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Plásticu

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Plásticu
materia orgánica (es) Traducir
Materiales Combustible fósil y polímeru
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El términu plásticu na so significación más xeneral, aplicar a les sustancies de similares estructures qu'escarecen d'un puntu fixu d'evaporación y tienen mientres un intervalu de temperatures propiedaes d'elasticidá y flexibilidá que dexen moldiales y afaeles a distintes formes y aplicaciones. Sicasí, en sentíu concretu, noma ciertos tipos de materiales sintéticos llograos per aciu fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbonu nes llargues cadenes moleculares de compuestos orgánicos derivaos del petroleu y otres sustancies naturales.

La pallabra plásticu usóse orixinalmente como axetivu pa denotar un escasu grau de movilidá y facilidá p'adquirir cierta forma, sentíu que se caltién nel términu plasticidad.

L'inventu del primer plásticu aníciase como resultáu d'un concursu realizáu en 1860, cuando'l fabricante estauxunidense de boles de billar Phelan and Collarder ufiertó un pagu de 10 000 dólares a quien consiguiera un sustitutu del marfil natural, destináu a la fabricación de boles de billar. Una de les persones que compitieron foi l'inventor norteamericanu John Wesley Hyatt, quien desenvolvió'l celuloide eslleiendo celulosa (material d'orixe natural) nuna solución d'alcanfor y etanol. Magar Hyatt nun ganó'l premiu, consiguió un productu bien comercial que sería vital pal posterior desenvolvimientu de la industria cinematográfica de finales de sieglu XIX.

En 1909 el químicu norteamericanu d'orixe belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímeru de gran interés comercial, a partir de molécules de fenol y formaldehído. Bautizar col nome de baquelita y foi'l primer plásticu totalmente sintéticu de la historia, foi la primera d'una serie de resines sintétiques que revolucionaron la teunoloxía moderna empecipiando la era del plásticu». A lo llargo del sieglu XX l'usu del plásticu fíxose desaxeradamente popular y llegó a sustituyir a otros materiales tantu nel ámbitu domésticu, como industrial y comercial.

En 1919 prodúxose un acontecimientu que marcaría la pauta nel desenvolvimientu de los materiales plásticos. El químicu alemán Hermann Staudinger aventuró qu'éstos se componíen en realidá de molécules xigantes o macromolécules. Los esfuercios realizaos pa probar estes afirmaciones empecipiaron numberoses investigaciones científiques que producieron enormes meyores nesta parte de la química.

Propiedaes y carauterístiques

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Botella de plásticu.

Los plásticos son sustancies químiques sintétiques denominaes polímeros, d'estructura macromolecular que puede ser moldiada per aciu calor o presión y que'l so componente principal ye'l carbonu. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros xuníos per aciu un procesu químicu llamáu polimerización. Los plásticos apurren el balance necesariu de propiedaes que nun pueden llograse con otros materiales por casu: color, poco pesu, tactu prestoso y resistencia a la degradación ambiental y biolóxico.

Ello ye que plásticu referir a un estáu del material, pero non al material en sí: los polímeros sintéticos davezu llamaos plásticos, son en realidá materiales sintéticos que pueden algamar l'estáu plásticu, esto ye cuando'l material alcuéntrase mafosu o fluyíu, y nun tien propiedaes de resistencia a esfuercios mecánicos. Esti estáu algámase cuando'l material n'estáu sólidu tresformar n'estáu plásticu xeneralmente por calentamientu, y ye ideal pa los distintos procesos granibles yá que nesti estáu ye cuando'l material puede manipoliase de les distintes formes qu'esisten na actualidá. Asina que la pallabra plásticu ye una forma de referise a materiales sintéticos capaces d'entrar nun estáu plásticu, pero plásticu nun ye necesariamente'l grupu de materiales a los que cotidianamente fai referencia esta pallabra.

