Elaborado por: Neira Carayhua, Jose Fernando; André Guido Choque Choque y Gutierrez Rodrigo, Mauricio Owen. (Grupo 5)

INTRODUCCION

Actualmente el mundo se encuentra en una situación de crisis ecológica. La contaminación ambiental cada vez resulta más difícil de controlar. Y una de las formas en la que esta se muestra es través de las grandes cantidades de basura que se observan en las ciudades. Sin embargo, esta no es la única forma en la que se presenta; ya que, también afecta a la flora y fauna del medio, tanto terrestre como acuática. La contaminación en el medio acuático se puede observar a través de las grandes cantidades de basura que se ven en las playas, ya que permite cuestionarnos lo siguiente. “Si así de contaminadas están las playas, ¿Qué tan contaminado estará el océano?”. Esta pregunta es de gran importancia, puesto que permite crear conciencia acerca de la situación que se vive hoy en día. Lamentablemente, esta basura es, en gran medida, hecha de plástico, uno de los materiales (polímeros) que más demoran en deteriorarse. Por tal motivo, en los últimos años, varios gobiernos han tomado iniciativa para reducir la contaminación a nivel general. Tal es el caso de la agenda 2030, donde uno de sus objetivos es la conservación de los océanos y mares. Sin embargo, para poder conservarlos, primero se debe informar a la población acerca de este contaminante y sus propiedades. Es por tal motivo que este articulo tiene como finalidad informar y concientizar acerca de los plásticos (polímeros). A su vez se propondrán actividades para concientizar a nuestra comunidad universitaria.

DEFINICIÓN

Etimológicamente, los polímeros se definen como “algo que ha sido formado por diversos componentes”. Esta definición se asemeja a la que se tiene hoy en día. La cual define a Los polímeros como la unión de varias moléculas denominadas monómeros. Esta unión se da a través de enlaces covalentes.

ESTRUCTURA QUÍMICA Y FÍSICA

• Estructura química: Los átomos de carbono que constituyen la cadena principal presentan una configuración sp³, por tanto, sus orbitales se dispondrán formando un tetraedro en torno al átomo de carbono. Las fuerzas responsables de la cohesión entre cadenas diferentes pueden ser de naturaleza muy diversa y están fuertemente condicionadas por las características de los átomos y de los sustituyentes de la cadena principal. La polaridad y el volumen de estos átomos afectarán especialmente a las fuerzas de cohesión entre cadenas, que a su vez determinarán la flexibilidad del material, temperatura de transición vítrea, temperatura de fusión y capacidad de cristalización entre otras propiedades.
• Estructura física: Los términos cristalino y amorfo se utilizan normalmente para indicar las regiones ordenadas y desordenadas de los polímeros, respectivamente. En estado sólido algunos polímeros son completamente amorfos, otros son semicristalinos y, dependiendo de las condiciones de cristalización, un polímero con capacidad de cristalizar puede ser amorfo o semicristalino. Con frecuencia se utiliza el término cristalino en lugar de semicristalino, aunque ningún polímero es completamente cristalino.

Los polímeros con capacidad de cristalizar son aquellos cuyas moléculas son químicamente y geométricamente regulares en su estructura. Las irregularidades ocasionales, tales como las ramificaciones de la cadena, o la copolimerización de una pequeña cantidad de otro monómero limitan el alcance de la cristalización, pero no evitan que ocurra. Por el contrario, los polímeros no cristalinos típicos son aquellos en los que existe una clara irregularidad en la estructura: polímeros ramificado, polímero atácticos y copolímeros con cantidades significativas de dos o más constituyentes monoméricos bastante diferentes.

CLASIFICACIÓN

Los polímeros, se pueden clasificar bajo cuatro criterios: según su origen, que nos da información acerca de su naturaleza; según su estructura; según su comportamiento térmico que nos da información acerca de su comportamiento de acuerdo con las temperaturas y; según la unión de sus monómeros.

• SEGÚN SU ORIGEN:
• Los polímeros naturales: Este tipo de polímeros se extraen directamente de la naturaleza y generalmente no necesitan de participación humana; es decir, de algún proceso industrial adicional para ser adquiridos. Por ejemplo, tenemos al caucho natural, algodón, almidón, entre otros.

• Los polímeros semisintéticos se obtienen directamente de la transformación de un polímero natural. Por ejemplo, el caucho vulcanizado, el cual es usado en la industria automotriz.

• Los polímeros sintéticos son obtenidos directamente de un proceso industrial. A su vez, estos son los más conocidos a nivel popular por lo que son de uso cotidiano. Por ejemplo, tenemos al nylon, el poliestireno (tecnopor).
• SEGÚN SU ESTRUCTURA:
• Según esta clasificación, encontramos de dos tipos, la lineal y la ramificada. La que posee estructura lineal generalmente se encuentra definida como aquella que está formada por una cadena de carbonos, la cual podemos redefinir como cadena principal. Esta cadena de carbonos, no necesariamente es recta; más bien, tiene una forma de fideo. Un ejemplo de estructura lineal es el polietileno.

