PlásticoDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a navegación, búsqueda

El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.

Objetos cotidianos de plástico.

Contenido

[ocultar] 1 Historia 2 Propiedades y características

3 Proceso productivo

4 Clasificación de los plásticos

o 4.1 Según el monómero base

o 4.2 Según su comportamiento frente al calor

4.2.1 Termoplásticos

4.2.2 Termoestables

o 4.3 Según la reacción de síntesis

4.3.1 Polímeros de adición

4.3.2 Polímeros de condensación

4.3.3 Polímeros formados por etapas

o 4.4 Según su estructura molecular

4.4.1 Amorfos

4.4.2 Semicristalinos

4.4.3 Cristalizables

4.4.4 Comodities

4.4.5 De ingeniería

o 4.5 Elastómeros o cauchos

5 Codificación de plásticos

6 Usos más comunes

7 Reciclado

o 7.1 Plásticos biodegradables

8 Problemas relacionados con el reciclaje

o 8.1 Problemas medioambientales

o 8.2 Madera plástica

9 Véase también

10 Enlaces externos

[editar] Historia

El invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano John Wesley Hyatt, quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales de s XIX.

En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial, a partír de moléculas de fenol y formaldehído. Se bautizó con el nombre de baquelita y fue el primer plástico totalmente sintético de la historia, fue la primera de una serie de resinas sintéticas que revolucionaron la tecnología moderna iniciando la «era del plástico». A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo extremadamente popular y llegó a sustituir a otros materiales tanto en el ámbito doméstico, como industrial y comercial.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de los materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos realizados a probar estas afirmaciones iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química.

[editar] Propiedades y características

Bolsas de plástico.

Botella de plástico.

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominados polímeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica.

De hecho, plástico se refiere a un estado del material, pero no al material en sí: los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el material se encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos. Este estado se alcanza cuando el material en estado sólido se transforma en estado plástico generalmente por calentamiento, y es ideal para los diferentes procesos productivos ya que en este estado es cuando el material puede manipularse de las distintas formas que existen en la actualidad. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales sintéticos capaces de entrar en un estado plástico, pero plástico no es necesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace referencia esta palabra.

Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:

fáciles de trabajar y moldear, tienen un bajo costo de producción,

poseen baja densidad,

suelen ser impermeables,

buenos aislantes eléctricos,

aceptables aislantes acústicos,

buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas,

resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos;

algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes.

[editar] Proceso productivo

La primera parte de la producción de plásticos consiste en la elaboración de polímeros en la industria química. Hoy en día la recuperación de plásticos post-consumidor es esencial también. Parte de los plásticos terminados por la industria se usan directamente en forma de grano o resina. Más frecuentemente, se utilizan varias formas de moldeo (por inyección, compresión, rotación, inflación, etc.) o la extrusión de perfiles o hilos. Parte del mayor proceso de plásticos se realiza en una máquina horneadora.

[editar] Clasificación de los plásticos

[editar] Según el monómero base

En esta clasificación se considera el origen del monómero del cual parte la producción del polímero.

Naturales : Son los polímeros cuyos monómeros son derivados de productos de origen natural con ciertas características como, por ejemplo, la celulosa, la caseína y el caucho. Dentro de dos de estos ejemplos existen otros plásticos de los cuales provienen:

o Los derivados de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón.

o Los derivados del caucho son: la goma y la ebonita.

Sintéticos: Son aquellos que tienen origen en productos elaborados por el hombre, principalmente derivados del petróleo como lo son las bolsas de polietileno

[editar] Según su comportamiento frente al calor

[editar] Termoplásticos

Un termoplástico es un plástico que, a temperatura ambiente, es plástico o deformable, se convierte en un líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría suficiente. La mayoría de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los que poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Van der Waals (Polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno; o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse éstos pueden recalentarse y formar otros objetos, ya que en el caso de los termoestables o termoduros, su forma después de enfriarse no cambia y este prefiere incendiarse..

Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces.

Los principales son:

Resinas celulósicas : obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el rayón.

Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima el etileno obtenido del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener diferentes monómeros como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc.

Derivados de las proteínas: Pertenecen a este grupo el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las diamidas.

Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente pliofilmes, clorhidratos de caucho obtenidos adicionando ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.

[editar] Termoestables

Los plásticos termoestables son materiales que una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído.

Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos.

Resinas epoxi .

Resinas melamínicas .

Baquelita .

Aminoplásticos : Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la melamina.

Poliésteres : Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que suelen emplearse en barnices. Si el ácido no está en exceso, se obtienen termoplásticos.

[editar] Según la reacción de síntesis

También pueden clasificarse según la reacción que produjo el polímero:

[editar] Polímeros de adición

Implican siempre la ruptura o apertura de una unión del monómero para permitir la formación de una cadena. En la medida que las moléculas son más largas y pesadas, la cera parafínica se vuelve más dura y más tenaz. Ejemplo:

2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n

[editar] Polímeros de condensación

Son aquellos donde los monómeros deben tener, por lo menos, dos grupos reactivos por monómero para darle continuidad a la cadena. Ejemplo:

R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2O

[editar] Polímeros formados por etapas

La cadena de polímero va creciendo gradualmente mientras haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. Esta categoría incluye todos los polímeros de

condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos.

[editar] Según su estructura molecular

[editar] Amorfos

Son amorfos los plásticos en los que las moléculas no presentan ningún tipo de orden; están dispuestas desordenadamente sin corresponder a ningún orden. Al no tener orden entre cadenas se crean unos huecos por los que la luz pasa, por esta razón los polímeros amorfos son transparentes.

[editar] Semicristalinos

Los polímeros semicristalinos Tienen zonas con cierto tipo de orden junto con zonas amorfas. En este caso al tener un orden existen menos huecos entre cadenas por lo que no pasa la luz a no ser que posean un espesor pequeño.

[editar] Cristalizables

Según la velocidad de enfriamiento, puede disminuirse (enfriamiento rápido) o incrementarse (enfriamiento lento) el porcentaje de cristalinidad de un polímero semicristalino, sin embargo, un polímero amorfo, no presentará cristalinidad aunque su velocidad de enfriamiento sea extremadamente lenta.

[editar] Comodities

Son aquellos que tienen una fabricación, disponibilidad, y demanda mundial, tienen un rango de precios internacional y no requieren gran tecnología para su fabricación y procesamiento.

[editar] De ingeniería

Son los materiales que se utilizan de manera muy específica, creados prácticamente para cumplir una determinada función, requieren tecnología especializada para su fabricación o su procesamiento y de precio relativamente alto.

[editar] Elastómeros o cauchos

Los elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad y capacidad de estiramiento y rebote, recuperando su forma original una vez que se retira la fuerza que los deformaba. Comprenden los cauchos naturales obtenidos a partir del látex natural y sintéticos; entre estos últimos se encuentran el neopreno y el polibutadieno.

Los elastómeros son materiales de moléculas grandes las cuales después de ser deformadas a temperatura ambiente, recobran en mayor medida su tamaño y geometría al ser liberada la fuerza que los deformó.

[editar] Codificación de plásticos

Existe una gran variedad de plásticos y para clasificarlos, existe un sistema de codificación que se muestra en la Tabla 1. Los productos llevan una marca que consiste en el símbolo

internacional de reciclado con el código correspondiente en medio según el material específico.

Tabla 1. Codificación internacional para los distintos plásticos.

Tipo de plástico:

Polietileno Tereftalat

o

Polietileno de alta densidad

Policloruro de vinilo

Polietileno de baja densidad

Polipropileno

Poliestireno

Otros

Acrónimo

PETPEAD/ PEHD

PVCPEBD/ PELD

PP PS Otros

Código 5 1 2 3 4 5 6 7

[editar] Usos más comunes

Aplicaciones en el sector industrial: piezas de motores, aparatos eléctricos y electrónicos, carrocerías, aislantes eléctricos, etc.

En construcción: tuberías, impermeabilizantes, espumas aislantes de poliestireno, etc.

Industrias de consumo y otras: envoltorios, juguetes,envoltorios de juguetes, maletas, artículos deportivos, fibras textiles, muebles, bolsas de basura, etc.

[editar] Reciclado

Cestas para clasificación de desperdicios que pueden ser reciclados.

Es fácil percibir cómo los desechos plásticos, por ejemplo de envases de líquidos como el aceite de cocina, no son susceptibles de asimilarse de nuevo en la naturaleza, porque su material tarda aproximadamente unos 180 años en degradarse.

Ante esta realidad, se ha establecido el reciclado de tales productos de plástico, que ha consistido básicamente en recolectarlos, limpiarlos, seleccionarlos por tipo de material y fundirlos de nuevo para usarlos como materia prima adicional, alternativa o sustituta para el moldeado de otros productos.

De esta forma la humanidad ha encontrado una forma adecuada para evitar la contaminación de productos que por su composición, materiales o componentes, no son fáciles de desechar de forma convencional.

Se pueden salvar grandes cantidades de recursos naturales no renovables cuando en los procesos de producción se utilizan materiales "reciclados". Los recursos renovables, como los árboles, también pueden ser salvados. La utilización de productos reciclados disminuye el consumo de energía. Cuando se consuman menos combustibles fósiles, se generará menos CO2 y por lo tanto habrá menos lluvia ácida y se reducirá el efecto invernadero.

Desde el punto de vista financiero: Un buen proceso de reciclaje es capaz de generar ingresos. Por lo anteriormente expuesto, se hace ineludible mejorar y establecer nuevas tecnologías en cuanto a los procesos de recuperación de plásticos y buscar solución a este problema tan nocivo para la sociedad y que día a día va en aumento deteriorando al medio ambiente. En las secciones siguientes se plantea el diseño de un fundidor para polietileno de baja densidad, su uso, sus características, recomendación y el impacto positivo que proporcionará a la comunidad.

Algunos plásticos no son recuperables, como el poliestireno cristal y la bakelita.

[editar] Plásticos biodegradables

A fines del siglo XX el precio del petróleo disminuyó, y de la misma manera decayó el interés por los plásticos biodegradables. En los últimos años esta tendencia se ha revertido, además de producirse un aumento en el precio del petróleo, se ha tomado mayor conciencia de que las reservas petroleras se están agotando de manera alarmante. Dentro de este contexto, se observa un marcado incremento en el interés científico e industrial en la investigación para la producción de plásticos biodegradables o EDPs (environmentally degradable polymers and plastics). La fabricación de plásticos biodegradables a partir de materiales naturales, es uno de los grandes retos en diferentes sectores; industriales, agrícolas, y de materiales para servicios varios. Ante esta perspectiva, las investigaciones que involucran a los plásticos obtenidos de otras fuentes han tomado un nuevo impulso y los polihidroxialcanoatos aparecen como una alternativa altamente prometedora.

La sustitución de los plásticos actuales por plásticos biodegradables es una vía por la cual el efecto contaminante de aquellos, se vería disminuido en el medio ambiente. Los desechos

de plásticos biodegradables pueden ser tratados como desechos orgánicos y eliminarlos en los depósitos sanitarios, donde su degradación se realice en exiguos períodos de tiempo.

Los polímeros biodegradables se pueden clasificar de la siguiente manera:

Polímeros extraídos o removidos directamente de la biomasa: polisacáridos como almidón y celulosa. Proteínas como caseína, queratina, y colágeno.

Polímeros producidos por síntesis química clásica utilizando monómeros biológicos de fuentes renovables.

Polímeros producidos por microorganismos, bacterias productoras nativas o modificadas genéticamente.

Dentro de la última categoría se hallan los plásticos biodegradables producidos por bacterias, en este grupo encontramos a los PHAs y al ácido poliláctico (PLA). Los PHAs debido a su origen de fuentes renovables y por el hecho de ser biodegradables, se denominan “polímeros doblemente verdes”. El PLA, monómero natural producido por vías fermentativas a partir de elementos ricos en azúcares, celulosa y almidón, es polimerizado por el hombre. Los bioplásticos presentan propiedades fisicoquímicas y termoplásticas iguales a las de los polímeros fabricados a partir del petróleo, pero una vez depositados en condiciones favorables, se biodegradan.

Ácido poliláctico (PLA)

El almidón es un polímero natural, un gran hidrato de carbono que las plantas sintetizan durante la fotosíntesis que sirve como reserva de energía. Los cereales como el maíz y trigo contienen gran cantidad de almidón y son la fuente principal para la producción de PLA. Los bioplásticos producidos a partir de este polímero tienen la característica de una resina que puede inyectarse, extruirse y termoformarse.

La producción de este biopolímero empieza con el almidón que se extrae del maíz, luego los microorganismos lo transforman en una molécula más pequeña de ácido láctico o 2 hidroxi-propiónico (monómero), la cual es la materia prima que se polimeriza formando cadenas, con una estructura molecular similar a los productos de origen petroquímico, que se unen entre sí para formar el plástico llamado PLA.

El PLA es uno de los plásticos biodegradables actualmente más estudiados, se encuentra disponible en el mercado desde 1990. Es utilizado en la fabricación de botellas transparentes para bebidas frías, bandejas de envasado para alimentos, y otras numerosas aplicaciones.

PolihidroxialcanoatosHistoria

Los PHAs son producidos generalmente por bacterias Gram negativas, aunque existen bacterias Gram positivas también productoras en menor escala. El primer PHA descubierto fue el PHB, que fue descrito en el instituto Pasteur en 1925 por el microbiólogo Lemoigne

quien observó la producción de PHB por Bacillus megaterium. Posteriormente, en 1958 Macrae e Wildinson observaron que Bacillus megaterium acumulaba el polímero cuando la relación glucosa/nitrógeno en el medio de cultivo no se encontraba en equilibrio y observaron su degradación cuando existía falta o deficiencia de fuentes de carbono o energía. A partir de este hecho, se encontraron inclusiones de PHA en una extensa variedad de especies bacterianas. En la actualidad se conocen aproximadamente 150 diferentes polihidroxialcanoatos.

La primera patente de PHB fue pedida en los Estados Unidos por J. N. Baptist en 1962. En 1983 ocurrieron dos acontecimientos importantes, primero fue el descubrimiento por De Smet, de una cepa de Pseudomonas oleovorans (ATCC 29347) productora de PHB, y consecutivamente se dio la primera producción del primer biopoliéster de uso comercial. Un copolímero formado por monómeros de cuatro y cinco carbonos, denominados PHB y PHV, respectivamente, este producto se denominó comercialmente “Biopol” y se produce utilizando Ralstonia eutropha, a partir de glucosa y ácido propiónico. Este bioplástico en la actualidad ya es sintetizado a partir de una sola fuente de carbono en bacterias recombinantes; y exhibe un alto potencial de biodegradabilidad y propiedades termomecánicas mejores que el PHB puro.

En general los PHAs son insolubles en agua, biodegradables, no tóxicos, por lo cual uno de los principales beneficios que se obtienen de la aplicación de PHAs, es el ambiental. La utilización de estos productos, reduce la dependencia del petróleo por parte de la industria plástica, provoca una disminución de los residuos sólidos y se observaría una reducción de la emisión de gases que provocan el efecto invernadero.