Les propiedaes y carauterístiques de la mayoría de los plásticos (anque non siempres se cumplen en determinaos plásticos especiales) son estes:

  • fáciles de trabayar y moldear,
  • tienen un baxu costu de producción,
  • tienen baxa densidá, *

suelen ser impermeables, * bonos aislantes llétricos,

resistentes a la escomiu y a munchos factores químicos;

Procesu granible

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La primer parte de la producción de plásticos consiste na ellaboración de polímeros na industria químico. Anguaño la recuperación de plásticos post-consumidor ye esencial tamién. Parte de los plásticos terminaos pola industria úsense direutamente en forma de granu o resina. Más frecuentemente, utilícense delles formes de moldio (por inyeición, compresión, rotación, inflación, etc.) o la estrusión de perfiles o filos. Parte del mayor procesu de plásticos realizar nun fornu.

Clasificación de los plásticos

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Según el monómero base

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Nesta clasificación considérase l'orixe del monómero del cual parte la producción del polímeru.

  • Naturales: Son los polímeros que los sos monómeros son derivaos de productos d'orixe natural con ciertes carauterístiques como, por casu, la celulosa, la caseína y el cauchu. Dientro de dos d'estos exemplos esisten otros plásticos de los cualos provienen:
    • Los derivaos de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón.
    • Los derivaos del cauchu son: la goma y la ebonita.
  • Sintéticos: Son aquellos que tienen orixe en productos ellaboraos pol home, principalmente derivaos del petroleu como lo son les bolses de polietileno

Según el so comportamientu frente al calor

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Termoplásticos

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Un termoplástico ye un plásticu que, a temperatura ambiente, ye plásticu o deformable, convertir nun líquidu cuando se calecer y endurezse nun estáu vítreu cuando s'esfrez abondu. La mayoría de los termoplásticos son polímeros d'altu pesu molecular, los que tienen cadenes acomuñaes per mediu de débiles fuercies Van der Waals (Polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enllaz d'hidróxenu; o inclusive aniellos arumosos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que dempués de calecer y moldiase éstos pueden recalentarse y formar otros oxetos, yá que nel casu de los termoestables o termoduros, la so forma dempués d'esfrecese nun camuda y este prefier amburase..

Les sos propiedaes físiques camuden gradualmente si fúndense y móldiense delles vegaes.

Los principales son:

Termoestables

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Los plásticos termoestables son materiales qu'una vegada que sufrieron el procesu de calentamiento-fusión y formación-solidificación, convertir en materiales ríxidos que nun vuelven fundir se. Xeneralmente pal so llogru partir d'un aldehído.

Según la reacción de síntesis

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Tamién pueden clasificase según la reacción que produció'l polímeru:

Polímeros de adición

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Impliquen siempres la rotura o apertura d'una unión del monómero pa dexar la formación d'una cadena. Na midida que les molécules son más llargues y pesaes, la cera parafínica vuélvese más dura y más aportunante. Exemplu:

2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n

Polímeros de condensación

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Son aquellos onde los monómeros tienen de tener, a lo menos, dos grupos reactivos por monómero pa da-y continuidá a la cadena. Exemplu:

R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2O

Polímeros formaos per etapes

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La cadena de polímeru va creciendo gradualmente mientres haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vegada. Esta categoría inclúi tolos polímeros de condensación de Carothers y amás dalgunos otros que nun lliberar molécules pequeñes pero sí se formen gradualmente, como por casu los poliuretanos.

Según la so estructura molecular

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Son amorfos los plásticos nos que les molécules nun presenten nengún tipu d'orde; tán dispuestes desordenadamente ensin corresponder a nengún orde. Al nun tener orde ente cadenes crean unos buecos polos que la lluz pasa, por esta razón los polímeros amorfos son tresparentes.

Semicristalinos

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Los polímeros semicristalinos Tienen zones con ciertu tipu d'orde xunto con zones amorfes. Nesti casu al tener un orde esisten menos buecos ente cadenes polo que nun pasa la lluz sacantes que tengan una espesura pequeña.

Cristalizables

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Según la velocidá d'enfriamientu, puede menguase (enfriamientu rápidu) o amontase (enfriamientu lentu) el porcentaxe de cristalinidad d'un polímeru semicristalino, sicasí, un polímeru amorfu, nun va presentar cristalinidad anque la so velocidá d'enfriamientu sía desaxeradamente lenta.

Comodities

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Son aquellos que tienen una fabricación, disponibilidad, y demanda mundial, tienen un rangu de precios internacional y nun riquir gran teunoloxía pa la so fabricación y procesamientu.

