Los plásticos ocupan un lugar destacado en el desarrollo de sectores como el de los
envases y embalajes, las telecomunicaciones, el transporte, la construcción, la medicina,
la agricultura o las tecnologías de la información, y en general, forman parte de nuestra
vida diaria.
Los plásticos son materiales formados por polímeros, constituidos por largas
cadenas de átomos que contienen carbono.
Polímero: macromolécula, es decir, molécula de gran tamaño formada, a su vez,
por otras más pequeñas y sencillas que se repiten constantemente. Según su procedencia, los plásticos pueden ser naturales o sintéticos.
Plásticos naturales: Se obtienen directamente de materias primas vegetales (por
ejemplo la celulosa, el celofán o el látex) o animales (como la caseína, una de las
principales proteínas de la leche de vaca)
Plásticos sintéticos o artificiales: Se elaboran a partir de compuestos derivados
del petróleo, del gas natural o el carbón. La mayoría de los plásticos pertenecen a este
grupo.La transformación industrial de las materias primas en plásticos se denomina
polimerización.
Durante la fabricación de los plásticos se añaden las denominadas cargas. Se trata de
materiales como la fibra de vidrio, las fibras textiles, el papel, la sílice, el polvo mineral
o el serrín, que, además de reducir los costes de producción, potencian algunas
propiedades de la materia prima o compuestos iniciales.Se incorporan también algunos aditivos (sustancias químicas), como, por ejemplo,
plastificantes, para incrementar la flexibilidad y resistencia del polímero, o pigmentos,
para conferir a los plásticos un color determinado.Las propiedades de los plásticos dependen de su naturaleza y composición.
La dureza, la elasticidad, la rigidez, la tenacidad y la flexibilidad son propiedades
específicas de determinados plásticos y varían de unos a otros.
Otras propiedades, sin embargo, como las que se recogen a continuación son
comunes a la mayoría de los plásticos.
• baja densidad (son ligeros)
• impermeables
• no conducen la electricidad (aislantes eléctricos)
• malos conductores del calor (buenos aislantes térmicos)
• casi todos desprenden gases tóxicos al quemarse
• reducida resistencia al calor; por tanto no podrán utilizarse en aplicaciones que
requieran altas temperaturas
• resistentes a la corrosión y a la intemperie
• fácilmente reciclables
• fáciles de trabajar por diversos procedimientos: colada, inyección, laminación,
mecanizado, …
• No son biodegradablesLos plásticos son materiales reciclables. Se distinguen tres tipos de reciclado:
Reciclado químico. Consiste en la recuperación de los constituyentes originales
de los residuos plásticos, a partir de los cuales se pueden obtener materiales nuevos
mediante procesos químicos. Se lleva a cabo en la industria petroquímica. En el proceso,
no siempre es necesario realizar una separación y clasificación previa de los materiales
plásticos.
Reciclado mecánico. Se utiliza para la fabricación de nuevos productos, a partir
de materiales plásticos granulados. Volumen, y se añaden las cargas y los aditivos.
Reciclado energético. Tiene lugar mediante la incineración de los productos
plásticos. Se obtiene energía que es utilizada en procesos industriales o en la producción
de calor y electricidad, en sustitución de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas
natural)La mayoría de los plásticos son no biodegradables, pero gracias a la investigación
en nuevas tecnologías se consiguen cada vez más plásticos biodegradables. Así, por
ejemplo, existen plásticos que se descomponen por la acción de ciertas bacterias y
agentes biológicos, es el caso del biopol, empleado en la fabricación de botellas y
molduras, el cual es degradado por los microorganismos del suelo. Otros son
hidrosolubles, es decir, se disuelven en contacto con el agua fría o caliente y se utilizan
como filmes y bolsas de plásticoSegún su estructura, pueden clasificarse en termoplásticos, termoestables y
elastómeros.
Termoplásticos:
La mayoría se obtienen de compuestos derivados del petróleo. Estos materiales
se ablandan cuando se calientan, lo que permite moldearlos y darles nuevas formas que
conservan al enfriarse. Este proceso de calentamiento y enfriamiento puede repetirse
tantas veces como se quiera.