Los puntos de interés en cuanto a aplicaciones de bioplásticos, de acuerdo con la IBAW (Asociación Internacional y Grupo de Trabajo de Polímeros Biodegradables) se centran en los sectores de empaque, medicina, agricultura y productos desechables. Sin embargo, con el avance de esta industria se ha ampliado la utilización de biomateriales aplicándose en: teléfonos celulares, computadores, dispositivos de audio y video. De acuerdo a esta información se ha establecido que el 10% de los plásticos que actualmente se emplean en la industria electrónica pueden ser reemplazados por biopolímeros.

[editar] Problemas relacionados con el reciclaje

En la vida moderna el plástico ha constituido un fenómeno de indudable trascendencia. Hoy en día el hombre vive rodeado de objetos plásticos que en siglos anteriores no eran necesarios para la vida cotidiana. Los plásticos se han fabricado para satisfacer las demandas de una gran variedad de usos, dando lugar a una vasta industria donde la civilización debería llamarse la civilización del plástico, debido al papel determinante que ha desempeñado este material en su desarrollo, en el mejoramiento de las condiciones de la vida del hombre y el acelerado crecimiento de la ciencia y la tecnología.

En general, las personas tienen muy poco conocimiento sobre lo que es un plástico, cómo se obtiene, cuáles son los tipos de plástico y sus aplicaciones, y cuales son los procesos de transformación del mismo. Estas informaciones son importantes para quienes trabajan en la

comercialización de plásticos, e industrias de producción o trasformación del plástico, o apenas curiosos por el asunto. De tal forma surge como necesidad en este proyecto mostrar a una parte importante de la población las graves consecuencias del mal uso del plástico que va desde la manera de obtención, hasta los procesos que se utilizan para reciclarlos.

Cabe destacar que el plástico es una sustancia muy importante para el desarrollo de la industria ya que su material sintético o natural que contiene como ingredientes esenciales sustancias orgánicas de elevada masa molecular llamada polímero.

[editar] Problemas medioambientales

Actualmente estos plásticos son muy utilizados a nivel comercial como envases o envolturas, de sustancias o artículos alimenticios los cuales son desechados al medio ambiente luego de su utilización.

De este modo, surge el problema asociado la contaminación ambiental, muchas veces producto del desecho de los plásticos de alta y baja densidad. Las características moleculares ( tipos de polímeros) del plástico contribuyen a que presenten una gran resistencia a la degradación ambiental y con mayor razón a la biodegradación. La radaciación UV del sol es la única forma de degradación natural que hace sentir sus efectos en el plástico a mediano plazo, destruyéndo los enlaces poliméricos y tornándolo frágil y quebradizo.

Como es evidente el desecho acumulativo de estos plásticos al ambiente trae graves consecuencias a las comunidades como lo son las enfermedades entre las cuales se encuentra el dengue; producida por el acumulamiento de basura y estancamiento de aguas negras sirviendo éstos como criaderos del zancudo patas blancas. Entre otras de las consecuencias importantes se pueden mencionar son las obstrucciones de las tuberías de aguas negras. Aunado a ello el desecho de estos materiales plásticos al ambiente provoca la disminución del embellecimiento de algunas áreas, establecimientos, municipios, ciudades y estados.

Los plásticos arrojados al mar que presentan flotabilidad son un gran problema en las zonas de calmas ecuatoriales, ya que se van reuniéndo en esos sectores acumulándose en grandes cantidades.

En Chile, durante una grave sequía producida en 1967 en la IV región de La Serena, una gran cantidad ganado caprino de las estancias rurales aledañas a la Ruta Panamericana se alimentó en los restos plásticos (bolsas de polietileno) que se deshechaban a las orillas por los usuarios, provocando la muerte en masa al cabo de unas pocas horas después de la ingesta.

Restos de un Albatros muerto a causa de la ingesta de restos plásticos

Muchas de las ventajas de los productos plásticos se convierten en una desventaja en el momento que desechamos ya sea el envase porque es decartable o bien cuando tiramos objetos de plástico porque se han roto.

Si bien los plásticos podrían ser reutilizados o reciclados en su gran mayoría, lo cierto es que hoy estos desechos son un problema de difícil solución, fundamentalmente en las grandes ciudades. Es realmente una tarea costosa y compleja para los municipios encargados de la recolección y disposición final de los residuos ya que a la cantidad de envases se le debe sumar el volumen que representan.

Por sus características los plásticos generan problemas en la recolección, traslado y disposición final. Algunos datos nos alertan sobre esto. Por ejemplo, un camión con una capacidad para transportar 12 toneladas de desechos comunes, transportará apenas 5 o 6 toneladas de plásticos compactados, y apenas 2 de plástico sin compactar.

Dentro del total de plásticos descartables que hoy van a la basura se destaca en los últimos años el aumento sostenido de los envases de PET, proveniente fundamentalmente de botellas descartables de aguas de mesa, aceites y bebidas alcohólicas y no alcohólicas. Las empresas vienen sustituyendo los envases de vidrio por los de plástico retornables en un comienzo, y no retornables posteriormente. Esta decisión implica un permanente cambio en la composición de la basura. En Uruguay este proceso se ha acelerado desde mediados de 1996, agravándose durante 1997 cuando además, muchos envases retornables de vidrio se transformaron en vidrio descartable.

De esta manera, resulta claro que el abandono de estos materiales al medio ambiente representa un grave problema ambiental.

Por consiguiente existe la inquietud de elaborar un equipo con la capacidad de recuperar dichos plásticos que han sido desechados por la sociedad, los cuales son considerados no reutilizables.

De este modo surge como propósito diseñar un equipo que utilice energía térmica por inducción fundiendo el polietileno de baja densidad que se encuentren depositados en el

mismo, una vez fundidos, aglomerados y en estado líquido pasan a ser vertidos a un molde para elaborar otros productos que serán utilizados en otras aplicaciones.

Un material candidato a sustituir al petróleo es el cáñamo, utilizable para todos los usos petroquímicos, pero que además es 100% biodegradable y altamente reciclable.

[editar] Madera plástica

Otra de las soluciones que se han planteado ante la acumulación de residuos plásticos ha sido la madera plástica.

Clasificación de los Plásticos

De acuerdo a su importancia comercial por sus aplicaciones en el mercado, se encuentran los denominados COMODITIES los cuales son:

Nombre Abreviatura(opcional)

Número de identificación

Polietilentereftalato PET o PETE 1

Polietileno de alta densidad PEAD o HDPE 2

Policloruro de vinilo o Vinilo PVC o V 3

Polietileno de baja densidad PEBD o LDPE 4

Polipropileno PP 5

Poliestireno PS 6

Otros Otros 7

 

(El código de Identificación es adoptado en México el 25 de Noviembre de 1999 en la NMX-E-232-SCFI-1999 basado en la identificación de Europa y países de América)

INFORMACIÓN POR RESINA:

PET:

El Polietilen Tereftalato (PET) es un Poliéster Termoplástico y se produce a partir de dos compuestos principalmente: Ácido Terftálico y Etilenglicol, aunque también puede obtenerse utilizando Dimetiltereftalato en lugar de Ácido Tereftálico. Este material tiene una baja velocidad de cristalización y puede encontrarse en estado amorfo-transparente o cristalino .El Polietilen Tereftalato en general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su orientación presenta propiedades de transparencia, resistencia química; esta resina es aceptada por la Food and Drugs Administration (FDA).Existen diferentes grados de PET, los cuales se diferencian por su peso molecular y

cristalinidad. Los que presentan menor peso molecular se denominan grado fibra, los de peso molecular medio, grado película y, de mayor peso molecular, grado ingeniería.

Aplicaciones

En la actualidad se están abriendo cada vez más nuevos campos de aplicación y se desarrollan botellas PET de alta calidad y reducido peso, entre sus aplicaciones más importantes dentro de los siguientes sectores:

a) Envase y Empaque Las firmas de maquinaria han contribuido en gran medida a impulsar la evolución de manera rápida de los envases, por lo que hoy se encuentran disponibles envases para llenado a temperaturas normales y para llenado en caliente; también se desarrollan envases muy pequeños desde 10 mililitros hasta garrafones de 19 litros. Los tarros de boca ancha son utilizados en el envasado de conservas alimenticias.

La participación del PET dentro de este mercado es en:

Bebidas Carbonatadas Agua Purificada

Aceite

Conservas

Cosméticos.

Detergentes y Productos Químicos 

Productos Farmacéuticos

 

b) Electro-electrónico: Este segmento abarca diversos tipos de películas y aplicaciones desde las películas ultradelgadas para capacitores de un micrómetro o menos hasta de 0.5 milimetros, utilizadas para aislamiento de motores. Los capacitores tienen material dieléctrico una película PET empleada para telecomunicaciones, aparatos electrónicos entre otros.

c) Fibras (telas tejidas, cordeles, etc.): En la industria textil, la fibra de poliéster sirve para confeccionar gran variedad de telas y prendas de vestir.

Debido a su resistencia, el PET se emplea en telas tejidas y cuerdas, partes para cinturones, hilos de costura y refuerzo de llantas. Su baja elongación y alta tenacidad se aprovechan en refuerzos para mangueras. Su resistencia química permite aplicarla en cerdas de brochas para pinturas y cepillos industriales.

FUENTE: "Enciclopedia del Plástico 2000"; Centro Empresarial del Plástico

 

POLIESTIRENO

El Poliestireno es un polímero que se obtiene a partir de un monómero llamado Estireno, el cual también se conoce con los nombres de vinilbenceno, feniletileno, estirol o estiroleno.

Este material ha tenido gran desarrollo en los últimos años y ha formado un grupo de plásticos denominados: familia de Polimeros de Estireno, en los que se incluyen:

· Poliestireno Cristal o de Uso General (PS)· Poliestireno Grado Impacto (PS-I)· Poliestireno Expansible (EPS)· Estireno/Acrilonitrilo (SAN)· Copolímero en Bloque de Estireno/Butadieno/Estireno (SBS)· Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS)· Aleaciones

Poliestireno Cristal.- Es un material amorfo de alto peso molecular (200,000 a 300,000 (g/gmol), de baja densidad, duro, con buenas propiedades ópticas, mínima absorción de agua, buena estabilidad dimensional y aislamiento eléctrico.

Resiste ácidos orgánicos e inorgánicos concentrados y diluidos (excepto los altamente oxidantes), alcoholes, sales y álcalis. Es atacado por ésteres, cetonas, hidrocarburos aromáticos, clorados y aceites etéreos. Tiene brillo y transparencia.

Es sensible a la luz solar, por lo que para retardar su degradación se deben adicionar absorbedores de luz ultravioleta.

Presenta baja resistencia al impacto y estabilidad térmica. Se obtiene en forma de gránulos parecidos al vidrio.

Se utiliza en la fabricación de envases para productos alimenticios, farmacéuticos y cosméticos como blister, vasos , tapas.

Poliestireno Expansible (EPS).- Es un material dúctil y resistente a temperaturas bajo cero, pero a temperaturas elevadas, aproximadamente a 88°C, pierde sus propiedades.

Debido a ello, y a su bajo coeficiente de conductividad térmica, se utiliza como aislante a bajas temperaturas. Posee poder de amortiguamiento, es decir, permite absorber la energía producida por golpes y vibraciones. Flota en el agua y es completamente inerte a los metales.

Resiste la mayoría de los ácidos, soluciones alcalinas y saladas, sin importar su concentración. También resiste a la temperatura e intemperie, no es tóxico. Sin embargo, no es resistente a solventes orgánicos o aceites minerales.

Debido a su estructura celular presenta valores bajos de transmisión de vapor y de absorción de agua. Es combustible, por lo que en ocasiones se la adicionan retardantes de flama. Es resistente a los microorganismos y cuenta con buenas propiedades de aislamiento acústico.

El EPS es uno de los termoplásticos más versátiles por lo que tiene aplicación en varios sectores como los siguientes:

· Edificación· Vivienda· Especialidades Industriales· Cuerpos Moldeados· Envases

Otra aplicación importante en Envase es la perla expandida para protección, las cuales sirven para rellenar las cajas de cartón corrugado donde se contengan productos frágiles.

Poliestireno Grado Impacto (PS-I).- Los diferentes grados que existen de estos materiales (Medio y Alto Impacto), presentan propiedades similares a las del Poliestireno de uso general. Su color natural va de translúcido a opaco.

Se ven afectados con la exposición continua a las radiaciones de luz UV, ofrecen limitada resistencia a solventes aromáticos y clorados. Poseen alta rigidez y dureza, presentan bajas propiedades de barrera, poca resistencia a la grasa y a temperaturas elevadas. Con un adecuado balance de propiedades tienen excelente procesabilidad para inyección, extrusión y termoformado.

Son estables térmicamente, tienen niveles muy bajos de materia volátil y poseen una resistencia al impacto entro dos y cuatro veces superior al PS Cristal, según el contenido y tipo de elastómero.

Resiste con limitaciones ácidos y álcalis, no resiste disolventes orgánicos como bencina, cetonas, hidrocarburos aromáticos y clorados, ni aceites etéricos. El PS-I tiene las siguientes aplicaciones:

a) Poliestireno Medio Impacto:

· Piezas rígidas con brillo e impacto· Industria del envase y empaque (platos y vasos desechables)· Artículos Escolares· Juguetes

b) Poliestireno Alto Impacto:

· Asientos sanitarios· Carretes Industriales

· Carcazas de Electrodomésticos· Juguetes· Cubiertas de cassettes

Los polímeros de estireno son de gran relevancia en el mercado, ocupan el cuarto lugar del consumo, y ello se debe a sus abundante variedad de aplicaciones debidas a sus propiedades y fácil moldeo.

FUENTE: "Enciclopedia del Plástico 2000"; Centro Empresarial del Plástico

 

POLIETILENO

Antiguamente llamado "Polimetileno", el Polietileno pertenece al grupo de los polímeros de las Poliolefinas, que provienen de alquenos (hidrocarburos con dobles enlaces). Son polímeros de alto peso molecular y poco reactivos debido a que están formados por hidrocarburos saturados. Sus macromoléculas no están unidas entre sí químicamente, excepto en los productos reticulados.

Los Polietilenos se clasifican principalmente en base a su densidad (de acuerdo al código ASTM) como:

· Polietileno de Baja Densidad (PEBD o LDPE)· Polietileno Lineal de Baja Densidad (PELBD o LLDPE)· Polietileno de Alta Densidad (PEAD o HDPE)· Polietileno de Alta Densidad Alto Peso Molecular (HMW-HDPE)· Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (UHMWPE)

Si la densidad del polietileno aumenta, aumentan también propiedades como la rigidez, dureza resistencia a la tensión, resistencia a la abrasión, resistencia química, punto de reblandecimiento e impacto a bajas temperaturas. Sin embargo, este aumento significa una disminución en otras propiedades como el brillo, resistencia al rasgado y la elongación.