D'inxeniería

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Son los materiales que s'utilicen de manera bien específica, creaos práuticamente pa cumplir una determinada función, riquen teunoloxía especializada pa la so fabricación o'l so procesamientu y de preciu relativamente alto.

Elastómeros o cauchos

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Los elastómeros carauterizar pola so gran elasticidá y capacidá d'estiramientu y rebote, recuperando la so forma orixinal una vegada que se retira la fuercia que los deformaba. Entienden los cauchos naturales llograos a partir del látex natural y sintéticu; ente estos postreros atopen el neoprenu y el polibutadieno.

Los elastómeros son materiales de molécules grandes les cualos dempués de ser deformadas a temperatura ambiente, reponen en mayor midida'l so tamañu y xeometría al ser lliberada la fuercia que los deformó.

Codificación de plásticos

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Esiste una gran variedá de plásticos y pa clasificalos, esiste un sistema de codificación que s'amuesa na Tabla 1. Los productos lleven una marca que consiste nel símbolu internacional de reciclaxe col códigu correspondiente en mediu según el material específico. L'oxetivu principal d'esti códigu ye la identificacion del tipu de polímeru del qu'esta fechu'l plásticu pal so correutu reciclaxe.

El numbero presente nel códigu, ye un numbero designáu arbitrariamente pa la identificación del polímeru del qu'esta fechu'l plásticu y nun tien nada que ver cola dificultá de reciclaxe nin durez del plastico en cuestión.

Tabla 1. Codificación internacional pa los distintos plásticos.
Tipu de plásticu: Polietileno Tereftalato Polietileno d'alta densidá Policloruru de vinilu Polietileno de baxa densidá Polipropileno Poliestireno Otros
Acrónimu PET PEAD/ HDPE PVC PEBD/ LDPE PP PS Otros
Códigu 5 1 2 3 4 5 6 7

Usos más comunes

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  • Aplicaciones nel sector industrial: pieces de motores, aparatos llétricos y electrónicos, carroceríes, aislantes llétricos, etc.
  • En construcción: tuberíes, impermeabilizantes, esplumes aislantes de poliestireno, etc.
  • Industries de consumu y otres: envoltorios, xuguetes,envoltorios de xuguetes, maletes, artículos deportivos, fibres testiles, muebles, bolses de basura, etc.

Recicláu

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Cestes pa clasificación de bagazos que pueden ser reciclaos.

Ye fácil percibir cómo les refugayes plástiques, por casu d'envases de líquidos como l'aceite de cocina, nun son susceptibles d'asimilase de nuevu na naturaleza, porque'l so material tarda aproximao unos 180 años en degradase.

Ante esta realidá, establecióse'l recicláu de tales productos de plásticu, que consistió básicamente en recoyer, llimpialos, escoyelos por tipu de material y fundilos de nuevu pa usalos como materia primo adicional, alternativa o sustituta pal moldiáu d'otros productos.

D'esta forma la humanidá atopó una forma fayadiza pa evitar la contaminación de productos que pola so composición, materiales o componentes, nun son fáciles de refugar de forma convencional.

Pueden salvase grandes cantidaes de recursos naturales non anovables cuando nos procesos de producción utilicen materiales "reciclaos". Los recursos anovables, como los árboles, tamién pueden ser salvaos. L'usu de productos reciclaos mengua'l consumu d'enerxía. Cuando se consuman menos combustibles fósiles, va xenerase menos CO2 y polo tanto va haber menos agua acedo y va amenorgase l'efeutu ivernaderu.

Dende'l puntu de vista financieru: Un bon procesu de reciclaxe ye capaz de xenerar ingresos. Polo enantes espuesto, faise ineludible ameyorar y establecer nueves teunoloxíes tocantes a los procesos de recuperación de plásticos y buscar solución a esti problema tan nocivu pa la sociedá y que día ente día va n'aumentu deteriorando al mediu ambiente. Nes seiciones siguientes plantégase'l diseñu d'un fundidor pa polietileno de baxa densidá, el so usu, les sos carauterístiques, encamientu y l'impautu positivu que va apurrir a la comunidá.

Dellos plásticos nun son recuperables, como'l poliestireno cristal y la baquelita.

