioambiental y únicamente se usa un 5 por ciento de petróleo, esta materia muy positivo. prima ecológica constituye ciento de toda la producción para una formidable oportunidad la extracción de etanol. • Con cada kg de HDPE o de sensibilización a las polietileno verde, evitamos Existe, por tanto, una oferta cuestiones medioambientales. Si la emisión de 1,7 kg de CO2 potencial utilizable en caso de comparamos ese mismo proceso equivalente y no necesitamos crecimiento de la demanda. y producto cambiando el origen petróleo, reducimos por tanto de su materia prima (caña de la “Huella de carbono” de Mejora la “Huella de carbono” azúcar frente a petróleo), éste es todos los productos que con del producto final, pues absorbe el resultado: este material se fabrican. CO2 por tanto resta el efecto invernadero y el calentamiento La “Huella de cvarbono” en la global. fabricación de un contenedor de • La materia prima de la fabricación es el etanol (que residuos sólidos = emisión de se obtiene a partir de la caña CO2 para la producción de 1 Kg de azúcar y no del gas). de HPDE (polietileno verde) Éste es un proceso muy reciente y novedoso.

Aparato Tradicional

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¿Cómo se obtiene de la caña de azúcar? • Se saca la sacarosa de la caña de azúcar.

Obtención del etanol • El jugo de la caña se fermenta para realizar la hidrólisis de la sacarosa.

• Se acumula y se lava toda la • El etanol se somete a un caña de azúcar. proceso de destilación aumentando su pureza de un • Se parte en trozos más 60 a un 90 por ciento. pequeños para facilitar su entrada en los molinos • Deshidratación del etanol y (trituración). transformación en etileno. • Mediante la presión ejercida • Mediante una serie de en los molinos se extrae el reacciones químicas y jugo de la caña, se le agrega catalíticas el etanol se agua caliente y se macera transforma en etileno. (molienda). • Polimerización del etileno. • El primer paso consiste en limpiar el etileno de impurezas orgánicas e inorgánicas mediante su purificación. • Una vez limpio se realiza la polimerización.

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Hay varios factores que hacen que este tipo de cultivo no afecte negativamente a los recursos de las tierras con caña de azúcar en Brasil La tierra de cultivo de la caña de azúcar se encuentra a 2.500 km de la selva amazónica preservándose de este modo su ecosistema. Las tierras dedicadas al cultivo de la caña de azúcar son antiguos pastos para el ganado, es decir, tierras desgastadas. El cultivo de la caña de azúcar consume poco agua y no necesita replantarse en un periodo de 6 años. La caña de azúcar, y su posterior tratamiento para la consecución del polietileno verde, es un gran paso hacia una mayor sostenibilidad medioambiental, consiguiendo reducir la utilización de petróleo y la emisión de gases tóxicos a nuestra atmósfera.

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o v e u N ducto o r P

Dada la naturaleza de este material puede ser usado en sustitución de los objetos anteriormente fabricados con PEHD como por ejemplo jarras de leche, botellas de detergente, envases de margarina, contenedores de basura y tuberías de agua.

Sería una buena solución ecológica que los propios contenedores de basura donde reciclamos estuviesen fabricados con un material como el polietileno verde que respeta mucho más el medioambiente que los actuales ya que actualmente parece una contrariedad el uso de petroleo para fabricar contenedores de reciclaje. Poco a poco se podría ir incrementando este material en todos los consumibles diarios como son los envases alimenticios que actualmente se fabrican mediante la extracción del etileno en el petróleo. Por otro lado investigando he encontrado que también 21

se puede extraer etanol de los cultivos de maíz y de la remolacha azucarera, que son algo que abunda en casi

la extracción del etileno lo que conlleva a la creación de un gran numero de puestos de trabajo. Según fuera avanzando este sistema se podría hallar la manera de llegar a sustituir todos los tipos de polietileno por los de polietileno verde y llegar a fabricar todos los materiales que actualmente existen y así terminar de una vez con la extracción de petróleo para la mayoría de los productos que actualmente lo usan ya que es un combustible fósil que algún día a este paso se acabará.

toda la península y a lo que no se le da toda la salida necesaria, existiendo incluso muchas hectáreas de cultivo que únicamente se producen para recibir la subvención europea y jamás llegan a retirarse hasta la siguiente cosecha y así sucesivamente. Fomentando esto supondría un aprovechamiento de los terrenos cultivables, asi como la creación de industria en España para Fundamentos Científicos Oscar Alvarez Pastor Practica 2


a í f a r g o i l Bib Webgrafía

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• http://pslc.ws/spanish/pe.htm • http://www.construmatica.com/construpedia/Polietileno • http://www.muyinteresante.es/tag/polietileno • http://www.muyinteresante.es/naturaleza/preguntas-respuestas/ ique-significa-el-triangulo-que-aparece-en-las-botellas-deplastico

Videos • http://www.youtube.com/watch?v=KxppxOsk6C8 • http://www.youtube.com/watch?v=E4YknBMOwfA

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Polietileno