PEBD.- Es un material traslúcido, inodoro, con un punto de fusión promedio de 110°C. Tiene conductividad térmica baja. Sus principales aplicaciones son dentro del sector del envase y empaque (bolsas, botellas, películas, sacos, tapas para botellas, etc.) y como aislante (baja y alta tensión).

PELBD.- Presenta una buena resistencia a la tracción, al rasgado y a la perforación o punción, buena resistencia al impacto a temperaturas muy bajas (hasta -95°C) y en películas posee excelente elongación. Sus principales aplicaciones son como película encojible, película estirable, bolsas grandes para uso pesado, acolchado agrícola, etc.

PEAD.- Presenta mejores propiedades mecánicas (rigidez, dureza y resistencia a la tensión) que el PEBD y el PELBD, debido a su mayor densidad. Presenta fácil procesamiento y

buena resistencia al impacto y a la abrasión. No resiste a fuertes agentes oxidantes como ácido nítrico, ácido sulfúrico fumante, peróxidos de hidrógeno o halógenos. Sus principales aplicaciones son en el sector de envase y empaque (bolsas para mercancía, bolsas para basura, botellas para leche y yoghurt, cajas para transporte de botellas, etc.), en la industria eléctrica (aislante para cable), en el sector automotriz (recipientes para aceite y gasolina, tubos y mangueras), artículos de cordelería, bandejas, botes para basura, cubetas, platos , redes para pesca, regaderas, tapicerías juguetes, etc.

HMW-HDPE.- Presenta propiedades como buena resistencia al rasgado, amplio rango de temperaturas de trabajo ( de -40 a 120°C), impermeabilidad al agua y no guarda olores. Sus principales aplicaciones son en película, bolsas, empaque para alimentos, tubería a presión, etc.

UHMWPE.- Es un material altamente cristalino con una excelente resistencia al impacto, aún en temperaturas bajas de -200°C, tiene muy bajo coeficiente de fricción, no absorbe agua, reduce los niveles de ruido ocasionados por impactos, presenta resistencia a la fatiga y es muy resistente a la abrasión (aproximadamente 10 veces mayor que la del acero al carbón). Tiene muy buena resistencia a medios agresivos, incluyendo a fuertes agentes oxidantes, a hidrocarburos aromáticos y halogenados, que disuelven a otros polietilenos de menor peso molecular. Sus principales aplicaciones son en partes y refacciones para maquinaria.

FUENTE: "Enciclopedia del Plástico 2000"; Centro Empresarial del Plástico

 

POLIPROPILENO 

El Polipropileno es un termoplástico que pertenece a la familia de las Poliolefinas y que se obtiene a partir de la polimerización del propileno, el cual es un gas incoloro en condiciones normales de temperatura y presión, que licúa a -48°C. También se conoce al propileno como "propeno".

El Polipropileno puede clasificarse por las materias primas que se utilizan en su elaboración y por su estructura química:

· Por Materias Primas:- Homopolímero- Copolímero Impacto- Copolímero Random

· Por Estructura Química:- Isotáctico- Sindiotáctico- Atáctico

Polipropileno Homopolímero.- Presenta alta resistencia a la temperatura, puede esterilizarse por medio de rayos gamma y óxido de etileno, tiene buena resistencia a los ácidos y bases a temperaturas debajo de 80°C, pocos solventes orgánicos lo pueden disolver a temperatura ambiente. Posee buenas propiedades dieléctricas, su resistencia a la tensión es excelente en combinación con la elongación, su resistencia al impacto es buena a temperatura ambiente, pero a temperaturas debajo de 0°C se vuelve frágil y quebradizo.

El Polipropileno Homopolímero tiene las siguientes aplicaciones principalmente:

a) Películab) Rafiac) Productos Médicos (jeringas, instrumentos de laboratorio, etc.)

Polipropileno Copolímero.- Presenta excelente resistencia a bajas temperaturas, es más flexible que el tipo Homopolímero, su resistencia al impacto es mucho mayor y aumenta si se modifica con hule EPDM, incrementando también su resistencia a la tensión al igual que su elongación; sin embargo, la resistencia química es inferior que el Homopolímero, debilidad que sé acentuá a temperaturas elevadas.

El Polipropileno Copolímero Impacto se utiliza en los siguientes sectores:

a) Sector de Consumo (Tubos, perfiles, juguetes, recipientes para alimentos, cajas, hieleras, etc.)b) Automotriz (Acumuladores, tableros, etc.)c) Electrodomésticos (Cafeteras, carcazas, etc.)

Polipropileno Copolímero Random.- Las propiedades más sobresalientes del Copolímero Random son: el incremento en transparencia, flexibilidad y resistencia al impacto. Posee un índice de fluidez desde 1 g/10 min para soplado hasta 30g/10 min para inyección.

Sus principales aplicaciones son:

a) Botellas (Vinagre, agua purificada, cosméticos, salsas, etc.)b) Películac) Consumo (Popotes, charolas, etc.)

FUENTE: "Enciclopedia del Plástico 2000"; Centro Empresarial del Plástico

 

PVC

El Policloruro de Vinilo (PVC) es un polímero termoplástico resultante de la asociación molecular del monómero Cloruro de Vinilo.

Por sí solo es el más inestable de los termoplásticos, pero con aditivos es el más versátil y

puede ser sometido a variados procesos para su transformación, lo que le ha hecho ocupar, por su consumo, en el segundo lugar mundial detrás del Polietileno.

El PVC puede clasificarse de cuatro maneras:

· Por su método de producción: - Suspensión, Dispersión, Masa, Solución· Peso Molecular:- Alto, Medio y bajo· Tipo de Monómeros:- Homopolímeros y Copolímeros· Formulación:- Rígido y Flexible

Propiedades

El PVC es un material esencialmente amorfo con porciones sidiotácticas que no constituyen más de 20% del total, generalmente cuenta con grados de cristalinidad menores.

La gran polaridad que imparte el átomo de cloro transforma al PVC en un material rígido. Algunos de sus grados aceptan fácilmente diversos plastificantes, modificándolo en flexible y elástico. Esto explica la gran versatilidad que caracteriza a este polímero, empleado para fabricar artículo de gran rigidez y accesorios para tubería, productos semiflexibles como perfiles para persianas y otros muy flexibles como sandalias y películas.

El PVC es un polvo blanco, inodoro e insípido, fisiológicamente inofensivo. Tiene un contenido teórico de 57% de cloro, difícilmente inflamable, no arde por sí mismo. La estructura de la partícula a veces es similar a la de una bola de algodón. El diámetro varía dependiendo del proceso de polimerización.

Del proceso de suspensión y masa, se obtienen partículas de 80 a 200 micras, por dispersión de 0.2 a 4 micras y por solución de 0.2 micras. La configuración de las partículas de PVC, varía desde esferas no porosas y lisas hasta partículas irregulares y porosas.El PVC especial para compuestos flexibles, debe poseer suficiente y uniforme porosidad para absorber los plastificantes rápidamente. Para compuestos rígidos, la porosidad es menos importante, debido a que a menor rango se obtiene mayor densidad aparente.

Para formular un compuesto de PVC, se requiere escoger la resina conforme a los requerimientos en propiedades físicas finales, como flexibilidad, precesabilidad y aplicación para un producto determinado.

La estructura del PVC puede ser comparada con la del Polietileno. La diferencia radica en que un átomo de la cadena del Polietileno es sustituido por un átomo de cloro en la molécula de PVC. Este átomo aumenta la atracción entre las cadenas polivinílicas, dando como resultado un polímero rígido y duro.

Aplicaciones

Segmento rígido:

Tubería Botellas (Aceites comestibles, shampoos y agua purificada)

Película y Lámina

Perfiles

Segmento Flexible:

Calzado

Película

Recubrimiento de cable y alambre

Perfiles

Loseta

 

FUENTE: "Enciclopedia del Plástico 2000"; Centro Empresarial del Plástico

El reciclado de plásticos

Reciclado en la fuente

Uno de los problemas es que el acento debe ponerse en cómo generar cada vez menos residuos, de cualquier índole como residuos plásticos.

La reducción en la fuente se refiere directamente al diseño y a la etapa productiva de los productos, principalmente envases, antes de ser consumidos. Es una manera de concebir los productos con un nuevo criterio ambiental; generar menos residuos. Y esto es aplicable a todas las materias primas: vidrio, papel, cartón, aluminio y plásticos.

En el caso de estos últimos residuos, la reducción en la fuente es responsabilidad de la industria

petroquímica (fabricante de los diferentes tipos de plásticos), de la industria transformadora (que toma esos plásticos para fabricar los diferentes productos finales), y de quien diseña el envase (envasador).

Aunque podría decirse que al consumidor también le cabe una buena parte de la responsabilidad: en las góndolas de los supermercados es él quien tiene la facultad de elegir entre un producto que ha sido concebido con criterio de reducción en la fuente y otro que derrocha materia prima y aumenta innecesariamente el volumen de los residuos.

Reducir en la fuente significa referirse a la investigación, desarrollo y producción de objetos utilizando menos recursos (materia prima). De ahí su denominación porque se aplica a la faz productiva. Al utilizar menos materia prima se producen menos residuos y además se aprovechan mejor los recursos naturales.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos. Todo gerenciamiento de los Residuos Sólidos Urbanos debe comenzar por la reducción en la fuente.

Las principales ventajas de la reducción en la fuente:

Disminuye la cantidad de residuos; es mejor no producir residuos que resolver qué hacer con ellos.

Ayuda a que los rellenos sanitarios no se saturen rápidamente.

Se ahorran recursos naturales –energía y materia prima- y recursos financieros

La reducción en la fuente aminora la polución y el efecto invernadero. Requiere menos energía transportar materiales más livianos. Menos energía significa menos combustible quemado, lo que implica a su vez menor agresión al ambiente.

Etapas para reciclar el plástico:

Recolección: Todo sistema de recolección diferenciada que se implemente descansa en un principio fundamental, que es la separación, en el hogar, de los residuos en dos grupos básicos: residuos orgánicos por un lado e inorgánicos por otro; en la bolsa de los residuos orgánicos irían los restos de comida, de jardín, y en la otra bolsa los metales, madera, plásticos, vidrio, aluminio. Estas dos bolsas se colocarán en la vía pública y serán recolectadas en forma diferenciada, permitiendo así que se encaucen hacia sus respectivas formas de tratamiento.

Centro de reciclado: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.

Clasificación: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han

desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Este proceso se ve facilitado si existe una entrega diferenciada de este material, lo cual podría hacerse con el apoyo y promoción por parte de los municipios.

Reciclado Mecánico

El reciclado mecánico es el más difundido en la opinión pública en la Argentina, sin embargo este proceso es insuficiente por sí solo para dar cuenta de la totalidad de los residuos.

El reciclado mecánico es un proceso físico mediante el cual el plástico post-consumo o el industrial (scrap) es recuperado, permitiendo su posterior utilización.

Los plásticos que son reciclados mecánicamente provienen de dos grandes fuentes:

-Los residuos plásticos proveniente de los procesos de fabricación, es decir, los residuos que quedan al pie de la máquina, tanto en la industria petroquímica como en la transformadora. A esta clase de residuos se la denomina scrap. El scrap es más fácil de reciclar porque está limpio y es homogéneo en su composición, ya que no está mezclado con otros tipos de plásticos. Algunos procesos de transformación (como el termoformado) generan el 30-50% de scrap, que normalmente se recicla.

-Los residuos plásticos proveniente de la masa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).

Estos se dividen a su vez en tres clases:

Residuos plásticos de tipo simple: han sido clasificados y separados entre sí los de distintas clases.

Residuos mixtos: los diferentes tipos de plásticos se hallan mezclados entre sí.

Residuos plásticos mixtos combinados con otros residuos: papel, cartón, metales.

Reciclado Químico

Se trata de diferentes procesos mediante los cuales las moléculas de los polímeros son craqueadas (rotas) dando origen nuevamente a materia prima básica que puede ser utilizada para fabricar nuevos plásticos.

Minimizar el volumen y peso de los residuos es el primer paso para resolver el problema global de los mismos.

El reciclado químico comenzó a ser desarrollado por la industria petroquímica con el objetivo de lograr las metas propuestas para la optimización de recursos y recuperación de residuos. Algunos métodos de reciclado químico ofrecen la ventaja de no tener que separar tipos de resina plástica, es decir, que pueden tomar residuos plásticos mixtos reduciendo de esta manera los costos de recolección y clasificación. Dando origen a productos finales de muy buena calidad.

Principales procesos existentes:

Pirolisis:

Es el craqueo de las moléculas por calentamiento en el vacío. Este proceso genera hidrocarburos líquidos o sólidos que pueden ser luego procesados en refinerías.

Hidrogenación:

En este caso los plásticos son tratados con hidrógeno y calor. Las cadenas poliméricas son rotas y convertidas en un petróleo sintético que puede ser utilizado en refinerías y plantas químicas.

Gasificación:

Los plásticos son calentados con aire o con oxígeno. Así se obtienen los siguientes gases de síntesis: monóxido de carbono e hidrógeno, que pueden ser utilizados para la producción de metanol o amoníaco o incluso como agentes para la producción de acero en hornos de venteo.

Quimiolisis:

Este proceso se aplica a poliésteres, poliuretanos, poliacetales y poliamidas. Requiere altas cantidades separadas por tipo de resinas. Consiste en la aplicación de procesos solvolíticos como hidrólisis, glicólisis o alcohólisis para reciclarlos y transformarlos nuevamente en sus monómeros básicos para la repolimerización en nuevos plásticos.

Metanólisis:

Es un avanzado proceso de reciclado que consiste en la aplicación de metanol en el PET. Este poliéster (el PET), es descompuesto en sus moléculas básicas, incluido el dimetiltereftalato y el etilenglicol, los cuales pueden ser luego repolimerizados para producir resina virgen. Varios productores de polietilentereftalato están intentando de desarrollar este proceso para utilizarlo en las botellas de bebidas carbonadas. Las experiencias llevadas a cabo por empresas como Hoechst-Celanese, DuPont e Eastman han

demostrado que los monómeros resultantes del reciclado químico son lo suficientemente puros para ser reutilizados en la fabricación de nuevas botellas de PET.

Estos procesos tienen diferentes costos y características. Algunos, como la chemolysis y la metanólisis, requieren residuos plásticos separados por tipo de resina. En cambio la pirólisis permite utilizar residuos plásticos mixtos.

Perspectivas del reciclado químico:

-El reciclado químico se encuentra hoy en una etapa experimental avanzada. Es de suponer que en los próximos años pueda transformarse en una poderosa y moderna herramienta para tratar los residuos plásticos. El éxito dependerá del entendimiento que pueda establecerse entre todos los actores de la cadena: petroquímicas, transformadores, grandes usuarios, consumidores y municipios, a los fines de asegurar la unidad de reciclado y que la materia prima llegue a una planta de tratamiento.

-La sociedad debe estar preparada para tal cambio de tecnología en lo que hace al tratamiento de los residuos plásticos. Por su parte, la industria petroquímica está trabajando en la definición de especificaciones técnicas a los fines de garantizar la calidad de los productos obtenidos a través del reciclado químico.