Plásticos biodegradables

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A fines del sieglu XX el preciu del petroleu menguó, y de la mesma manera decayó l'interés polos plásticos biodegradables. Nos últimos años esti enclín revirtióse, amás de producise un aumentu nel preciu del petroleu, tomóse mayor conciencia de que les reserves petroleres tán escosándose de manera alarmante. Dientro d'esti contestu, reparar una marcada medría nel interés científicu ya industrial na investigación pa la producción de plásticos biodegradables o EDPs (environmentally degradable polymers and plastics). La fabricación de plásticos biodegradables a partir de materiales naturales, ye unu de los grandes retos en distintos sectores; industriales, agrícoles, y de materiales pa dellos servicios. Ante esta perspeutiva, les investigaciones qu'arreyen a los plásticos llograos d'otres fontes tomaron un nuevu impulsu y los polihidroxialcanoatos apaecen como una alternativa altamente prometedora.

La sustitución de los plásticos actuales por plásticos biodegradables ye una vía pola cual l'efeutu contaminante d'aquellos, veríase menguáu nel mediu ambiente. Les refugayes de plásticos biodegradables pueden ser trataos como refugayes orgániques y esanicialos nos depósitos sanitarios, onde la so degradación realizar en exiguos periodos de tiempu.

Los polímeros biodegradables pueden clasificase de la siguiente manera:

  • Polímeros estrayíos o removíos direutamente de la biomasa: polisacáridos como almidón y celulosa. Proteínes como caseína, queratina, y coláxenu.
  • Polímeros producíos por síntesis química clásica utilizando monómeros biolóxicos de fontes anovables.
  • Polímeros producíos por microorganismos, bacteries productores natives o modificaes xenéticamente.

Dientro de la última categoría tópense los plásticos biodegradables producíos por bacteries, nesti grupu atopamos a los PHAs y al acedu poliláctico (PLA). Los PHAs por cuenta del so orixe de fontes anovables y pol fechu de ser biodegradables, denominar “polímeros doblemente verdes”. El PLA, monómero natural producíu per víes fermentativas a partir d'elementos ricos n'azucres, celulosa y almidón, ye polimerizado pol home. Los bioplásticos presenten propiedaes fisicoquímiques y termoplásticas iguales a les de los polímeros fabricaos a partir del petroleu, pero una vegada depositaos en condiciones favorables, se biodegradan.

Ácidu poliláctico (PLA)

L'almidón ye un polímeru natural, un gran hidratu de carbonu que les plantes sinteticen mientres la fotosíntesis que sirve como reserva d'enerxía. Les ceberes como'l maíz y trigu contienen gran cantidá d'almidón y son la fonte principal pa la producción de PLA. Los bioplásticos producíos a partir d'esti polímeru tienen la carauterística d'una resina que puede inyectase, extruirse y termoformarse.

La producción d'esti biopolímero empieza col almidón que s'estrayi del maíz, depués los microorganismos tresformar nuna molécula más pequeña d'acedu láctico o 2 hidroxi-propiónico (monómero), que ye la materia primo que se polimeriza formando cadenes, con una estructura molecular similar a los productos d'orixe petroquímico, que se xunen ente sigo pa formar el plásticu llamao PLA.

El PLA ye unu de los plásticos biodegradables anguaño más estudiaos, alcuéntrase disponible nel mercáu dende 1990. Ye utilizáu na fabricación de botelles tresparentes pa bébores fríes, bandexes de envasado p'alimentos, y otres numberoses aplicaciones.

Polihidroxialcanoatos
Historia

Los PHAs son producíos xeneralmente por bacteries Gram negatives, anque esisten bacteries Gram positives tamién productores en menor escala. El primer PHA descubiertu foi'l PHB, que foi descritu nel institutu Pasteur en 1925 pol microbiólogu Lemoigne quien reparó la producción de PHB por Bacillus megaterium. Darréu, en 1958 Macrae y Wildinson repararon que Bacillus megaterium atropaba'l polímeru cuando la rellación glucosa/nitrógeno nel mediu de cultivu nun s'atopaba n'equilibriu y repararon la so degradación cuando esistía falta o defectu de fontes de carbonu o enerxía. A partir d'esti fechu, atopáronse inclusiones de PHA nuna estensa variedá d'especies bacterianes. Na actualidá conócense aproximao 150 distintes polihidroxialcanoatos.