Por otro lado, la que posee una estructura ramificada, además de tener una cadena principal, posee grupos pendientes, que son más pequeños que la cadena principal, los que también podemos definir como una cadena secundaria. la cadena secundaria puede tener distintos elementos y en ciertas ocasiones presenta una forma muy compleja, tal es el caso del poliestireno.

• SEGÚN SU COMPORTAMIENTO TÉRMICO:
• Los polímeros termoplásticos son aquellos que presentan una estructura lineal; por tal motivo, al ser sometidas a un calor muy alto tienden a deformarse, y pueden ser trabajados varias veces, obteniendo distintos objetos
• Los elastómeros son aquellos polímeros que presentan una alta elasticidad. Generalmente son elaborados por el caucho natural, es por tal motivo que comúnmente son denominados caucho. Entre sus propiedades, tenemos que nunca se derriten, ya que tienden a evaporarse. Un ejemplo de estos, son los neumáticos de los automóviles, bandas elásticas, mangueras, entre otros.
• Los polímeros termoestables o termófijos, son aquellos que “poseen buena resistencia, rigidez y dureza, pero también tienen malas propiedades de ductilidad e impacto, así como una temperatura de transición vítrea elevada” (Askeland 2017: 635). Podemos concluir que este tipo de polímeros se mantienen a pesar de ser sometidos a un calor muy alto.

• SEGÚN LA UNIÓN DE SUS MONÓMEROS:
• Los Homopolímeros, son aquellos polímeros que están formados por un mismo monómero en su cadena principal; es decir, que su cadena sea homogénea. Por ejemplo, están los polímeros, ya antes mencionados.
• Los Copolímeros son aquellos polímeros que presentan dos monómeros diferentes en su cadena principal; es decir, que su cadena principal es heterogénea. Estos se dividen en:
• Copolímeros al azar: Estos también son llamados aleatorios, y como dice su nombre, estos monómeros se encontrarán de forma aleatoria.

• Copolímeros alternados: como dice su nombre, estos polímeros tienen una cadena ordenada, en la cual se repiten bajo el mismo patrón.

• Copolímeros en bloque: son aquellos polímeros, en donde sus monómeros se encuentran agrupados. Además “Un Copolímero en bloque puede ser imaginado como dos homopolímeros unidos por sus extremos” (Universidad del sur de Mississippi: 1996).

• Copolímeros Injertados: Ocurre “Cuando las cadenas de un polímero formado a partir del monómero B se encuentran injertadas en una cadena polimérica del monómero A” (Universidad del sur de Mississippi: 1996).

Para mayor información acerca de la estructura y clasificación de los polímeros, observar el siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=h1eR8KQunBg

Tipos de polimerización

• Polimerización de adición:

Se forman cuando los monómeros repetidos forman una estructura lineal o ramificada. Durante la reacción de adición, los monómeros se reorganizan para formar una nueva estructura, sin haber pérdida de un átomo o molécula, lo que da como resultado polímeros de cadena homogénea. Existen cuatro tipos de polimerizaciones de adición:

Polimerización por radicales libres: se forma mediante la adición de átomos con un electrón libre en sus capas de valencia. Estos se conocen como radicales libres. Se unen en una cadena sucesiva durante la polimerización por radicales libres.

Polimerización catiónica: una polimerización donde se forma un catión que causa una reacción en cadena. Resulta en la formación de una larga cadena de monómeros repetitivos.

Polimerización aniónica de vinilo: implica la polimerización de polímeros de vinilo particularmente con un grupo electronegativo fuerte para formar una reacción en cadena.

Polimerización de coordinación: mediante un catalizador, se logra controlar la polimerización por radicales libres para, así, producir un polímero con más densidad y resistencia.

• Polimerización de condensación:

Se forman a partir de la polimerización por crecimiento escalonado. Aquí, cuando las moléculas de monómeros reaccionan para formar un enlace, desplazan ciertas moléculas. Estas moléculas son el subproducto de la reacción. En la mayoría de los casos, este subproducto es una molécula de agua. En este caso se da como resultado polímeros de cadena heterogénea.

El tipo de polímeros que resulta de una polimerización por condensación depende de los monómeros. Si el monómero tiene solo un grupo reactivo, los polímeros que se forman tienen bajo peso molecular. Cuando los monómeros tienen dos grupos finales reactivos, obtenemos polímeros lineales. Y los monómeros con más de dos grupos reactivos dan como resultado un polímero con una red tridimensional.