-Si bien el reciclado mecánico se halla en un estado más evolucionado, éste solo no alcanza para resolver el problema de los residuos. No sería inteligente desdeñar cualquier otra forma de tratamiento por incipiente que fuera. Lo que hoy parece muy lejano puede que dentro de las próximas dos décadas se convierta en una realidad concreta. En el caso de los plásticos se debe tener en cuenta que se trata de hidrocarburos, por lo que, para un recurso no renovable como el petróleo, es especialmente importante desarrollar técnicas como el reciclado químico para generar futuras fuentes de recursos energéticos. Los plásticos post-consumo de hoy pueden considerarse como los combustibles o las materias primas del mañana. Además, el reciclado químico contribuirá con la optimización y ahorro de los recursos naturales al reducir el consumo de petróleo crudo para la industria petroquímica.

-De todas las alternativas de valorización quizá ninguna esté hecha tan a medida de los plásticos como el reciclado químico. Es muy probable que se transforme en la vía más apropiada de recuperación de los residuos plásticos, tanto domiciliarios como los provenientes del scrap (post-industrial), obteniéndose materia prima de calidad idéntica a la virgen. Esto contrasta con el reciclado mecánico, donde no siempre se puede asegurar una buena y constante calidad del producto final. El reciclado químico ofrece posibilidades que resuelven las limitaciones del reciclado mecánico, que necesita grandes cantidades de residuos plásticos limpios, separados y homogéneos para poder garantizar la calidad del producto final. Los residuos plásticos domiciliarios suelen estar compuestos por plásticos livianos, pequeños, fundamentalmente provenientes de los envases, pueden estar sucios y presentar substancias alimenticias. Todo esto dificulta la calidad final del reciclado mecánico, ya que se obtiene un plástico más pobre comparado con la resina virgen. Por lo tanto, los productos hechos de plástico así reciclado se dirigen a mercados finales de precios bajos. Por el contrario, el reciclado químico supera estos inconvenientes, ya que no

es necesaria la clasificación de los distintos tipos de resinas plásticas proveniente de los residuos. En este proceso pueden se tratados en forma mixta, reduciendo costos de recolección y clasificación. Además, lleva a productos finales de alta calidad que sí garantizan un mercado.

Toda estrategia de gestión integral de los Residuos Sólidos Urbanos debe prever y contemplar la posibilidad del reciclado químico. El tratamiento de los residuos plásticos no puede ser resuelto unilateralmente por uno u otro proceso, debiendo analizarse las diferente alternativas de reciclado.

Plásticos y medio ambiente:http://www.plastivida.com.ar/medio_plastico.htm

Institute of Scrap Recycling Industries, Inchttp://www.isri.org/

United Nations Environment Programme:http://www.unepchemicals.ch/

Página norteamericana sobre reciclado de plásticos:http://www.plasticscrap.us/

Diccionario de ecología (ver quimiolisis):http://www.ensayistas.org/critica/ecologia/diccionario/q.htm

Plastic Recycling Resources:http://www.plasticsresource.com/s_plasticsresource/

Indice1. Introducción2. Historia3. Incidencia Económica4. Acronimos5. Proceso De Transformación6. Extrusión7. Película Tubular8. Extrusión de tubo y perfil9. Extrusión de lámina y película en dado plano10. Recubrimiento de cable11. Soplado12. Descripción del equipo

1. Introducción

¿En que pensamos cuando decimos o escuchamos la palabra plástico?Hace cien años, al mencionar el término plástico, éste se podía entender como algo relativo a la reproducción de formas o las artes plásticas, la pintura, la escultura, el moldeado. En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.PLASTICOS es una palabra que deriva del griego "Plastikos" que significa "Capaz de ser Moldeado", sin embargo, esta definición no es suficiente para describir de forma clara a la gran variedad de materiales que así se denominan.

Técnicamente los plásticos son sustancias de origen orgánico formadas por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura carbono e hidrógeno principalmente. Se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural. Es posible moldearlos mediante procesos de transformación aplicando calor y presión.Los plásticos son parte de la gran familia de los Polímeros.Polímeros es una palabra de origen latín que significa Poli = muchas y meros = partes, de los cuales se derivan también otros productos como los adhesivos, recubrimientos y pinturas.

2. Historia

El desarrollo de los plásticos cuando se descubrió que las resinas naturales podían emplearse para elaborar objetos de uso práctico. Estas resinas como el betún, la gutapercha, la goma laca y el ámbar, son extraídas de ciertos árboles, y se tienen referencias de que ya se utilizaban en Egipto, Babilonia, la India, Grecia y China. En América se conocía otro material utilizado por sus habitantes antes de la llegada de Colón, conocido como hule o caucho.El hule y otras resinas presentaban algunos inconvenientes y, por lo tanto, su aplicación resultaba limitada. Sin embargo, después de muchos años de trabajos e investigaciones se llegaron a obtener resinas semisintéticas, mediante tratamientos químicos y físicos de resinas naturales.Se puede decir que la primera resina semisintética fue el hule vulcanizado, obtenida por Charles Goodyear en 1839 al hacer reaccionar azufre con la resina natural caliente. El producto obtenido resultó ser muy resistente a los cambios de temperaturay a los esfuerzos mecánicos.A mediados del siglo XIX, el inventor inglés Alexander Parkes obtuvo accidentalmente l nitrocelulosa, mediante la reacción de la celulosa con ácido nítrico y sulfúrico, y la llamó "Parkesina", que con aceite de ricino se podía moldear. Sin embargo debido a su flamabilidad, no tuvo éxito comercial.Alrededor de 1860, en los Estados Unidos surgió el primer plástico de importancia comercial gracias a un concurso para encontrar un material que sustituyen al marfil en la fabricación de las bolas de billar (en esa época se utilizaban tanto marfil, que se sacrificaba 12,000 elefantes anualmente para cubrir la demanda). Casualmente los hermanos Hyatt trabajaban con el algodón tratado con ácido nítrico, siendo un producto muy peligroso que podía utilizarse como explosivo. Aprovechando la idea de Parkes, sustituyeron el aceito de ricino por alcanfor y al producto obtenido le llamaron "Celuloide", el cual hizo posible la producción de varios artículos como peines, bolas de billar y películas fotográficas.Otro plástico semisintética que tuvo buena aceptación comercial fue el que desarrollaron Krische y Spitteler en 1897, debido a la demanda de pizarrones blanco en las escuelas alemanas. Este material se fabricó a base de Caseína, una proteína extraída de la leche al hacerla reaccionar con formaldehído. Su principal aplicación fue la elaboración de botones.En 1899 Leo H. Baeklan, descubrió una resina considerado totalmente sintética, "la baquelita", la cual se obtienen mediante la reacción del fenol con formaldehído.Aunque en el siglo XIX se observó en diversos laboratorios que, por acción de la luz o del calor, muchas sustancias simples,gaseosas o líquidas se convertían en compuestos viscosos o incluso sólidos, nunca se

imaginó el alcance que tendrían estos cambios como nuevas vías de obtención de plásticos.El siglo XX puede considerarse como el inicio de "La Era del Plástico", ya que en esta época la obtención y comercialización de los plásticos sintéticos ha sido continuamente incrementadas y el registro de patente se presenta en número creciente. La consecución de plásticos sintéticos se originó de la Química Orgánica que se encontraba entonces en pleno auge.En 1907 salió al mercado la resina fenólica "Baquelita", mientras Staundinger trabajaba en la fabricación de poliestireno y Otto Rhom enfocaba sus estudios al acrílico, que para 1930 ya se producían industrialmente.Por su parte el PVC, aunque había sido sintetizado desde 1872 por Bauman, fue hasta 1920 cuando Waldo Semon, mezclándolo con otros compuestos, obtuvo una masa parecida al caucho, iniciándose así la comercialización del PVC en 1938.El químico Herman Staundinger, premio Nobel de 1953 con sus trabajos revolucionarios iniciados en 1920, demostró que muchos productos naturales y todos los plásticos, contienen macromoléculas. Este descubrimiento hizo que se considerara como el "Padre de los Plásticos".Muchos laboratorios de Universidades y grandes Industrias Químicas concentraron sus esfuerzos en el desarrollo de nuevos plásticos, aprendiendo las técnicas para encausar y dirigir casi la voluntad las reacciones químicas.Entre los años de 1930 y 1950, debido a la segunda Guerra Mundial surge la necesidad de desarrollar nuevos materiales que cumplan con mejores propiedades, mayor resistencia, menor costo y que sustituyeran a otros que escaseaban. Es en este período, cuando surgieron plásticos como el Nylon, Polietileno de Baja densidad y el Teflón en un sector de gran volumen, y la industria química adquirió de suministrador importante de materiales.Otro momento exitosos dentro de la historia de los plásticos fue en 1952, cuando K. Ziegler, premio Nobel en 1964 junto con G. Natta, descubren que el etileno en fase gaseosa resultaba muy lento para reaccionar. Ambos logran su polimerización de manera más rápida por contacto con determinadas substancias catalizadas a presión normal y temperatura baja. Por su parte, G. Natta descubrió en 1954 que estos catalizadores y otros similares daban lugar a las macromoléculas de los plásticos con un lato ordenamiento.La década de los sesenta se distinguió porque se lograron fabricar algunos plásticos mediante nuevos procesos, aumentando de manera considerable el número de materiales disponibles. Dentro de este grupo destacan las llamadas "resinas reactivas" como: Resinas Epoxi, Poliésteres Insaturados, y principalmente Poliuretanos, que generalmente se suministran en forma líquida, requiriendo del uso de métodos de transformación especiales.En los años siguientes, el desarrollo se enfocó a la investigación química sistemática, con atención especial a la modificación de plásticos ya conocidos mediante espumación, cambios de estructura química, copolimerización, mezcla con otros polímeros y con elementos de carga y de refuerzo.En los años setentas y ochentas se inició la producción de plásticos de altas propiedades como la Polisulfornas, Poliariletercetonas y Polímeros de Cristal Líquido. Algunas investigaciones en este campo siguen abiertas.Las tendencias actuales van enfocadas al desarrollo de catalizadores para mejorar las propiedades de los materiales y la investigación de las mezclas y aleaciones de polímeros con el fin de combinar las propiedades de los ya existentes.

3. Incidencia Económica

En la época actual resultaría difícil imaginar que alguno de los sectores de nuestra vida diaria, de la economía o de la técnica, pudiera prescindir de los plásticos. Sólo basta con observar a nuestro alrededor y analizar cuántos objetos son de plástico para visualizar la importancia económica que tienen estos materiales.Dicha importancia se refleja en los índices de crecimiento que, mantenidos a lo largo de algunos años desde principios de siglo, superan a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales. En 1990 la producción mundial de plásticos alcanzó los 100 millones de tonelada y para el año 2,000 llegará a 160 millones de toneladas.Como se observa en la Figura 1.1, el consumo de plásticos sólo se encuentra por abajo del consumo del hierro y acero, pero debe tomarse en cuenta que estos tienen una densidad entre seis y sietes veces mayor a la de los plásticos. Por esta razón, el volumen producido de plásticos fue mayor al del acero.Los plásticos seguirán creciendo en consumo pues abarcando mercado del vidrio, papel y metales debido a sus buenas propiedades y su relación costo-beneficio.Con base en los datos, México debe cambiar para ya no ser sólo un exportador de petróleo. Aunque este recurso es un buen negocio en el presente, si se agrega valor, se convierte en un negocio más interesante.Actualmente, México es el cuarto productor mundial de petróleo, con alrededor de un millón de barriles diarios. Esta producción podría alcanzar mayores utilidades convirtiéndose en productos petroquímicos y plásticos. Es decir, al invertir un millón de Pesos en la extracción de petróleo se obtienen 800 mil Pesos de Utilidad. Invertir esa misma cantidad en Petroquímicos genera 1.2 millones de Pesos y al hacerlo en la transformación de plásticos se obtienen 15 millones de Pesos.Esta es una de las razones del porqué los países industrializados, a pesar de no contar con petróleo tiene altos ingresos de divisas. Además, dentro de los petroquímicos, la fibras y las resinas representan el mayor valor económico en México, comparado con el volumen de fertilizantes, donde su costo de producción es muy alto y su utilidad muy baja.

4. Acronimos

La denominación de los plásticos se basa en los monómeros que se utilizaron en su fabricación, es decir, en sus materias primas.En los homopolímeros termoplásticos se antepone el prefijo "poli" por ejemplo:Monómero Inicial ® Metil MetacrilatoNombre de Polímero ® Polimetil MetacrilatoComo se puede observar, los nombres químicos de los polímeros con frecuencia son muy largo y difíciles de utilizar. Para aligerar este problemas se introdujeron las "siglas" o acrónimos. Para ejemplo citado, su acrónimo es:Nombre del Polímero ® Polimetil MetacrilatoAcrónimo ® PMMA.

5. Proceso De Transformación

GeneralidadesHistoriaA la par del descubrimiento y síntesis de los materiales plásticos, la creatividad del hombre ha ideado formas para moldearlos con el objeto de satisfacer sus necesidades. Por ejemplo:

la sustitución de los materiales tradicionales como el vidrio, metal, madera o cerámica, por otros nuevos que permiten obtener una mejoría de propiedades, facilidad de obtención y, por las necesidades del presente siglo, la posibilidad de implementar producciones masivas de artículos de alto consumo a bajo costo.

El nacimiento de los procesos de moldeo de materiales plásticos, se remota a épocas bíblicas con el uso del bitúmen, para la confección de la canasta en la que se puso al patriarca hebreo Moisés en el río Nilo y en el uso de este material en vez de cemento para edificar Babilonia. Al seguir el curso de la historia, se detectan otros uso de resinas naturales como el ámbar en joyería en la antigua roma, la laca como recubrimiento en la India, pelotas de hule natural para juegos rituales en América Central, y otras. En 1839, Charles Goodyear descubrió el proceso de vulcanización del hule con azufre, pero aún no se puede hablar de procesos de moldeo comerciales o industriales.En 1868 Parkes,, en Londres, idea el moldeo de nitrato de celulosa utilizando rodillo, una pequeña cantidad de solvente y calor para plastificar el compuesto. Los intento para el desarrollo de productos y proceso para moldear continuaron, y en 1872 se patenta la primer máquina de inyección, para moldear nitrato de celulosa, pero debido a la flamabilidad de este material y peligrosidad de trabajar, el proceso no se desarrolló.