La primer patente de PHB foi pidida nos Estaos Xuníos por J. N. Baptist en 1962. En 1983 asocedieron dos acontecimientos importantes, primero foi'l descubrimientu por De Smet, d'una cepa de Pseudomonas oleovorans (ATCC 29347) productora de PHB, y consecutivamente diose la primer producción del primer biopoliéster d'usu comercial. Un copolímero formáu por monómeros de cuatro y cinco carbonos, denominaos PHB y PHV, respeutivamente, esti productu denominóse comercialmente “Biopol” y produzse utilizando Ralstonia eutropha, a partir de glucosa y acedu propiónico. Esti bioplástico na actualidá yá ye sintetizáu a partir d'una sola fonte de carbonu en bacteries recombinantes; y exhibe un altu potencial de biodegradabilidad y propiedaes termomecánicas meyores que'l PHB puru.

Polo xeneral los PHAs son insolubles n'agua, biodegradables, non tóxicos, polo cual unu de los principales beneficios que se llogren de l'aplicación de PHAs, ye l'ambiental. L'usu d'estos productos, amenorga la dependencia del petroleu per parte de la industria plástico, provoca un amenorgamientu de los residuos sólides y repararíase un amenorgamientu de la emisión de gases que provoquen l'efeutu ivernaderu.

Los puntos d'interés tocantes a aplicaciones de bioplásticos, acordies cola IBAW (Asociación Internacional y Grupu de Trabayu de Polímeros Biodegradables) centrar nos sectores de barafuste, medicina, agricultura y productos desechables. Sicasí, cola meyora d'esta industria amplióse l'usu de biomateriales aplicándose en: teléfonos móviles, ordenadores, dispositivos d'audiu y video. D'alcuerdu a esta información establecióse que'l 10% de los plásticos qu'anguaño s'empleguen na industria electrónico pueden ser reemplazaos por biopolímeros.

Problemes rellacionaos col reciclaxe

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Na vida moderna'l plásticu constituyó un fenómenu d'induldable trescendencia. Anguaño l'home vive arrodiáu d'oxetos plásticos qu'en sieglos anteriores nun yeren necesarios pa la vida cotidiana. Los plásticos fabricáronse pa satisfaer les demandes d'una gran variedá d'usos, dando llugar a una vasta industria onde la civilización tendría de llamase la civilización del plásticu, debíu al papel determinante que desempeñó esti material nel so desenvolvimientu, nel meyoramientu de les condiciones de la vida del home y l'acelerada crecedera de la ciencia y la teunoloxía.

Polo xeneral, les persones tienen bien poca conocencia sobre lo que ye un plásticu, cómo se llogra, cuálos son los tipos de plásticu y les sos aplicaciones, y cualos son los procesos de tresformamientu del mesmu. Estes informaciones son importantes pa quien trabayen na comercialización de plásticos, ya industries de producción o tresformación del plásticu, o apenes interesaos pol asuntu. De tal forma surde como necesidá nesti proyeutu amosar a una parte importante de la población les graves consecuencies del mal usu del plásticu que va dende la manera de llogru, hasta los procesos que s'utilicen pa reciclalos.

Hai de solliñar que'l plásticu ye una sustancia bien importante pal desenvolvimientu de la industria yá que'l so material sintético o natural que contién como ingredientes esenciales sustancies orgániques d'elevada masa molecular llamada polímeru.

Problemes medioambientales

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La sopa de plásticu, asitiada nel xiru oceánicu del Pacíficu norte, ye'l mayor vertideru de materiales plásticos del mundu. Envalórase que tien un tamañu de 1.400.000 km².

Anguaño estos plásticos son bien utilizaos como envases o envolvedures de sustancies o artículos alimenticios que al refugase ensin control, tres el so usu, aniciaron xigantescos basureros marinos, como la llamada «sopa de plásticu», el mayor vertideru del mundu.