Estructura de un termoplástico.
Estas cadenas de polímeros están dispuestas libremente sin
entrelazarse.
Termoestables:
Proceden de compuestos derivados del petróleo. Están formados por cadenas
enlazadas fuertemente en distintas direcciones. Al someterlos al calor y ser moldeados
adquieren una forma determinada que conservan cuando se enfrían. A diferencia de los
anteriores, estos plásticos no se ablandan al ser calentados de nuevo. Por tanto solo
pueden moldearse una vez.
Estructura de los plásticos termoestables.
Son cadenas fuertemente unidas en diferentes direcciones
Elastómeros:
Este tipo de plásticos se obtiene por vulcanización, proceso inventado por el
norteamericano Charles Goodyear (1800-1860). Consiste en mezclar azufre y caucho a
160°C, lo que confiere dureza, resistencia y durabilidad, sin perder la elasticidad natural.
Los elastómeros están formados por cadenas unidas
lateralmente y plegadas sobre sí mismas como un
ovillo, de tal modo que, cuando se aplica una fuerza,
las cadenas se estiran. Los elastómeros tienen gran
elasticidad, adherencia y Extrusión
Esta técnica consta de los siguientes pasos:
1. El material termoplástico se introduce en forma de gránulos por el embudo o tolva de
alimentación de la extrusora y cae en un cilindro previamente calentado.
2. El cilindro consta de un husillo o tornillo de grandes dimensiones que desplaza el material
fundido, forzándolo a pasar por una boquilla de salida.
3. El material, ya conformado, se enfría lentamente y se solidifica en un baño de refrigeración
4. Por último, se recogen las piezas obtenidas mediante un sistema de arrastre
Aplicaciones: filmes para embalaje, perfiles para rematar obras, recubrimiento aislante para cables
eléctricos y tubos para cañerías y tuberías.
Calandrado
Consiste en hacer pasar el material termoplástico,
procedente del proceso de extrusión, entre unos
cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener
láminas y planchas continuas. Con el calandrado se
pueden conseguir superficies con diferentes tipos
de acabado (brillante, mate…), dependiendo del
recubrimiento aplicado en el último rodillo.
Aplicaciones: acabado mate o brillante de superficies, tales como encimeras o muebles de cocina.
Conformado al vacío
Esta técnica se utiliza, sobre todo, con láminas de plástico de gran superficie. Consta de los siguientes
pasos:
1.El material termoplástico se sujeta a un molde
2.La lámina se calienta con un radiador para ablandar
el material.
3.A continuación, se succiona el aire que hay debajo
de la lámina, haciendo el vacío, de modo que el
material se adapte a las paredes del molde y tome la
forma deseada.
4. Una vez enfriado, se abre el molde para extraer la pieza
Aplicaciones: aparatos para sanitarios (por ejemplo, bañeras), salpicaderos de coches, letreros para
comercios, hueveras, etcétera.Moldeo
Es la técnica de conformación más utilizada. Puede ser de tres tipos: por soplado, el moldeo por
inyección y el moldeo por compresión.
Moldeo por soplado
Los pasos de los que consta este proceso son los siguientes:
1. El material en forma de tubo (obtenido en el proceso de extrusión) se introduce en un molde hueco cuya superficie interior corresponde a la forma del objeto que se quiere fabricar.
2.Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido en el tubo para que el material se adapte a las paredes del molde y tome su forma.
3. Tras enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto
Aplicaciones: objetos huecos (botellas para aceite de uso culinario y agua mineral; frascos) y algunos juguetes (por ejemplo, balones).
Moldeo por inyección
Este proceso consiste en lo siguiente:
1. Se inyecta material termoplástico fundido en un molde
2. Cuando el material se ha enfriado y solidificado, se abre el molde y se extrae la pieza
Aplicaciones: utensilios domésticos (cubos, recipientes…), componentes para automóviles, aviones, naves espaciales y juguetes.
Moldeo por compresión
Este proceso se desarrolla en las siguientes fases:
1. Se introduce el material termoestable en forma de polvo o gránulos en un molde hembra
2. Se comprime con un contramolde macho mientras un sistema de recalentamiento ablanda el material para hacerlo maleable.