Al término del siglo XIX, los únicos materiales plásticos disponible para usos prácticos eran el Shellac (laca), la Gutta Percha, la Ebonita y el Celuloide, el ámbar y el bitúmen, moldeados en formas artesanales.En 1926, la expansión de materiales poliméricos y las experiencias en el diseño de máquinas para procesarlos, estimulan la creación de máquinas con aplicación industrial, en la construcción y fabricación en serie de inyectores de émbolo impulsada por la Síntesis del Poliestireno (PS) y Acrílico (PMMA).En 1935 Paul Toroester, en Alemania, construye una máquina extrusora de termoplásticos, basada en diseños anteriores para el procesamiento de hules. A Partir de estas fechas inicia el uso de electricidad para el calentamiento, que sustituye al vapor. En Italia se genera el concepto del uso de husillos gemelos. En 1938, se concibe la idea industrial de termoformado, y en 1940 el moldeo por soplado. A la fecha, se cuenta con la existencia de cientos de polímeros patentados; de ellos aproximadamente 30 son imprescindibles. Los productos manufacturados con plásticos, son obtenidos por más de 20 procesos de moldeo distintos aproximadamente 10 gobiernan la mayor parte del volumen de plásticos transformados.

ClasificaciónPara facilitar el estudio de los proceso de Transformación se clasifican en:Procesos para Termoplásticos:

Extrusión Inyección

Soplado

termoformado

Calandreo

Sinterizado

Recubrimiento por Cuchilla

Inmersión

Procesos para Termofijo

Laminado Transferencia

Embobinado de filamiento continuo

Pultrusión

Procesos para Termoplásticos y Termofijos:

Vaciado Rotomoldeo

Compresión

Espreado

RIM

Aunque existe un número mayor de procesos de moldeo de plásticos, los anteriores se pueden encontrar con más frecuencia.Otra clasificación de los procesos de transformación se basa en los cambios del estado que sufre el plásticos dentro de la maquinaria. Así, podemos encontrar las siguiente división:

Procesos Primarios Procesos Secundarios

En primer caso, el plástico es moldeado a través de un proceso térmico donde el material para por el estado líquido y finalmente se solidifica, mientras que en los procesos secundarios se utilizan medios mecánicos o neumáticos para formar el artículo final sin pasar por la fusión del plástico.Con base en estos criterios, los procesos de transformación principales se clasificacm como:Procesos primarios:

Extrusión Inyección

Soplado

Calandreo

Inmersión

Rotomoldeo

Compresión

Procesos Secundarios

Termoformado Doblado

Corte

Torneado

Barrenado

6. Extrusión

DefiniciónEs un proceso continuo, en que la resina es fundida por la acción de temperatura y fricción, es forzada a pasar por un dado que el proporciona una forma definida, y enfriada finalmente para evitar deformaciones permanentes. Se fabrican por este proceso: tubos, perfiles, películas, manguera, láminas, filamentos y pellets.

Ventajas y restriccionesPresenta alta productividad y es el proceso más importantes de obtención de formas plásticas en volumen de producción. Su operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación, la producción continúa sin problemas siempre y cuando no exista una disturbio mayor. El costo de la maquinaria de extrusión es moderado, en comparación con otros procesos como inyección, soplado o Calandreo, y con una buena flexibilidad para cambios de productos sin necesidad de hacer inversiones mayores.La restricción principal es que los productos obtenidos por extracción deben tener una sección transversal constante en cualquier punto de su longitud (tubo, lámina) o periódica (tubería corrugada); quedan excluidos todos aquellos con formas irregulares o no uniformes. La mayor parte de los productos obtenidos de una líneas de extrusión requieren de procesos posteriores con el fin de habilitar adecuadamente el artículo, como en el caso del sellado y cortado, para la obtención de bolsas a partir de película tubular o la formación de la unión o socket en el caso de tubería.

Aplicaciones ActualesA continuación, se enlistan productos que encuentran en el mercado, transformados por el proceso de extrusión:Película tubular

Bolsa (comercial, supermercado) Película plástica para uso diverso

Película para arropado de cultivos

Bolsa para envase de alimentos y productos de alto consumos

Tubería

Tubería para condición de agua y drenaje Manguea para jardín

Maguera para uso médico

Popotes

Recubrimiento

Alambre para uso eléctrico y telefónico

Perfil

Hojas para persiana Ventanería

Canales de flujo de Agua

Lámina y Película Plana

Raffia Manteles para mesa e individuales

Cinta Adhesiva

Flejes para embalaje

Monofilamento

Filamentos Alfombra (Filamento de las alfombras)

Importancia En El MercadoEn México, el proceso de extrusión es el más importante tomando en cuenta el volumen de plástico transformado. En 1995, más del 50% de todo el plástico moldeado se obtuvo por este proceso, son considerar que los procesos de soplado y termoformado involucran una fase de extrusión.

Descripción Del ProcesoDentro del proceso de extrusión, varias partes debe identificarse con el fin de aprender sus funciones principales, saber sus características en el caso de elegir un equipo y detectar en donde se puede generar un problema en el momento de la operación.La extrusión, por su versatilidad y amplia aplicación, suele dividirse en varios tipos, dependiendo de la forma del dado y del productos extruído.Así la extrusión puede ser:

De tubo y perfil De película tubular

De lámina y película plana

Recubrimiento de cable

De Monofilamento

Para pelletización y fabricación de compuestos

Independientemente del tipo de extrusión quiera analizar, todos guardan similitud hasta llegar al dado extrusor. Básicamente, una de extrusión consta de un eje metálico central con álabes helicoidales llamado husillo o tordillo, instalado dentro de un cilindro metálico revestido con una camisa de resistencias eléctricas.En un extremo del cilindro se encuentra un orificio de entrada para la materia prima, donde se instala una tolva para la materia prima, donde se instala una tolva de alimentación, generalmente de forma cónica; en ese mismo extremo se encuentra el sistema de accionamiento del husillo, compuesto por un motor y un sistema de reducción de velocidad.En la punta del tornillo, se ubica la salida del material y el dado que forma finalmente plástico.

Descripción del equipoTolvaLa tolva es el depósito de materia prima en donde se colocan los pellets de material plástico para la alimentación continua del extrusor.Debe tener dimensiones adecuadas para ser completamente funcional; los diseños mal planeados, principalmente en los ángulos de bajada de material, pueden provocar estancamientos de material y paros en la producción.En materiales que se compactan fácilmente, una tolva con sistema vibratorio puede resolver el problema, rompiendo los puentes de material formados y permitiendo la caída del material a la garganta de alimentación.Si el material a procesar es problemático aún con la tolva con sistema vibratorio puede resolver el problema, rompiendo puentes de material formados y permitiendo la caída del material a la garganta de alimentación.Si el material a procesar es problemático aún con la tolva en vibración, la tolva tipo cramer es la única que puede formar el material a fluir, empleando un tornillo para lograr la alimentación.Las tolvas de secado son usadas para eliminar la humedad del material que está siendo procesado, sustituyen a equipos de secado independientes de la máquina. En sistemas de

extrusión con mayor grado de automatización, se cuenta con sistemas de transporte de material desde contenedores hasta la tolva, por medios neumáticos o mecánicos. Otros equipos auxiliares on los dosificadores de aditivos a la tolva y los imanes o magnetos para la obstrucción del paso de materiales ferrosos, que puedan dañar el husillo y otras partes internas del extrusor.

Barril O CañónEs un cilindro metálico que aloja al husillo y constituye el cuerpo principal de una máquina de extrusión. El barril debe tener una compatibilidad y resistencia al material que esté procesando, es decir, ser de un metal con la dureza necesaria para reducir al mínimo cualquier desgaste.La dureza del cañón se consigue utilizando aceros de diferentes tipos y cuando es necesario se aplican métodos de endurecimiento superficial de las paredes internas del cañón, que son las que están expuestas a los efectos de la abrasión y la corrosión durante la operación del equipo.El cañón cuenta con resistencias eléctricas que proporcionan una parte de la energía térmica que el material requiere para ser fundido. El sistema de resistencias, en algunos casos va complementado con un sistema de enfriamiento que puede ser flujo de líquido o por ventiladores de aire. Todo el sistema de calentamiento es controlado desde un tablero, donde las temperatura de proceso se establecen en función del tipo de material y del producto deseado.Para la mejor conservación de la temperatura a lo largo del cañón y prevenir cambios en la calidad de la producción por variaciones en la temperatura ambiente, se acostumbra aislar el cuerpo del cañón con algún material de baja conductividad térmica como la fibra de vidrio o el fieltro.

HusilloGracias a los intensos estudios del comportamiento del flujo de los polímeros, el husillo ha evolucionado ampliamente desde el auge de la industrial plástica hasta el grado de convertirse en la parte que contiene la mayor tecnología dentro de una máquina de extrusión.Por esto, es la pieza que en el alto grado determina el éxito de una operación de extrusión. Con base al diagrama, se describen a continuación las dimensiones fundamentales para un husillo y que, en los diferente diseños, varían en función de la propiedades de flujo de polímero fundido que se espera de la extrusora. Todas la dimensiones que a continuación se detallarán son muy importante de considerar cuando se analice la compra de una equipo nuevo.

a. alabes o Filetesb. Los álabes o filetes, que recorren el husillo de un extremo al otro, son los

verdaderos impulsores del material a través del extrusor. Las dimensiones y formas que éstos tengan, determinará el tipo de material que se pueda procesar y la calidad de mezclado de la masa al salir del equipo.

Profundidad del Filete en la Zona de AlimentaciónEs la distancia entre el extremo del filete y la parte central o raíz del husillo. En esta parte, los filetes son muy pronunciados con el objeto de transportar una gran

cantidad de material al interior del extrusor, aceptado el material sin fundir y aire que está atrapado entre el material sólido.

Profundidad del Filete en la zona de Descarga o DosificaciónEn la mayoría de los casos, es muchos menor a la profundidad de filete en la alimentación. Ellos tienen como consecuencia la reducción del volumen en que el material es transportado, ejerciendo una compresión sobre el material plástico. Esta compresión es útil para mejorar el mezclado del material y para la expulsión del aire que entra junto con la materia prima alimentada.

Relación de CompresiónComo la profundidades de los álabes no son constantes, las diferencias que diseñan dependiendo del tipo de material a procesar, ya que los plásticos tienen comportamiento distintos al fluir.La relación entre la profundidad del filete en la alimentación y la profundidad del filete en la descarga, se denomina relación de compresión. El resultado de este cociente es siempre mayor a uno y puede llegar incluso hasta 4.5 en cierto materiales.

Tienen una importancia especial; influye en el desempeño productivo de la máquina y en el costo de ésta. Funcionalmente, al aumentar la longitud del husillo y consecuentemente la del extrusor, también aumenta la capacidad de plastificación y la productividad de la máquina. Esto significa que operando dos extrusores en las mismas condiciones de R.P.M. y temperatura que sólo se distingan en longitud no tenga capacidad de fundir o plastificar el material después de recorrer todo el extrusor, mientras que el extrusor de mayor longitud ocupará la longitud adicional para continuar la plastificación y dosificará el material perfectamente fundido, en condiciones de fluir por el dado.Otro aspecto que se mejora al incrementar la longitud es la calidad de mezclado y homogeneización del material. De esta forma, en un extrusor pequeño la longitud es suficiente para fundir el material al llegar al final del mismo y el plástico se dosifica mal mezclado.En las mismas condiciones, un extrusor mayor fundirá el material antes de llegar al final y en el espacio sobrante seguirá mezclando hasta entregarlo homogéneo. Esto es importante cuando se procesan materiales pigmentado o con lotes maestros (master batch), de cargas o aditivos que requieran incorporarse perfectamente en el producto.

c. Longitudd. Diámetro

Es la dimensión que influye directamente en la capacidad de producción de la máquina generalmente crece en proporción con la longitud del equipo. A diámetros mayores, la capacidad en kg/hr es presumiblemente superior. Al incrementar esta dimensión debe hacerlo también la longitud de husillo, ya que el aumento de la productividad debe ser apoyada por una mejor capacidad de plastificación.Como consecuencia de la importancia que tienen la longitud y el diámetro del equipo, y con

base en la estrecha relación que guardan entre sí, se acostumbre especificar las dimensiones principales del husillo como una relación longitud / diámetro (L/D). Comercialmente las relaciones L / D más comunes van desde fuera de este rango también está disponible.

7. Película Tubular

Consiste típicamente en: extrusora, cabezal o dado, anillo de aire de enfriamiento, dispositivo estabilizador o calibrador de película, dispositivo estabilizador o calibrador película, dispositivo de colapsamiento de la burbuja, rodillo de tiro superior, embobinadora y una torre estructural que soporta las partes anteriores.

a. Dado o Cabezal para película tubularb. El cabezal de una línea de película soplada, puede definirse como un núcleo y una

envolvente cilíndricos y concéntricos, separados por un espacio que puede oscilar entre los 0.6 y 3.8 mm, llamado abertura o tolerancia. Ambas estructuras metálicas están controladas en temperatura por una serie de resistencias eléctricas.La función del cabezal es ofrecer al polímero fundido la forma de un tubo de pared delgada de espesor constante a lo largo de u circunferencia, que se transforma en una película por la acción de una expansión longitudinal y transversal al llegar a la zona de formación de la burbuja.De la construcción del cabezal para película tubular, las siguientes parte son de gran importancia:

Ranura de Flujo HelicoidalEn el diseño de un cabezal, se observa la inconveniencia de tener flujos totalmente longitudinales, ya que las partes sólidas que dividen el paso del material y que son inevitables en el ensamble del cabezal, pueden producir líneas de unión o soldadura visibles a la salida del cabezal.Este defecto puede ser eliminado al practicar ranuras helicoidales en el cuerpo del mandril o parte central del cabezal.Las ranuras que se promueven un efecto de movimiento lateral del material, que en conjunto con el movimiento ascendente longitudinal, provoca el desvanecimiento de cualquier defecto por la presencia de objetos estáticos previos y, por consiguiente, homogeneiza la salida del material por el cabezal.

Tornillos de Calibración de EspesorSe utiliza para instalar de manera perfectamente concéntrica las partes componente del cabezal, lo cual es indispensable después de una labor de desensamble para su limpieza y mantenimiento.

c. Anillo de Enfriamiento

Por la acción del extrusor, el polímero fundido abandona el cabezal, toma el perfil tubular de los labios del dado y continúa modificándose con un estiramiento longitudinal por acción del tiro de unos rodillos superiores y una expansión lateral por efecto de la presión del aire atrapado dentro de la burbuja.

Si el cabezal se encuentra uniformemente centrado y calentado y el material sale homogéneo, la película se forma con un espesor y diámetros constante.

El material extruído recibe un enfriamiento superficial mediante una corriente de aire proveniente del dispositivo llamado anillo de enfriamiento.El anillo de enfriamiento cumple con las siguientes funciones:

Llevar el material fundido al estado sólido Estabilizar a la burbuja en diámetro y forma circular

Reducir la altura de la burbuja

En cierto casos, proporcionar claridad a la película, deteniendo la cristalización del polímero

Mejorar la productividad.

