Producción Mundial de Plástico

• Cada año se fabrican casi 200 millones de materiales plásticos para una población global que se acerca a los 6,000 millones.
• En el presente siglo la población se va a duplicar, por lo que se espera que la producción de plásticos se triplique o cuadriplique de tamaño.

¿Por qué se prefieren los plásticos a los materiales naturales?

• Son más baratos.
• Más fuertes y más resistentes.
• Más fáciles de producir.
• Se pueden fabricar con propiedades deseadas.
• Pueden fácilmente moldearse a cualquier forma.
• Se utilizan para empaques de alimentos, cuidado de la salud, aplicaciones medicinales, muebles, transporte, construcción, comunicación, información, actividades recreativas, etc.

Basura Generada en el Año 2000

• Equivalencia por día: 25,000 Ton/día en el país.
• Solo en la CDMX se generaron 13,500 Ton/día.
• Aproximadamente los plásticos representan el 11% de la basura total generada.

Problemas de los Plásticos al Desecharse

• Ocupan grandes volúmenes en los basureros.
• Ocasionan la muerte a millones de mamíferos, pájaros, reptiles y peces.
• Estudios hechos en las costas sur de África muestran 3,500 partículas de plástico por km².
• Una tortuga muerta encontrada en Hawái tenía más de 1,000 piezas de plástico en su estómago, incluyendo partes de peines, un camión de juguete, cordeles y tela de nylon.
• En el mundo, 75 especies de pájaros marinos comen plásticos y el 90% de polluelos muertos examinados tenían plástico en sus estómagos al ser alimentados por sus padres.

Soluciones al Problema de la Basura Plástica

• Incineración: Proceso costoso, puede contaminar el aire.
• Relleno Sanitario: Es el más común, pero no resuelve el problema.
• Reciclado: Más factible, aunque difícil con polímeros reticulados y materiales médicos.
• Degradación: Ciclo natural de un producto, ya sea parcial o total.

Estadísticas de Gestión

• En los EE. UU., el 25% de los desechos plásticos se recupera en cualquiera de los métodos mencionados y el 75% se va a rellenos.
• En Europa, el 65% se incinera y el resto se recicla a productos secundarios.
• En México, el 95% se va a rellenos y solo el 5% se recicla.

Clasificación de Polímeros Degradables

• Fotodegradables: Se degradan cuando se exponen a la luz solar (UV) por fotólisis (radiación en ausencia de oxígeno) o por fotooxidación.
• Biodegradables: Son degradados y asimilados por la acción enzimática de hongos y bacterias, por rompimientos hidrolíticos y oxidativos.
• Degradables: Por oxidación, medio ambiente, hidrolítica, térmica, mecánica, química y radiación.

Clasificación de Polímeros Degradables (Continuación)

• Fotodegradables: Se degradan cuando se exponen a la luz solar (UV) por fotólisis o por fotooxidación.
• Biodegradables: Degradados por acción enzimática de hongos y bacterias.
• Degradables: Oxidación, medio ambiente, hidrolítica, térmica, mecánica, química y radiación.

Polímeros Biodegradables

• Polímeros naturales: Almidón, celulosa, proteínas, quitina y quitosán.
• Polímeros sintéticos biodegradables: Contienen cadenas lineales y enlaces hidrolizables.
• Ejemplos de Polímeros Biodegradables: Polihidroxibutirato, ácido poliláctico (PLA), policaprolactona, alcohol polivinílico y almidón termoplástico.
• Polímeros sintéticos con aditivos biodegradables: Almidón, celulosa, policaprolactona.

Biodegradación de Polímeros Sintéticos

• Polímeros con pesos moleculares bajos se degradan más fácilmente.
• Los polímeros que pueden biodegradarse son los que tienen grupos éster > éter > amidas > uretanos.
• Los polímeros amorfos se degradan más fácilmente que los cristalinos.
• Los polímeros hidrofílicos se degradan más fácilmente que los hidrofóbicos.
• Polímeros sin antioxidantes ni aditivos.

Medición de Polímeros Biodegradables

• Descomposición de material.
• Formación de CO2, agua y desaparición de carbón e hidrógeno.
• Cambios en el peso molecular.
• Cambios en las propiedades físico-mecánicas.
• Desaparición de grupos químicos.

Tela de Araña en Plantas Alteradas Genéticamente

• La telaraña tiene la resistencia del acero y se puede estirar o contraer hasta 10 veces su extensión original; supera a cualquier fibra metálica o sintética.
• Material análogo se puede extraer de plantas alteradas genéticamente y cultivadas para la producción de seda, procesadas y convertidas en fibra.
• Aplicación: Chalecos antibalas y paracaídas ultralivianos.

Las 3 Etapas de la Degradación

1. Inducción: El plástico cumple su función, conserva sus propiedades originales, no es tóxico y es estable al calor. La duración depende de su uso.
2. Rompimiento: Acción de la luz solar y reacción de oxidación; cambia su estructura química y se hace polvo.
3. Biodegradación: Degradación debida a los microorganismos existentes en la naturaleza, produciendo CO2 y agua, que se incorporan a los ciclos naturales.

Aplicaciones Potenciales

• Películas de agricultura.
• Anillos de bebidas sixpack.
• Productos de higiene personal, guantes y ropa desechable.
• Bolsas consumibles y empaques.

Aplicaciones Potenciales (Área Médica y Técnica)

• Aplicaciones médicas y suturas temporales en el cuerpo.
• Fertilizantes y pesticidas.
• Implantes ortopédicos.
• Objetos de pesca, sogas y canastas.

Conclusiones

• Generalmente, los materiales degradables son más caros que los convencionales; lo ideal sería que fueran de bajo costo.
• Un polímero degradable ideal debe tener propiedades físico-mecánicas iguales o mejores que el convencional.
• Su velocidad de degradación debe ser controlada.
• Su producto de biodegradación final debe ser CO2 y agua.

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