D'esta miente, surde'l problema acomuñáu la contaminación ambiental, munches vegaes productu de la refugaya de los plásticos d'alta y baxa densidá. Les carauterístiques moleculares ( tipos de polímeros) del plásticu contribúin a que presenten una gran resistencia a la degradación ambiental y con mayor razón a la biodegradación. La radaciación UV del sol ye la única forma de degradación natural que fai sentir los sos efeutos nel plásticu a medianu plazu, destruyendo los enllaces poliméricos y tornándolo fráxil y argayadizu.

Como rescampla la refugaya acumulativa d'estos plásticos al ambiente trai graves consecuencies a les comunidaes como la son les enfermedaes ente les cualos alcuéntrase'l dengue; producida pol acumulamiento de basura y estancamientu d'agües negres sirviendo éstos como criadorios del zancudu pates blanques. Ente otres de les consecuencies importantes pueden mentase son les obstrucciones de les tuberíes d'agües negres. Auníu a ello la refugaya d'estos materiales plásticos al ambiente provoca l'amenorgamientu del embellecimiento de delles árees, establecimientos, conceyos, ciudaes y estaos.

Los plásticos refundiaos al mar que presenten flotabilidá son un gran problema nes zones d'aselos ecuatoriales, yá que se van axuntando nesos sectores atropándose en grandes cantidaes.

En Chile, mientres una grave seca producida en 1967 na IV rexón de La Serena, una gran cantidá ganáu caprino de les estancies rurales aledañas a la Ruta Panamericana alimentar nos restos plásticos (bolses de polietileno) que se refugaben a les veres polos usuarios, provocando la muerte en masa al cabu d'unes poques hores dempués de la ingesta.

Restos d'un albatros muertu por causa de la ingesta de restos plásticos.

Munches de les ventayes de los productos plásticos convertir nuna desventaxa nel momentu que refugamos yá sía l'envase porque ye descartable o bien cuando tiramos oxetos de plásticu porque se rompieron.

Magar los plásticos podríen ser reutilizaos o reciclaos na so gran mayoría, lo cierto ye que güei estes refugayes son un problema de mala solución, fundamentalmente nes grandes ciudaes. Ye realmente una xera costoso y complexo pa los conceyos encargaos de la recueya y disposición final de los residuos yá que a la cantidá d'envases tien de sumáse-y el volume que representen.

Poles sos carauterístiques los plásticos xeneren problemes na recueya, treslláu y disposición final. Dellos datos sollértennos sobre esto. Por exemplu, un camión con una capacidá pa tresportar 12 tonelaes de refugayes comunes, va tresportar apenes 5 o 6 tonelaes de plásticos amaceraos, y apenes 2 de plásticu ensin amacerar.

Dientro del total de plásticos descartables que güei van a la basura destacar nos últimos años l'aumentu sosteníu de los envases de PET, proveniente fundamentalmente de botelles descartables d'agües de mesa, aceites y bébores alcohóliques y non alcohóliques. Les empreses vienen sustituyendo los envases de vidriu polos de plásticu retornables nun empiezu, y non retornables darréu. Esta decisión implica un permanente cambéu na composición de la basura. N'Uruguái esti procesu aceleróse dende mediaos de 1996, agravándose mientres 1997 cuando amás, munchos envases retornables de vidriu tresformar en vidriu descartable.

D'esta manera, resulta claro que l'abandonu d'estos materiales al mediu ambiente representa un grave problema ambiental.

Por consiguiente esiste la molición d'ellaborar un equipu cola capacidá de recuperar dichos plásticos que fueron refugaos pola sociedá, que son consideraos non reutilizables.

D'esta miente surde como propósitu diseñar un equipu qu'utilice enerxía térmica por inducción fundiendo'l polietileno de baxa densidá que s'atopen depositaos nel mesmu, una vegada fundíos, tremaos y n'estáu líquidu pasen a ser arramaos a un molde pa ellaborar otros productos que van ser utilizaos n'otres aplicaciones.

Un material candidato a sustituyir al petroleu ye'l cáñamu, aplicable pa tolos usos petroquímicos, pero qu'amás ye 100% biodegradable y altamente reciclable.

Madera plástica

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Otra de les soluciones que se plantegaron ante l'acumuladura de residuos plástiques foi la madera plástico. comola madera pinchona

Ver tamién

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Referencies

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Enllaces esternos

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