Las variables a controlar para llegar al mejor enfriamiento de la película son:

Volumen del aire Velocidad del aire

Dirección del aire

Temperatura del aire

Los diseños de anillos de enfriamiento son variados, dependiendo del tipo de material que se vaya a procesar. Los diseños más complicados son los anillos con una y dos etapas de enfriamiento, que se eligen según los requerimientos de enfriamiento del proceso.También en la parte de enfriamiento de la burbuja existen equipos con la opción de enfriamiento interno del producto. Es conveniente aclarar que el aire que se encuentra en el interior de la burbuja, en equipos convencionales, se mantiene sin reemplazo durante toda la operación de producción. Esto provoca que el enfriamiento principal sólo ocurra por la acción del anillo de enfriamiento.En la operación de equipos con enfriamiento interno, el área de contacto se duplica, permitiendo aumentos de productividad del30 al 59%, aunque se requiere de un cabezal especial y un segundo compresor para abastecer el enfriamiento interno.

a. Las unidades de calibración ó dispositivos que controlan el diámetro de la burbuja se requieren cuando se trabaja con la opción de enfriamiento interno. Estas unidades constan de pequeños rodillos soportados por ejes curvos dispuestos alrededor de la burbuja y mantienen constantemente las dimensiones de ésta. Adicionalmente, un sensor de diámetro colocado justo arriba de la línea de enfriamiento, manda una señal para aumentar o reducir el volumen de aire; con ellos se puede lograr diferencia de ± 2 mm en el diámetro.Una ventaja más de la circulación interna de aire es la reducción de la tendencia de la película a adherirse o bloquearse internamente, gracias a la remoción de ciertos

volátiles emitidos por el polímero caliente.En los equipos sin enfriamiento interno, debido a que la cantidad de aire en el interior de la burbuja es constante, generalmente no requieren más ajustes ocasionales de introducción o extracción de aire, para llevar la película nuevamente a las dimensiones específicas. En este caso, las variaciones en la temperatura ambiente a los largo del día, pueden provocar ligeras variaciones en el diámetro. Cuando un mayor control de dimensiones sea requerido, se puede usar la unidad o canasta de calibración.

b. Unidades de Calibración

c. Unidad de Tiro

Incluye un marco para colapsamiento de la burbuja y un rodillo de presión y jalado de la película, que al igual que el embobinador, son partes que no influyen en la productividad de una línea de extrusión, pero tienen influencia en la calidad de formado de la bobina de película.La primera parte de la unidad de tiro que tiene contacto con la película es el marco de colapsamiento que tiene la función de:

Llevar a la película en forma de burbuja a una forma plana por medio de una disminución constante del área de paso

Evitar que durante el colapsamiento de la burbuja se formen pliegues o arrugas.

El marco de colapsamiento puede fabricarse de diversos materiales que van desde tiras de madera hasta rodillos de aluminio otros metales. Los parámetros principales para el buen desempeño de la unidad de colapsamiento es la fricción entre la película, el marco y los ángulos de colapsamiento de la burbuja.

a. Rodillos de Tirob. Aunque no afectan la productividad de la línea de extrusión, influyen en la calidad

de la película final, ya que debe tirar uniformemente para no provocar variaciones en el espesor. La película debe oprimirse con la firmeza necesaria para evitar la fuga de aire que pueda causar un descenso en el diámetro final. Para el logro de esta última función, uno a ambos rodillos son de acero recubierto con hule y uno de ellos está refrigerando.

c. Embobinadores

Las unidades de embobinado de película, son dispositivos para la capacitación del material producido para suministrarlo a máquinas de procesado final como impresoras, cortadoras, selladoras, etcétera.Existen básicamente dos tipo de embobinadores

De contacto Centrales

Embobinadores de ContactoEn el embobinador de contacto, el eje que porta el núcleo sobre el cual se enrollará la bobina, llamado rodillo de película, no está motorizado, pero gira por la transmisión del movimiento de otro rodillo (sobre el cual se recarga) que sí cuenta con un motor accionador llamado rodillo de contacto.El rodillo de contacto es fijo y puede estar cromado o recubierto con hule, mientras que el rodillo de película no tiene un eje fijo y se mueve sobre un riel curvado que mantiene la presión constante entre los rodillos.Este tipo de embobinador es el de mayor uso en la líneas de película soplada. Sus ventajas son: Simplicidad de operación y economía. Desventajas: Sólo produce bobinas apretadas y tiene dificultad para producir rollos de película angosta de gran longitud.

Embobinadores CentralesEn los embobinadores centrales, el rodillo de la película está motorizado, varía de velocidad al incrementarse el diámetro de la bobina, así como varía el torque para mantener constante la tensión en el producto. Todas estas variaciones son controladas por P.C.El uso de sistemas computarizados vuelve al enrollado central costoso, y en cierta forma, más complicado de manejar en comparación con el embobinado de contacto. Entre las ventajas del sistema de embobinado central está la producción de bobinas de baja tensión de enrollado, que reduce la sensibilidad de los rollos al encogimiento post-enrollado.

Coextrusión De PelículaEl proceso de coextrusión de película tubular, cobra importancia por la gran versatilidad y variedad de películas que se pueden obtener. Entre sus usos se encuentra la combinación de propiedades de dos distintos polímeros para obtener un producto con la suma de sus ventajas en una película Sándwich, para obtener un espesor menor y reducir el costo del producto.Las diferencias básicas entre una línea de extrusión de película y una coextrusión, se observan en la aparición de dos o más extrusores y la modificación del cabezal o dado con la adición de más canales de flujo compatibilidad física y condiciones de extrusión similares.Cuando los polímeros que van a formar una película de varias capas tienen compatibilidad física es posible que se unan sin la necesidad de utilizar sustancias intermedias que funcionen con adhesivos. Por otra parte, si los materiales tienen condiciones de extrusión parecidas se tendrán menos problemas en los diseños del cabezal.

Aplicación De Los ProductosA continuación, se enlistan algunos de los artículos terminado más comunes que se producen en una línea película tubular:

Bolsa comercial Bolsa para empaque

Película para uso agrícola

Bolsa desprendible para autoservicio

Película encogible para embalaje

Bolsa para transporte de basura

Sacos industriales

Otros

La lista anterior sólo pretende ilustrar usos generales, sin embargo, los usos específicos son ilimitados, principalmente en el sector de envase, siendo el mercado que consume el mayor volumen de plásticos.

8. Extrusión de tubo y perfil

Componentes De La LíneaEste proceso consta de una extrusora con un diseño de barril y husillo adecuado al tipo de material que se quiera procesar. En la producción de tubo y perfil, el plástico de uso más común es el Policloruro de Vinilo (PVC), aunque la tubería de Polietileno es también usada por su bajo costo.En el extremo del extrusor, un cabezal o dado conformará al polímero en estado plástico a las dimensiones del tubo o perfil requeridos. Sin embargo, para asegurar la exactitud de dimensiones del producto, se hace necesaria la instalación de la unidad de formación o calibración, en el cual, el tubo o perfil adquirirá las dimensiones que aseguren los posteriores ensambles o soldaduras que con ellos se hagan.Una vez logradas las dimensiones del producto, una tina de enfriamiento remueve el calor excedente, evitando cualquier deformación posterior del producto. Antes de la tina de enfriamiento, no es posible aplicar ningún esfuerzo o presión al producto sin correr el riesgo de provocarle una deformación permanente. Junto a la tina de enfriamiento, un elemento de tiro aplica una tensión o jalado constante al material para que esté siempre en movimiento. Por último, dependiendo de la flexibilidad del producto, una unidad de corte o de enrollado prepara el producto para su distribución. A Continuación, se muestran arreglos típicos de líneas de extrusión de tubería flexible, perfil y tubería.

a. Dado o Cabezal para la Tuberíab. Cuatro tipos de cabezal se pueden distinguir en los equipos para la producción de

tubería: el cabezal con mandril-araña, el cabezal mandril en espiral, el cabezal con alimentación lateral y el cabezal con alimentación lateral y el cabezal o dado con paquete de mallas. Cada uno de estos diseños proporciona diferente patrones de flujo para el plástico, debiendo seleccionar el tipo más adecuado para evitar efectos de degradación del polímero o defectos de calidad en el producto.El cabezal con mandril-araña es empleado en el procesamiento de PVC; éste material por su tendencia a la degradación, exige canales de flujo que no causen turbulencias ni estancamientos de material.

c. Sistemas de Calibración de Tubería

Tienen la función de proporcionar al tubo el diámetro especificado y la forma circular que el producto requiere. Se puede distinguir dos tipos de sistemas de calibración, con base en la forma de la pared del tubo producido:

Calibración para la tubería de pared lisa Calibración para tubería de pared corrugada

A su vez, cada uno de los sistemas anteriores se clasifican en los siguientes principios de funcionamiento:

Calibración externa utilizando vacío Calibración interna utilizando presión

Las cuatro combinaciones resultante se explican con detalle a continuación.

a. Calibración de Tubería Pared Lisab. Calibración Externa (Vacío)

Por el volumen de tubería que se produce por este método, es la forma de calibración que se encuentra con mayor frecuencia. En este tipo de calibración, el vacío provocado en la parte externa del tubo ocasiona una diferencia de presiones que hace que el polímero, aún moldeable por la temperatura elevada a que se encuentra, se mantenga en contacto con el tubo formador metálico, que tienen un diámetro interior igual al diámetro exterior que se especifica para el producto.La inmersión total o aspersión de agua de enfriamiento suministra la estabilidad fila para evitar deformaciones posteriores.

Calibración Externa (Presión)En la calibración externa por presión, el mismo efecto de diferencia entre la presión exterior e interior del tubo plástico, promueve la formación del tubo contra las paredes del tubo de calibración, con la diferencia de que en este caso es aire el que se inyecta al interior del tubo que es extruído. La calibración externa por presión puede lograr mejores efectos, pero requiere de un diseño especial del cabezal para permitir la inyección de aire.

Calibración Externa (Vacío)El proceso de formación de tubo corrugado por vacío tiene el mismo principio que para el tubo liso; se diferencian en los formadores tienen la pared ondulada y está en continuo movimiento, ya que el tubo no podría circular entre las muescas de las piezas formadoras. Este tipo de tubería no es muy común, ya que se utiliza principalmente en sectores industriales.

Calibración Externa (Presión)En este tipo de calibración, el aire a presión penetra por conductos practicado en el cabeza y se inyectan en el tubo extruído aún caliente. La diferencia de presión provocada moldea la pared del plástico contra los formadores móviles, proporcionando al producto el corrugado requerido. En este diseño, se observa también el sello que impide parcialmente la fuga de aire de la zona de mayor

presión, pero pequeñas porciones de aire escapan entre las depresiones de la pared del tubo, teniendo que ser repuesto constantemente para uniformizar la calidad del producto. Sistemas con mayor complejidad como los que cuentan con mayor enfriamiento interno, incrementan la productividad de esta líneas de extrusión.

c. Calibración de Tubería Corrugadad. Unidad o Tina de Enfriamiento

Tiene por objeto remover el calor excedente que la tubería conserva a la salida del tanque de calibración. La importancia del enfriamiento, radica en la estabilidad que adquiere el plástico para no deformarse al pasar por la unidad de tiro, en donde el tubo se somete a presiones que podría producir alteraciones en la forma circular requerida. Se puede encontrar dos tipos de tinas de enfriamiento:

Enfriamiento por espreado Enfriamiento por inmersión

Enfriamiento por EspreadoEl tubo para por la unidad de enfriamiento, que consiste en una cámara donde numerosas boquillas instaladas rocían agua fría sobre la tubería. Este enfriamiento es usado para tubería de gran diámetro donde las velocidades de producción son bajas y la aspersión puede lograr un enfriamiento efectivo, por el tiempo de permanencia elevado del producto dentro de este equipo.

Enfriamiento por InmersiónEn el enfriamiento por inmersión, el tubo pasa por una tina llena de agua en constante enfriamiento; así se lleva acabo por un intercambio de calo también constante. A diferencia del enfriamiento por espreado, la inmersión es usada para tubería de diámetro, donde por la velocidades altas de extrusión se requiere de un enfriamiento intenso.En ambos métodos, algunos autores sugieren el cálculo exacto de la longitud de la tina de enfriamiento, requiriendo datos como: diámetro, espesor, material de fabricación, velocidad de producción de la tubería y temperatura de agua de enfriamiento. También es común para los dos métodos, el uso de un enfriador y una bomba de recirculación, para poder enfriar el agua que se calienta por el contacto con el plástico, se devuelve a la tina de enfriamiento y se completa el ciclo.

a. Unidad de Tiro

Una vez terminado el paso por la unidad del enfriamiento, la tubería pasa a la unidad del enfriamiento, la tubería pasa a la unidad de tiro donde se genera toda la fuerza que mantiene la plástico en movimiento dentro de una línea de extrusión. Se conocen tres tipo de unidades de tiro:

Por Oruga De Bandas

De Ruedas o Rodillos

De estos tipos de unidades, las dos primeras se prefieren cuando el artículo producido es sensible a la presión, esto es, que pueda sufrir deformaciones bajo presiones moderadas o en productos de grandes dimensiones. Los sistemas por rodillos, son más sencillos y adecuados cuando es muy pequeña de área de contacto.

a. Unidades de Corte

Existen varios tipos de unidades de corte, diseñadas para adecuarse al trabajo requerido en la producción de tubería flexible, la práctica común es formar rollos, lo cual reduce el trabajo de corte, mientras que en la producción de tubería rígida el corte del tubo debe hacerse con precisión en intervalos de longitud iguales.Para la selección de unidades de corte de tubería rígida y flexible, será necesario tomar en cuenta los siguientes factores:

El diámetro y espesor de pared La materia prima utilizada

La forma y calidad del corte

La longitud del Corte

De los puntos anterior, el diámetro y espesor de la pared con de mayor importancia.Cuando se requiere un mejor terminado en el corte y aumentar la facilidad en el acoplamiento de tramos de tubo, se puede colocar un mecanismo que forma un chaflán a la tubería.El tipo de guillotina usado en el corte de tubería semirrígida como PEAD, PP ó PEBD, es efectivo, pero puede conducir a ligeras deformaciones por acción de impacto de la cuchilla.En los cortes por sierras, las pequeñas denticiones que cortan la tubería provocan al mismo tiempo la formación de pequeñas virutas que algunas veces permanece unidas al tubo.Cuando se requiere evitar la formación de estos residuos, se utilizan mecanismos donde las cuchillas se insertan en la pared del tubo y giran a alta velocidad, produciendo sólo una viruta que por su tamaño relativamente grande se desprende de la tubería.

a. Unidades de Enrollado

Se ocupa para materiales flexibles, que son los que no sufren una deformación permanente por ser enrollados. La tubería de Polioefinas y mangueras de PA y PVC flexible, son adecuadas para este proceso. A pesar de que no son sistemas muy complicados, se debe observar las siguientes consideraciones al emplear un embobinador de tubería:

El diámetro del carrete embobinador en su núcleo, no debe ser menor a 20 – 25 veces el diámetro exterior del tubo a enrollar, para evitar colapsamiento en el producto.

El diámetro exterior del carrete debe ser 10 a 20 cm mayor que el diámetro exterior formado por el producto enrollado.

Una sola estación de enrollado se puede usar con velocidades de extrusión menores a 2m/min, mínimo dos estaciones cuando se trabaje entre 2 y 20 m/min y estaciones automáticas y semiautomáticas a mayores velocidades.

