Materiales plásticos y textiles, y una maqueta hecha solamente de éstos

Os voy a contar un «secreto»: unos días antes de entrar en el instituto, en 1º ESO, fui a ver la lista del alumnado de los cursos de secundaria. No conocía a todos los compañeros de mi clase, solo a algunos…y justamente, en un pabellón donde jugábamos a todo tipo de deportes, yo me enfrentaba en un partido de tenis de mesa con un chaval que se hacía llamar David Rodríguez. Efectivamente, era un nuevo compañero de mi clase.

Ya en clase nos conocíamos, aunque «no nos clasificábamos como amigos». Y un día, en una asignatura no científica, viene a mi mesa con un libro de textos de 3º ESO de Física y Química, y me dice no se qué de una tal tabla periódica (—¡¿Qué era eso?! —decía yo). Algo más de 100 letras raras con datos raros era lo que había en ese cartón plastificado… Me asusté totalmente cuando me dijo que se aprendió TODO, y no sé por qué pero fui yo al que eligió para decírmelo. Yo no entendía nada de nada, pero este señorito me lo explicó todo, pues al día siguiente empecé a aprendérmela (y en una semana ya estaba aprendida).

Sí, fue la fabulosa Química de lo que nos enamoramos. Tuvimos la casualidad de que nuestro profesor de EPV (Educación Plástica y Visual) era químico (al año siguiente nos daría CCNN, además de ser nuestro tutor). Nosotros teníamos mucha confianza con él, entonces nos explicaba aún mejor nuestros intereses científicos. Posteriormente aprendimos a ajustar reacciones químicas, y así hasta aprendernos todo el libro de 3º ESO de FyQ (es el motivo por el que este año nos aburrimos en esta asignatura). Y ya, con el enganche que teníamos a la Ciencia, gracias a nuestro otro planeta YouTube, sabemos lecciones matemáticas de cursos de 1º de Bachillerato (como las derivadas. Hemos intentado las integrales…pero no, es demasiado).

Desde aquel entonces, estamos en la misma clase y en la misma mesa, frikeándonos el uno al otro. Ahora podéis identificar a mi gran amigo David en twitter como @DavidMenganito. Ah, y decidle que tenga cuidado con las reacciones químicas que hace en casa, que algún día explota su habitación…

Bueno, AL GRANO:

¿A qué viene ese «secreto» que os he contado? Pues veréis, por cada trimestre de la asignatura de Tecnologías, hacemos un proyecto práctico de uno de los temas aprendidos. Y la unidad escogida para el proyecto de esta evaluación fue «Materiales plásticos y textiles«.

El objetivo era realizar una maqueta SOLAMENTE hecha de plásticos y/o fibras textiles. Pero, antes de mostraros nuestro trabajo, os explico cómo va el asunto…

Los plásticos son macromoléculas, es decir, moléculas gigantes. Decimos que éstas son polímeros porque están formadas por moléculas más simples que se repiten continuamente, llamadas monómeros. Los elementos químicos fundamentales que forman parte de los plásticos son el Carbono (C) y el Hidrógeno (H). El proceso químico mediante el cual se obtienen los plásticos se denomina polimerización (formación del polímero a través de los monómeros), y no podemos olvidarnos de que la gran mayoría de éstos se obtienen a partir del carbón, del petróleo y del gas natural.

Los plásticos se clasifican en dos: naturales, como el caucho natural y el látex, y sintéticos, los más usados. Estos últimos pueden ser, principalmente, de tres tipos:

• Termoplásticos. Son plásticos cuya estructura interna está formada por polímeros cuyos átomos están unidos muy débilmente. Estos plásticos, al calentarlos controladamente, se reblandecen y se pueden moldear (ésto se puede repetir varias veces). Es el único tipo de plástico que se puede reciclar y suelen (deben) llevar un símbolo en forma de triángulo con un determinado número indicado para clasificarse ordenadamente, como este: . También se representan con sus determinadas siglas, que suelen (deben) indicarse en el material. En este grupo de plásticos sintéticos se pueden encontrar:
  • Polietileno (PE). Es resistente a la corrosión. Hay dos tipos de éste, HDPE (polietileno de alta densidad (como el césped artificial)) y LDPE (polietileno de baja densidad (como una bolsa de basura)). Flota en el agua. Se identifican con los números 2 y 4, respectivamente.
  • Polipropileno (PP). Es más duro y menos flexible que el polietileno, es
    

    Estructura química del PP | Wikipedia

    incoloro e inodoro y es resistente a la humedad y el calor. Flota en el agua. Se puede aplicar en materiales como en las pajitas (o cañitas, como lo llaméis) de aborber. Se identifica con el número 5.