3. El material adopta la forma de la cavidad interna de ambos moldes
4. A continuación, se refrigera y se extrae la pieza del molde
Aplicaciones: recipientes para distintos productos (alimenticios, por ejemplo) y carcasas de máquinas y electrodomésticos.2. Materiales de construcción
2.1 Clasificación general de los materiales de construcción
Según su naturaleza se pueden clasificar en los siguientes grupos:
Ígneas Ej. Granito
Naturales Sedimentarias Ej. Arenisca, caliza
(rocas) Metamórficas Ej. Pizarra, Mármol
Materiales
pétreos Cerámicos
Artificiales Aglomerantes
Vidrios
Ferrosos: Acero y sus derivados
Materiales metálicos
No ferrosos : Cu, Zn, Al, Ti, Be, …..
Maderas
Materiales orgánicos TERMOPLÁSTICOS
PLÁSTICOS TERMOESTABLES
ELASTÓMEROS
2.2 Materiales pétreos
Carácterísticas
– resistentes y duraderos
– no precisan mantenimiento posterior
– la mayoría poseen buena impermeabilidad
– abundantes (sobre todo en zonas montañosas)
– su extracción requiere altos costes de inversión y de consumo de energía
Principales productos:
– piedra bruta
– sillares (piedra con forma)
– pizarras
– grava, arena
2.3 Materiales cerámicos
Proceso de elaboración: se basa en el principio de que la arcilla, cuando se somete a temperaturas elevadas (850 – 1000 ºC), experimenta reacciones irreversibles, uniendo sus partículas y formando unmaterial cerámico vítreo.
Consta de unas fases comunes:
1. Preparación de las materias primas: arcilla
2. Mezcla y amasado de la arcilla con agua
3. Moldeo de las piezas
4. Secado
5. Cocción (la temperatura y el tiempo de cocción determinan las propiedades del material
6. Tratamientos superficiales como esmaltado, pintado, etc. (opcionales)Carácterísticas:
• buena resistencia a la compresión y erosión
• absorben humedad
• alta capacidad térmica (buenos aislantes térmicos)
• materiales duros pero frágiles
• resistentes al desgaste
• resistentes a los agentes atmosféricos
• admiten revoques y acabados superficiales
Productos:
Ladrillos (macizos y huecos, de fachadas, bovedillas)
Tejas
Azulejos, Baldosas, Gres
Loza, Porcelana
productos especiales.
2.4 Materiales aglomerantes
Son materiales que mezclados con agua tienen la propiedad de fraguar y endurecerse, lo que permite usarlos para unir otros materiales.
MORTERO = aglomerante + agua + áridos (opcionalmente)
Clasificación:
– aéreos: fraguan y endurecen solo en contacto con el aire (yeso)
– hidráulicos: fraguan y endurecen tanto en el aire como en contacto con un medio húmedo (cemento y hormigón)
Productos:
YESO: blando, de fraguado rápido y fácil adherencia a otros materiales, excepto la madera.
Aplicaciones en escayola y paneles de cartón-yeso.
CAL
CEMENTO: Se obtiene a partir de la mezcla triturada y cocida (a temperaturas de 1250 °C) de caliza y arcilla. Una vez molida, a esta mezcla se le añade una pequeña cantidad de yeso. El resultado es un polvo de color grisáceo que, mezclado con agua, forma una pasta fácil de trabajar que fragua y adquiere una gran dureza y resistencia
HORMIGÓN = CEMENTO + AGUA + Áridos (arena, gravilla, grava)
HORMIGÓN ARMADO: Hormigón en cuyo interior se ha introducido una estructura de varillas de acero.
2.5 Productos auxiliares
VIDRIO: El vidrio se obtiene a partir de una mezcla de arena de cuarzo, sosa (fundente) y cal, que se funde en un horno a temperaturas muy elevadas (1400 °C). El resultado es una pasta vítrea que se somete en caliente a diversas técnicas de conformación según la forma que se le quiera dar.
Productos bituminosos: alquitrán, brea, asfaltos.
Recubrimientos protectores y decorativos