Coextrusiones De TuberiaTiene su principal ventaja al poder usar materiales reciclados, pues produce tuberías en cuya parte interior se extruye material reciclado y una cubierta exterior de material virgen que conserva una buena apariencia del producto y contiene mayores cantidades de aditivos para la protección a los ataques del medio ambiente.En algunos usos eléctricos y de drenaje es válida esta práctica, ya que se pueden obtener productos de menor costos con buenas propiedades para las aplicaciones a las que se dirigen.

Otro tipo de coextrusión se presenta en la tubería corrugada, que requiere flexibilidad y resistencia mecánica pero con un pared interior lisa para evitar los estancamientos de los líquidos que se transporten.

Aplicaciones De Los ProductosLa tubería obtenida por los métodos anteriores tienen los siguientes usos:

Tubería Conduit (PVC, HDPE) Tubería a presión (PVC, HDPE)

Tubería para instalaciones eléctricas (PV, HDPE, LDP)

Tubería de conducción de drenaje y desagüe

Tubería Industrial (PVC, HDPE, PP)

Tubería para drenaje doméstico (PV)

Tubería para gas (PVC, HDPE)

Tubería para conducción de agua potable (HDPE)

Tubería para agua de riego

Tubería para uso médico

Mangueras (PVC)

9. Extrusión de lámina y película en dado plano

El proceso de extrusión por dado plano ofrece algunas variantes con respecto a la extrusión de película, siendo el métodos para obtener lámina para aplicaciones como termoformado (blister pack, skin pank, artículos desechables) y láminas de varios espesores para diversos usos.çAlgunas características del proceso son: alta productividad, mejor enfriamiento y buen

control de las dimensiones y propiedades del producto obtenido.Las partes más importantes en la extrusión por dado plano son:

Dado o cabezal Rodillo de enfriamiento

Sistema de Tiro

Unidad de embobinado

Componentes De La Linea

a. Dado o Cabezal

En una línea de extrusión de película plana, el dado es la pieza esencial del sistema, ya que otorga la forma que el polímero tendrá en su aplicación final. Para una correcta uniformidad en el espesor de la película a la salida del dado, el factor fundamental es el diseño y la distribución correcta de las temperaturas a lo largo del mismo, así como el ajusta de los labios por donde el plástico fluirá y tomará su forma final. Debe considerarse que el ancho máximo de los labios del dado, debido al efecto de "formación de cuello" a la salida del dado y al recorte lateral, necesario para uniformizar los costado de la película. Los diseños de dados para la producción de película plana y lámina son similares, es posible distinguir tres tipos, con base en la forma del canal de distribución del polímero fundido a la salida del dado. Los diseños diferentes son los encargados de transformar secuencialmente el material fundido que avanza con un perfil cilíndrico en una lámina rectangular plana, libre de tensiones y esfuerzos, para evitar deformaciones en el tiempo de solidificación.Los tipos de colectores o canales de distribución que distinguen el diseño de dado son:

Tipo "T" (normal y biselado) Tipo "Cola de Pescado"

Tipo "Gancho para Ropa"

El último es el más recomendado, ya que muestra gran consistencia en la uniformidad de distribución del flujo a pesar de cambios en las condiciones de operación. La desventaja es el costo, ya que el diseño de alta tecnología de los canales de flujo eleva se precio en comparación con los otros tipos.Si se toman en cuenta aspecto de calidad y costo, el diseño de colector tipo "cola de Pescado" es el más equilibrado, pero al igual que en el diseño tipo "T", es necesario agregar elementos mecánicos que permitan hacer ajustes a la distribución de flujos cuando existan variaciones en las condiciones de proceso.El diseño de "Gancho para Ropa", es usado preferentemente en operaciones en que la calidad y uniformidad de espesor del producto sean aspectos importantes, mientras en el otro extremo, el diseño de dato con colector "T", tienen mejor aplicación en la producción de recubrimientos y laminaciones con papel y/o aluminio, donde las variaciones en uniformidad son prácticamente despreciables. Sumando a la incidencia del tipo de diseño

sobre el costo de un dado plano, se debe considerar el área en el dado sujeta a presión, que es proporcional a la longitud de los labios de salida del dado.Esta área, además de influir por el aumento en la cantidad de material de fabricación, tiene otro aspecto importante: las áreas que son recorridas por el plásticos fundido están expuestas a grande presiones y, por ello, debe ser utilizados mecanismo de cierre del dado de mejor desempeño, pero que también son más costosos.Estos efectos son más críticos cuando se procesan materiales de alta viscosidad, se requiere el uso de sistemas de cierre mecánico reforzado por pistones hidráulicos o por diseños de dados especiales de mayor resistencia a presiones que tiendan a abrir los labio.En dado de gran longitud de salida, el efecto de la presión causa el efecto llamado "Concha de Almeja", que es una deformación en la zona central del dado donde se presenta una mayor abertura por la deflexión de las paredes metálicas.

a. Sistema de enfriamiento

Tomando una forma laminar al salir del dado, el polímero para por un corto tramo donde no hay contacto, excepto con el aire ambiental hasta llegar al rodillo en donde empieza el enfriamiento. En este punto, dos diferentes tipos de líneas de extrusión se pueden distinguir:

Para película (10 – 400 m m)(0.01 – 0.4 mm) Para lámina (0.2 – 2.5 mm)

Esta última división se puede emplear en casos prácticos pero no es una clasificación definitiva, si se toma en cuenta que los criterios para distinguir una lámina de una película se basan en el espesor y en la posibilidad de formar rollos sin daños ni deformaciones permanentes, es característica sólo de las películas. Ya que esta última cualidad no fácil de establece en un espesor definido, sino que aumenta de manera paulatina, no es imposible fijar un diferenciación exacta por espesor entre las películas y las láminas. Las diferencias entre las líneas de producción de película plana y de lámina termoformable se observan en la zona de rodillos de enfriamiento, donde el primer caso la película tienen contacto en un solo lado al momento de unirse al rodillo enfriador, mientras en la lámina termoformable, la resina cae entre dos rodillos que calibran el espesor final y permanece unida al rodillo mayor para continuar enfriándose.El rodillo de enfriamiento requiere un efectivo sistema de intercambio de calor; entre mejor y más rápido sea el enfriamiento, mayor será la productividad y algunas propiedades físicas de la película, entre las que se incluye la transparencia. Para un mejor efecto de enfriado, varios sistema acompañan al rodillo de enfriamiento:

Cámaras de succión Cuchillas de aire

Estabilizadores laterales

Cámara de SucciónAuxilia para lograr un buen contacto entre la película y el tambor de enfriamiento, al crear un área de baja presión que jala a la película hacia el tambor, además de remover cualquier

volátil que pueda adherirse al tambor y ocasione la reducción de la capacidad de enfriamiento.

Cuchilla de AireDebido a que mecánicamente sería difícil oprimir la película contra el rodillo de enfriamiento, la cuchilla de aire realiza esta operación al lanzar una cortina de aire a alta presión contra la película en el punto de contacto con el rodillo. Cuando se usa el aire frío para la función, éste contribuye en parte con la remoción del calor excedente.

Estabilizadores LateralesSon boquillas de aire que reducen el encogimiento de los costado de la película.

a. Elementos Posteriores al Enfriamientob. Ya estabilizado el polímero por el rodillo de enfriamiento, pasa por una serie de

etapas preparándolo para suacondicionamiento final. El camino del plástico ya moldeado incluye rodillos libres, rodillos para eliminación de pliegues, medidor y controlador de espesor, un sistema de tratamiento superficial para facilitar la impresión, equipo de corte y succión de bordes.Dependiendo de las especificaciones establecidas para el producto final, vario de los equipos de corte longitudinal de las películas y de embobinado.

Dos tipos son utilizados: el corte lateral, para tener un producto con borde uniforme y el corte central, cuando se requiere de películas de un ancho menor al que se produce en el dado. En los corte laterales con funciones automatizadas, se cuenta con sistemas que conduce el recorte a equipos que reducen su tamaño hasta dejarlo disponible para reintroducirlo al extrusor.

c. Equipos de Corted. Unidades de Enrollado

Tienen la función de producir bobinas compactas y uniforme, pero generalmente la película es usada en otros procesos como impresión y/o envase, el producto debe ser de fácil procesamiento y uso, esto es, no presentar bloqueo y no estar excesivamente tenso.Los procesos básicos de embobinado son:

Embobinado por contacto Embobinado central

El embobinador por contacto, es usado para obtener rollos de película no sensible a la tensión, mientras que el embobinador central, se usa cuando se requiere de rollos donde se puede regular la compactación. Los detalle de estos equipos son básicamente los mencionados para los bobinadores descritos en la sección de película tubular.

Coextrusión En Dado Plano

Al igual que cualquier otro producto coextruido, la producción de película o lámina con distintas capas de dos o mas materiales encuentra su principal diferencia con respecto a una líneas de extrusión simple, en la construcción del cabezal dado.En el caso de película o lámina plana, se pueden distinguir tres formas distintas de producción de coextrucciones, dependiendo de la forma en que los flujos de los distintos materiales se encuentren para formar una sola estructura:

Flujos separados dentro del cabezal y unión de materiales externa Flujos separados dentro del cabezal y unión en la salida

Flujos completamente juntos dentro del cabezal.

a. Flujos Separados Dentro del Cabezal y Unión Externa

b. En este caso, cuando los materiales aún caliente se unen fuera de cabezal, corren independientes dentro de éste e incluso pasan al exterior por dos aberturas o labios diferentes, siendo posteriormente unidos al contacto con el rodillo enfriador.Puede ser instalado un rodillo que presiones y asegure la unión de los materiales, aunque éste se vuelve indispensable sólo cuando una tercera capa de algún otro material frío se agrega al sistema o cuando debido a las altas velocidades de extrusión, pequeñas cantidades de aire pueden quedar atrapadas entre ambas capas. Para esta construcción de cabezal, las ventajas se observan cuando se quiere procesar dos materiales de propiedades de flujo muy diferente (principalmente temperatura de proceso), ya que el diseño de los canales de flujo de cada material puede ser completamente distinto y aislado térmicamente con relativa facilidad.Entre las desventajas, sólo los dado con dos ranuras de salida son recomendables de construir, ya que de tres en adelante se convierten en dados de extrema complejidad y elevado costo.Operativamente, el problema de manejar materiales distintos en un solo canal tiene el inconveniente de controlar dos salidas de materiales independientes. Además, las contradicciones laterales deben ser mínimas y la producción de humos entre las capas extraídas pueden generar problemas de calidad en la lámina final. Un factor adicional a considerar, es que en la extrusión de películas muy delgadas que tienden a enfriarse rápidamente, se pueden presentar problemas de baja adhesión.

En este tipo de dados, los materiales llegan al cabezal y se distribuyen por colectores distintos, se unen antes de abandonar el dado, teniendo éste una construcción de varias entradas con otros canales de flujo y una sola ranura de salida.En este tipo de coextrusión, los materiales que tienen distintas propiedades de flujo puede ser controlado y ajustado individualmente, mientras que un control total del espesor se logra con mayor eficiencia al tener una sola ranura de salida. El aislamiento de los canales individuales, es posible de lograr, pero es más complejo que en la construcción del tipo mencionado en el inciso anterior. Como desventajas, además de los problemas de aislamientos ya mencionados, se debe considerar que la construcción del cabezal es compleja, aunque la introducción de hasta una curta capa es factible.

c. Flujos Separados dentro del Cabezal y Unión Antes de Salird. Flujos Juntos dentro del Cabezal

Este tipo de coextrusión se puede realiza en cabezales convencionales, con la inclusión de un adaptador que dosifica los diferente materiales para la formación de una sola corriente. La ventaja de este tipo de construcción, es que casi cualquier número de capas puede incluirse para obtener láminas de aplicaciones muy especializadas, todo esto con una complejidad relativamente menor a los métodos anterior. Como restricción, se debe tomar en cuenta que los materiales deben tener propiedades reológicas y temperaturas de proceso similares. Se puede considerar que este es el sistema más usado en la producción de coextrusiones.

Aplicaciones De Los ProductosPelícula Plana (0.01 – 0.4 mm)

Película para bolsa Laminaciones

Películas encogibles

Películas para envolturas

Películas de uso doméstico

Para envase

Películas para uso decorativo

Películas para pañal

Películas con relieve

Cintas adhesivas

Otras

Lámina Termoformable (0.03 – 2.5 mm)

Cubiertas Envases

Desechables

Skin Pack

Blister Pack

Coextrusiones

Envases de alimentos

Envases de productos químicos

10. Recubrimiento de cable

Componentes De La LineaEn la industria de cables aislados, una amplia variedad de productos hace que existan muchos tipos de configuraciones para líneas recubrimiento. A pesar de la diferencias entre ellas, todas guardan una estrecha relación; la parte fundamental de estos procesos se encuentra en el lado o cabezal y éste es común a todos los tipos de recubrimiento.

a. Descripción del Dado

Para el proceso de recubrimiento de cable, se utiliza un cabezal del tipo de sección anular, por su similitud con salidas de los cabezales para película tubular y tubería. En el caso del proceso de recubrimiento de cable, el propósito es aislar a un producto semiterminado como el cable de cobre o la fibra óptica.

Recubrimiento por PresiónEn este tipo de cabezal, el cable a recubrir se encuentra envuelto por el plástico fundido bajo presión en el interior del dado. En este caso, la adherencia del plástico al cable por las condiciones de presión y temperatura es muy buena; en el caso de alambre trenzado, se asegura la penetración del plástico entre las tramas metálicas. Para un mejor logro propósito de este propósito se puede crear un vacío en la parte central del cabezal.

Recubrimiento por TuboEn el dado para recubrimiento por tubo, se utiliza un dado similar al usado en la producción de tubería, pero un diámetro muy pequeño. En la etapa de recubrimiento, el pequeño tubo formado en el cabezal se contrae, disminuyendo un poco su espesor y cubriendo la superficie del cable.

b) Elementos Posteriores al CabezalTodas las líneas deben tener después del cabezal un sistema de enfriamiento, un elemento de tiro y un embobando, y adicionarles un sistema de medición de espesores de pared, un probador de fuga de corriente y otros sistemas de medición que dependerán de la especialidad que se esté trabajando.

Aplicaciones De Los Productos

Aislado de fibra Óptica Cable fino

Cables telefónicos

Cables sencillos o trenzados

Cable de alta tensión con Polietileno entrecruzado

Cable de alto Calibre.

Lineas De Pelletización Y Producción De CompuestosLas líneas de mezclado y producción de compuestos, en términos generales cumplen con las siguientes funciones:Mezclado y Homogenización de Polímeros con Aditivos

Estabilizadores de temperatura y radiaciones Lubricantes de proceso

Plastificantes y modificadores de impacto

Colorantes

Cargas

Retardantes a la Flama

Agentes de entrecruzado

Agentes clarificantes

Otros

Incluso de Refuerzos Mecánicos en los Polímeros como:

Fibra de Vidrio Fibra de Vidrio

Otros Usos:

Aleación de polímeros compatibles para obtener un material de características deseadas

Homogeneización y obtención de condiciones de flujo deseadas en polímeros vírgenes

Formación de Perlas o "pellets", que es la forma más práctica que pueden tener las resinas plásticas para su manejo, transportación y alimentación de la maquinaria de la maquinaria de moldeo final.