  • Cloruro de polivinilo (PVC). Es muy resistente químicamente y se mezcla muy bien con aditivos que mejoran sus propiedades y amplían sus aplicaciones. Fácil de procesar. No flota en el agua. Se puede encontrar en tuberías, y se identifica con el número 3.
  • Poliestireno (PS). Es transparente, inodoro, insípido y relativamente frágil. No flota en el agua. Llamamos poliestireno expandido, o porexpán, al poliestireno con aire inyectado en su interior, y éste sí flota en el agua. Podemos encontrar el poliestireno en envases de yogures, y el porexpán en el conocido corcho blanco que podemos obtenerlo en el interior de las cajas de aparatos tecnológicos. Se identifica mediante el número 6.
  • Polietileno tereftalato (PET). Es transparente e impermeable a componentes gaseosos como el anhídrido carbónico de las bebidas refrescantes. No flota en el agua. Se puede encontrar en botellas de agua, y se identifica con el número 1.
  • Luego está el grupo «Otros termoplásticos«, llamado así por mi profesora, que contiene principalmente otros 3 plásticos muy importantes (todos se identifican mediante el número 7):
    • Policarbonato (PC). Suele ser transparente . Tiene excelentes propiedades químicas, eléctricas y térmicas. Es doscientas veces más resistente que el vidrio. No flota en el agua. Se puede encontrar en materiales como los CDs o DVDs.
      

      Arriba, el monómero del PTFE; abajo, la representación de la molécula.  | Wikipedia

    • Metacrilato (PMMA). Es duro, rígido y transparente. Más resistente al impacto que el vidrio. Lo podemos encontrar en las lentes de unas gafas.
    • Politetrafluroetileno (PTFE). También lo podemos llamar teflón. Contiene flúor, que confiere propiedades de antiadherencia. Es resistente a agentes químicos agresivos y muy buen aislante eléctrico. Es resistente al calor, y económicamente caro. Se puede encontrar en antiadherentes en sartenes y cacerolas.
• Termoestables. Los átomos de estos plásticos están fuertemente unidos, por eso al calentarlos no se ablandan. Si se calienta en exceso, estos plásticos se queman, por tanto no son reciclables. Podemos encontrar varios plásticos dentro de este grupo:
  • Fenoles (PF). Se fabrican en pocos colores, normalmente negro o marrón. Tienen buenas propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas, por eso se emplean como aislantes. Tiene una elevada resistencia a la corrosión química. Se puede encontrar en las carcasas de los enchufes de casa, o en botones de calzados.
    

    Estructura química del fenol (PF) | Wikipedia

  • Aminas (MF). Se combinan con rellenos de celulosa, obteniéndose productos baratos con buena rigidez y resistencia al impacto. Se puede encontrar en los cascos de los barcos o en resinas de unión para tableros de contrachapados.
  • Resinas de poliéster (UP). Se combinan con la fibra de vidrio formando materiales compuestos de gran resistencia. Se puede encontrar en las cañas de pescar.
  • Resinas Epoxi (EP). Tienen buena adhesión sobre los materiales, buena resistencia química y mecánica y son buenos aislantes eléctricos. Se pueden encontrar en revestimientos de latas de alimentos y bidones.
• Elastómeros. Son plásticos cuya propiedad fundamental es su elasticidad. Su estructura interna y sus propiedades están entre las de los termoplásticos y la de los termoestables. Los elastómeros se usan para fabricar objetos que deban adaptar su forma a algo. Aquí se pueden encontrar:
  • Caucho (CA). Son muy flexibles y resistentes. Se pueden encontrar en ruedas o en los típicos granos de caucho que se localizan en el césped artificial de un
    

    Estructura química del PUR | Vía

    campo de fútbol.

  • Neopreno (PCP). Son más resistentes que el caucho, pero menos flexibles. Se puede encontrar en los trajes de buceo o en correas industriales.
  • Poliuretano (PUR). Son duros, resistentes a la abrasión y flexibles. Pueden presentar también la forma de espumas (lo cual se puede encontrar en colchones).
  • Silicona (SI). Posee buena estabilidad térmica y a la oxidación. Es muy flexible y tiene excelentes propiedades eléctricas. Podemos encontrarlo en hules, en sellado de juntas, o incluso en prótesis médicas.

¿Contaminan estos plásticos? Evidentemente. Todos (o casi todos) los plásticos son altamente contaminantes y resultan ser tóxicos para el medio ambiente, puesto que no son biodegradables (o sí lo son, pero pueden tardar en descomponerse unos 500 años).

En el anterior post, en Roskiencia vimos cuánto y de qué manera contamina un Polietileno Tereftalato (PET), teniendo en cuenta que el plástico se encontraba en una botella de Coca-Cola con algunos materiales oxidables, tales como tornillos.