Usos y aplicaciones

Tienen aplicaciones en industrias tales como aeroespacial, automotriz, electrónica, empaque y dispositivos médicos. Los polímeros son elementos increíblemente diversos que representan tales campos de ingeniería desde la aviónica, aplicaciones biomédicas, sistemas de administración de medicamentos, dispositivos biosensores, ingeniería de tejidos, cosméticos, etc. La aplicación de polímeros y sus compuestos subsiguientes aún avanza y aumenta rápidamente debido a su facilidad de fabricación, así, los materiales poliméricos pueden incluir: materias primas, compuestos poliméricos, espumas, adhesivos estructurales y compuestos, cargas, fibras, películas, membranas, emulsiones, recubrimientos, gomas, materiales de sellado, resinas adhesivas, solventes, tintas y pigmentos. Algunas de las industrias en las que vería el uso y la aplicación de polímeros:

• En aeronaves, aeroespaciales y equipamiento deportivo
• Plásticos de impresión 3D
• Biopolímeros en reconocimiento molecular
• Polímeros en holografía
• Polímeros orgánicos utilizados en la purificación de agua.
• Sustratos de placa de circuito impreso
• Productos químicos verdes: polímeros y biopolímeros
• Biomoléculas poliméricas
• Operaciones de biomasa renovable
• Polímeros que se utilizan en la operación de chalecos antibalas y chaquetas resistentes al fuego.
• Unidades monoméricas

RECICLAJE

El reciclaje de polímeros tiene varias dificultades debido a la diversidad de los polímeros; ya que, a diferencia de “el vidrio y las latas de aluminio que se reciclan y se pueden convertir a esencialmente los mismos productos repetidamente, pero rara vez sucede con los polímeros”. Por tal motivo, para facilitar el reciclaje la Society of Plastics Industry desarrolló un sistema que permite clasificar a los polímeros de acuerdo con que tan fácil es su reciclaje. Sin embargo, El sistema de numeración no implica que todos estos polímeros sean reciclados. Además, de lo informado en la clasificación de polímeros, los termoestables no se pueden reciclar.

De esta clasificación podemos afirmar que cuando el número sea más bajo, significa que el proceso de reciclaje del polímero será más sencillo.

CAMPAÑA DE CONCIENTIZACION EN LA COMUNIDAD PUCP

Actualmente, a pesar que nuestra comunidad universitaria ha tomado medidas para combatir la contaminación, como los tachos de reciclaje. Se puede observar que, en algunas ocasiones, las personas que integran nuestra comunidad, no respetan las indicaciones de uso de cada tacho. Además, en ciertas ocasiones, las cantidades de plástico en los tachos es excesiva; ya que, comúnmente es posible ver tachos llenos de tapers de comida. Es por esta razón que el grupo dará ciertas recomendaciones para menguar las cantidades de plástico en la comunidad PUCP.

• Aprovechar dos o tres jueves culturales por ciclo, para realizar conferencias acerca del cuidado ambiental, en donde se invitará a especialistas del ámbito, los cuales darán charlas con el fin de concientizar a nuestra comunidad acerca del uso excesivo de los plásticos.
• Promover una política de no usar sorbetes en la universidad, esta será una medida a largo plazo donde paulatinamente los quioscos dejen dar estos productos cuando algún estudiante o maestra compre una bebida. A su vez, se fomentará el uso de sorbetes biodegradables.
• Fomentar a los estudiantes a pertenecer a organizaciones ambientalistas de la PUCP, las cuales realicen diversas actividades de limpieza de playas o calles, u otras actividades. Estas actividades serán grabadas y subidas a las redes sociales. Una de las características de estos videos, es que será informativos y divertidos, para poder tener una mayor aceptación juvenil.
• Incorporar una app o portal en la web para permitir a los estudiantes, si es que poseen objetos poliméricos usados ​​se usen por alguien nuevo, reduciendo así los cargos por desechos y vertederos. En dicho recurso se puede crear un espacio de diálogo entre estudiantes, para juntos crear políticas sobre el abastecimiento de bienes éticos. Una política de residuos comprometida con “reducir, reutilizar, reciclar” y que considere el ciclo de vida completo de los recursos al adquirir bienes.
• Alentar al personal y estudiantes a reutilizar tanto como sea posible (cartuchos, botellas, etc.).
• Alentar a los estudiantes, al personal y al público a donar artículos eléctricos dañados para reciclarlos.

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:

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Universidad del Sur de Mississippi (1996) “Conceptos básicos”  Recuperado el 23 de mayo del 2019 de https://pslc.ws/spanish/intro.htm

Curioseando.com (2019) “¿Qué es un polímero? Definición, polimerización y ejemplos”. Recuperado el 23 de mayo del 2019 de https://curiosoando.com/que-es-un-polimero.

Anónimo “What is KEVLAR made of?” (N.A) Recuperado el 23 de mayo del 2019 de

https://www2.lbl.gov/MicroWorlds/Kevlar/KevlarClue1.html

Pérez, Julián y Merino, María (2013) “definicion de polímeros”  Recuperado el 23 de mayo del 2019 de https://definicion.de/polimeros/

Anónimo (N.A) “Termoplástico” Recuperado el 23 de mayo del 2019 de https://www.ecured.cu/Termopl%C3%A1stico

McGreavy. (1994) Polymer reactor engineering

Recuperado el 23 de mayo del 2019 de http://iq.ua.es/TPO/Tema1.pdf

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