Hemos visto que los termoplásticos son los únicos plásticos que se pueden reciclar…¿y qué pasa con los termoestables y los elastómeros? No se pueden reciclar, ¿no? Entonces, ¿qué se hace con ellos? ¿Se tiran y ya está? No, los plásticos no reciclables se llevan a las incineradoras, donde se lleva a cabo la incineración, es decir, la combustión del plástico hasta convertirlo en ceniza (esto se produce en un horno). Este proceso presenta algunas muy buenas ventajas, como puede ser la reducción del volumen residual o la producción de energía eléctrica; pero esto presenta muchos inconvenientes (gana por mayoría a las ventajas) por los que se critica este lugar, puesto que libera a la atmósfera gases tóxicos y cancerígenos, y es muy caro económicamente mantenerlo (según Wikipedia, 250 millones de euros para una planta de tratamiento de unas 450.000 toneladas/año). Pero centrémonos en algunas de las emisiones gaseosas que producen las incineradoras:

• Óxidos de nitrógeno (NO_x). Estos compuestos inorgánicos hacen que se forme ozono (O₃), y este gas, aunque es bueno para que protegernos de los rayos ultravioletas (en la Capa de Ozono, en la estratosfera), es muy perjudicial para la salud de los seres vivos, puesto que puede producir daños pulmonares. De este gas podéis encontrar más información en este artículo del JoF 6 que escribí.
• Dióxido de azufre (SO2). Puede producir trastornos e irritaciones en algunos sentidos del organismo y, además, es uno de los gases que causa la lluvia ácida, que al caer sobre los bosques es capaz de quemar la vegetación existente, lo cual ya tenemos menos presencia de oxígeno.
  

  Provocado por la lluvia ácida | Vía

• Monóxido de carbono (CO). Produce reacciones químicas con sustancias de la sangre y, como «resultado», puede causar la falta de oxígeno, que provoca desde dolores de cabeza hasta la muerte.
• Cloruro de hidrógeno (HCl). Es un gas fuertemente tóxico que, al entrar en contacto con algunas mucosas, produce enfermedades graves. Las incineradoras también emiten otros gases ácidos como el fluoruro.

Hay más emisiones de gases contaminantes, pero son algunos los que os he mostrado…para que tengáis una idea de lo que contaminan los plásticos no reciclables (en las incineradoras). [Puedes leer aquí un articulazo de la incineración]

Incineración (los nombres no se ven muy bien, pero es la mejor imagen que he podido obtener)| Vía

Ahora hablemos de las fibras textiles, aquellos materiales que pueden ser hilados o tejidos. Para que no nos liemos, os muestro una imagen esquemática que resume todas las categorías de fibras:

Vía

En medioambiente.net he encontrado un artículo muy comprensible e interesante (tampoco es muy extenso) que trata sobre la ecología  de las fibras textiles, es este.

—Pero que pesado eres… ¡todo eso lo sabía ya, muéstranos el proyecto que habéis hecho! 👿 —pensaréis vosotros en estos momentos—.

Tranquilidad, calmad vuestros axones. Aquí os traigo un par de fotos del trabajo realizado en clase. Os aviso desde ya que no es muy bonito ni fue el mejor de la clase (perdonadnos), pero sí tuvo una nota sobresaliente, puesto que el mayor número de plásticos y/o fibras era el objetivo a conseguir, y nosotros utilizamos 13 plásticos (de los anteriores mencionados) y 1 fibra textil (ah, y la base de toda la maqueta era de madera). Por si preguntáis qué es, es algo que difícilmente habréis visto en vuestra vida, es un jardín (o parque, como queráis) cubierto (por arriba sí pero por los lados no); es que para «construir» algo que ya existe…

En esta primera imagen, podéis ver los columpios, cuyas cañitas (polipropileno —PP—) representan las columnas y la viga por la que se cuelgan los asientos (de porexpán). Los tirantes por los que se conectan los asientos y la viga son de politetrafluroetileno (PTFE —o teflón—).

En la siguiente imagen podréis observar casi todo el trabajo realizado. Se puede ver que lo que se supone que son las vigas y los pilares son pajitas (o cañitas), cuyo plástico por el que está formado es polipropileno (PP), perteneciente al grupo de los termoplásticos.

En esta siguiente imagen se puede ver una mesa (abajo), cuya pata derecha es de polietileno tereftalato (PET) —además se puede observar el número 1 dentro del triangulito— y cuya pata izquierda es de polietileno de alta densidad (HDPE); la tapa de la mesa, que ejerce flexión sobre las patas, es de metacrilato (PMMA). En la parte de arriba se puede ver una papelera (un petit) de poliestireno (PS) con una bolsa de basura donde introducir esos desechos que arrojáis al suelo. Esto último es un elastómero, concretamente látex (y no, no es un preservativo), es un guante de los que usan los médicos o de los que podéis encontrar en gasolineras.

Y he aquí el proyecto entero, con un polietileno de baja densidad (LDPE) como recubrimiento del jardín (es un portafolios).

Pues nada, que disfruten de esta última entrada roskientífica del año 2012. Por cierto, mi amigo David y yo os damos un gran saludo y, ya que estamos… ¡que tengan un feliz 2013!

NOTA: Esta entrada participa en la XX edición del Carnaval de Química organizado por @bioamara en el blog La Ciencia de Amara.