Filtración de polímeros que contengan sólidos y contaminantes insufribles

Mezclas de material virgen con reciclado

Eliminación de volátiles del polímero.

A principios de siglo, la maquinaria para formar compuestos para termoplásticos, tuvo su punto de origen en los mezcladores y amasadores por lotes usados en el procesamiento del hule, pero a causa del continuo desarrollo de la industria del plástico y de la necesidad de compuestos de mejor calidad y de un mayor volumen de producción, las líneas de "compounding" han logrado un elevado nivel de especialización y tecnificación.

Descripción De Las Líneas De CompuestosLas líneas de formación de compuestos, consisten en maquinaria de mezclado, amasado y equipo periférico para lograr el producto requerido. La especialización de una línea de "compounding". Consiste en que el conjunto de husillo – barril tenga un diseño adecuado que cumpla con la funciones de:

Plastificar Mezclar y Homogeneizar

Dispersar

Remover volátiles

Filtrar

Pelletizar

Para lograrlo, se debe contar con un equipo con zonas localizadas de diferente rango e intensidades de mezclado y corte del material plastificado. Los grados de mezcla y corte, se obtiene con repetidos cambios del sentido del flujo líquido, separaciones de corrientes e intercambios de capas de materiales en los diversos canales de un tornillo. Generalmente, en la construcción de maquinaria para líneas de compunding, la característica es usar motores de accionamiento de alta potencia, ya que el calor usado en la plastificación del material debe provenir en mayor grado por la acción de fricción en el mezclado que por los elementos calefactores exteriores.

Equipo AuxiliarLa mayor parte de los siguientes elementos son frecuentemente encontrados al observar una línea de compuestos:

Silos de almacenaje de materia prima de material (pellets) procesado o compuesto Unidad de premezclado continua o intermitente, que en ciertos casos mejoran

notablemente la eficiencia de la línea completa.

Unidades de alimentación, que pueden ser tornillos alimentadores, bandas sinfín graviométricas, tolvas dosificadoras, válvulas rotatorias, bombas de engrane, etc. Se eligen según la precisión requerida en la alimentación y el estado físico del material alimentado (grano, polvo, líquido, etcétera).

Sistemas de protección contra objetos extraños basado en principios mecánicos, inductivos o magnéticos.

Sistemas de tamizados y cambio de tamiz para retención de partículas e impurezas que pudieran pasar al extrusor.

Unidades de pelletización con sistemas de transporte de pellets, neumáticos o por agua

Enfriadores o secadores de pellets, dependiendo del sistema del transporte anterior

Sistema de envasado del producto final

Sistemas de control de temperatura del extrusor con calentamiento eléctrico o por aceite y de enfriamiento con agua.

Combas de vacío para extracción de volátiles del polímero.

Paneles centrales de control de instrumentos.

Tipos De Linea De Compounding Para TermoplasticosDestacan cuatro técnica de manufactura de compuestos, con base en el tipo de resina que se procesa:

Para Poliolefinas Para plásticos sensibles a la temperatura

Para Polímeros de Estireno

Para plásticos de ingeniería

a. Compounding de Poliolefinas

Se distinguen tres formas para producir compuestos de Poliolefinas, por el esta físico de la resina que abandona el reactor donde se genera:

Para resina fundida Para resina en solución

Para resina en Polvo

Líneas para Compunding de Resina FundidaEn este tipo de formación de compuestos, la descarga directa del reactor en forma de masa fundida pasa a una extrusor con un husillo de relación de 24 L/D y una configuración especial, o con husillo gemelos corrotantes donde las labores de aditivación, homogeneización y pelletizado llevan a cabo venteos y remoción de gases para abatir las concentraciones de etileno residual hasta 50 ppm o menor.Aunque este tipo de maquinaria había sufrido un constante desarrollo para satisfacer las crecientes demandas de LDPE hasta llegar a máquinas con una producción de 20 a 30 ton/hr, el uso creciente de LLDPE, obtenido como una solución o como polvo, hace que el diseño de máquinas más productivas sea poco probable.

Líneas de Concentración de SolucionesEn la obtención de Poliolefina por el método de solución, el principal obstáculo de un material procesable es la separación del solvente, usado en la polimerización de la resina obtenida.Una solución a este problema era la separación por agotamiento con vapor de agua, pero esto implicaba con vapor de agua, pero esto implicada una costosa separación y purificación posterior del solvente, que debe estar libre de agua para poder reutilizarse.

La mejor opción se encuentra en concentrar directamente mezclas de polímero al 85% en extrusora, debido a la alta viscosidad del producto. Para algunos casos como el de la resina de PEAD para grado inyección, la desgasificación se lleva en extrusores monohusillo que operan en cascada, eliminando los volátiles durante la transferencia entre ambos equipos.Otros equipos de tornillos gemelos o multihusillo, son usados para Poliolefina de alta viscosidad. Los equipos actuales para la aditivación y pelletización de resina obtenidas por solución, llegan a tener productividades de 15 ton/hr, con diámetros hasta de 460 mm.

Líneas para Compounding de Resina en PolvoEste tipo de líneas tienen productividades hasta 20 - 25 ton/hr, ligeramente menores que las líneas para resina fundida, pero mayores a las concentración de soluciones. Han tenido poco desarrollo tecnológico desde su creación, avanzado únicamente en el aspecto de velocidades de producción. El uso de equipos monohusillo, se encuentra limitado en capacidad, llegando sólo a 5 ton/hr como máximo.En husillos gemelos, las máquinas con husillos engranados y de giro contrario, tienen poca efectividad y debido a problemas de construcción no se pueden diseñar máquinas de grande diámetros, ello limita la capacidad de producción. Sin embargo, en sistemas de husillos gemelos no engranado de giro opuesto o engranado de giro en el mismo sentido, se pueden lograr mayores diámetros, hasta de 380 mm y se obtienen producciones máximas.

Pelletizadores para PoliolefinaPara la formación de perlas o pellets de Poliolefinas, provenientes de los equipos de alta productividad mencionados, se usan equipos con capacidad de 25 ton/hr. Un esquema del equipo de pelletización de elevada carga.

a. Compounding de Polímeros Sensible a la Temperatura

Al tratar sobre polímeros sensibles a la temperatura, la atención principal se dirige al PVC que es el caso más típico, pero también debe mantenerse presente a los Polietilenos entrecruzable, espumable y algunos hules termoplásticos como miembros de este grupo.En el caso de producción de compuestos de PVC, la mezcla de un mayor número de aditivos en comparación con la Poliolefinas y por consecuencia, la necesidad de un trabajo de incorporación de materiales más efectivo, encuentra la dificultado del manejo de una resina que puede degradarse con facilidad. En el caso de extrusión de tubería o perfil de PVC rígido, se prefiere premezclar la resina de PVC con los aditivos necesarios en mezcladores de alta velocidad. Los polvos obtenidos de este equipo, son alimentados directamente al extrusor donde el producto final será obtenido.Cuando el uso del material pleiteado es necesario como en los casos de producción de cable recubierto, suelas de calzado con PVC plastificado, o botellas de compuesto de PVC rígido, es necesario el uso de una línea de extrusión especializada para el mezclado y pelletización de los componentes que, por complejidad del proceso, regularmente llegan a 3 ton/hr para compuesto de PVC rígido y hasta 6 ton/hr para material plastificado.Paras las resinas de PVC, en especial cuando se trate de PVC altamente sensible a la temperatura y al corte, es necesario controlar estrictamente las condiciones de producción. Los tipos de equipo más adecuados para el compounding de PVC incluyen:

Extrusores con husillos gemelos engranados y de giro contrario

Plastificadores empleados específicamente para compuestos de PVC plastificado

Amasadores con unidades de descarga monohusillo

Extrusores planetarios con unidades de descarga monohusillo

Extrusores con husillos gemelos, engranados y de giro en el mismo sentido, con unidades de descarga monohusillo

a. Compounding de Polímeros de Estireno

b. Ya que el Poliestireno se obtiene como material fundido por la mayor parte de los sistemas de polimerización, el trabajo de pelletización se puede lograr con bombas de engranes para el transporte del material y unidades de pelletización. Cuando además de la pelletización, se requiere de la incorporación de plastificantes, lubricantes, colorantes u otros aditivos y una desgasificación para remover monómero residual, es preciso el uso de maquinaria de husillos. En la producción de compuestos de Polímeros de Estireno, la productividad de la maquinaria empleada no sobrepasa generalmente las 3.5 ton/hr.

c. Compounding de Plásticos de Ingeniería

La producción de compuestos de plásticos de ingeniería involucra a resinas termoplásticas como: PA, PC, ABS, POM, PMMA, PPO, etc., además de plásticos termofijos y plásticos reforzados y cargados. Las operaciones involucrada en el Compounding de plásticos de ingeniería son:

Plastificación Distribución y mezclado de aditivos

Remoción de volátiles

Inclusión de cargas, cuando se requiera

Refuerzo con fibras minerales, cuando se requiera Aleaciones con otros polímeros, cuando se requiera

Pelletización

A diferencia de las líneas de producción de los compuestos antes mencionados, aquellas usadas para plásticos de ingeniería tienen una productividad baja, que fluctúa entre 1,00 y 1,500 kg/hr.

Extrusión de Doble HusilloLa construcción de extrusores de dos husillos se conoce desde más de 50 años, originándose su desarrollo en Europa. La dificultad principal en sus orígenes era la complejidad requerida para los cojinetes de empuje y en engranaje para la coordinación del giro de los husillos. Las razones principales del desarrollo y uso de extrusores doble husillo se ha enfocado a la transformación de materiales sensible a la temperatura y procesos

especiales como formulación de compuestos, reacciones químicas, remoción de volátiles y otros.

Funciones de MezcladoPara la formación de compuestos, los extrusores doble husillo utilizan las funciones de dispersión y de distribución de materiales. En el caso de la dispersión, implica que las cargas o aditivos sufrirán una reducción en la función distributiva sólo implica una separación y Homogenización de las partículas en el volumen de la mezcla.

Extrusores contra-rotante EntrelazadosEn este tipo de extrusores se utilizan cuando se requiere de una gran dispersión de los materiales como en el caso de masterbatch de color o de aditivos. También se utiliza para aleaciones polímeras que requieran un mezclado intenso. Una ventaja de estos equipos es que funcionan como bombas de desplazamiento positivo, facilitando cualquier operación de extrusión en línea sin necesidad de bombas de engranes.

Extrusores Co-rotantes EntrelazadosEstos extrusores se prefieren para compunding en volúmenes mayores. Entre los husillos existe solo una pequeña separación, forzando con esto al plástico a circular por la periferia de los husillos, generando un patrón de forma de "8". Por esta pequeña separación se crea un efecto de "autolimpieza de la superficie del otro.

Extrusores Contra-rotantes No EntrelazadosLos extrusores contra – rotantes no están en contacto íntimo, siendo por esta razón excelentes en los casos donde sólo requiere un mezclado distributivo, es decir, que no requiera de una reducción del tamaño de los aditivos agregados. También se usan en devolatilización de altas producciones.

11. Soplado

DefiniciónEl moldeo por soplado es un proceso discontinuo de producción de recipientes y artículos huecos, en donde una resina termoplástica es fundida, transformada en una preforma hueca y llevada a un molde final en donde, por la introducción de aire a presión en su interior, se expande hasta tomar la forma del molde es enfriada y expulsada como un artículo terminado. Para la producción de la preforma, se puede considerar la mitad del proceso como conjunto y utilizando el proceso de inyección o extrusión, permitiendo que el proceso de soplado se divida en dos grupos distintos: inyección – soplo y extrusión – soplo.

Ventajas Y RestriccionesEl proceso tiene la ventaja de ser único proceso para la producción de recipientes de boca angosta; solamente comparte mercado con el rotomoldeo en contenedores de gran capacidad. Para el proceso extrusión soplo, la producción de la pieza final no requiere de moldes muy costosos. Otra ventaja es la obtención de artículos de paredes muy delgadas con gran resistencia mecánica. Operativamente permite cambios en la producción con relativa sencillez, tomando en cuenta que los moldes no son voluminosos ni pesados.Como restricciones del proceso se puede mencionar que se producen artículo huecos que

requieren de grandes espacios de almacenaje y dificultan la comercialización a regiones que no estén próximas a la planta productora. Por otra parte, en el proceso de extrusión – soplo, se tienen en cada ciclo una porción de material residual que debe ser molido y retornado al material virgen para su recuperación, lo que reduce la relación producto obtenido/material alimentado, y que se debe adicionar al precio del producto.

AplicacionesPrácticamente el moldeo de cualquier recipiente se puede lograr por medio del proceso de soplado, siendo el único para la producción de recipientes de cuello angosto de alto consumo en industrias como la alimenticia, cosmética y química, aunque en envases de cuello ancho, puede encontrar cierta competencia en el proceso de inyección y quizás con el termoformado, mientras que en contenedores de gran tamaño y boca angosta, observa una gran competencia con el moldeo rotaciones. El proceso se encuentra en franco crecimiento, bajo la necesidad de abastecer a un mercado de alimentos también en constante auge. Ejemplo de la diversidad de aplicaciones son:

Sector Cosméticos – Farmacéutico

Envases de tratamiento tipo ampolletas Envases pequeños para muestras médicas

Recipientes para medicamentos en pastillas

Recipientes para jarabes, soluciones y suspensiones

Recipientes grandes para suero

Recipientes para shampoos y cremas

Recipientes para lociones y perfumes

Sector de Alimentos

Botellas para aceite comestible Botellas para agua potable

Botellas para bebida carbonatadas con o sin retorno

Botellas para bebidas alcohólicas

Envases pequeños para golosinas o promocionales

Envases para bebidas refrescantes no carbonatadas

Envases para condimentos

Envases para bebidas en polvo

Para la obtención de artículos huecos por esta vía, la resina polimérica es alimentada a la tolva de un extrusor; de ahí pasar al interior del cañón, se plastifica y homogeneiza por

medio del huisillo con los pigmentos y otros aditivos que también hayan sido alimentados, siendo únicamente restringido el uso de cargas o refuerzos, ya que estos últimos generalmente provocan la ruptura de las paredes del artículo cuando está en la etapa de soplado.El material ya homogéneo y completamente plastificado, pasa al dado o cabezal que, de manera similar a la extrusión de tubería que, de manera similar a la extrusión de tubería, produce una preforma (párison) tubular con dimensiones de pared controladas para la pieza final cumpla con las dimensiones de espesor requeridas.La producción de esta preforma deber se invariablemente vertical y descendente, ya que no existe ninguna guía que puedaofrecerle alguna otra orientación, mientras que el tiempo empleado desde que comienza a salir del dado hasta que tiene la dimensión precisa para continuar con el ciclo, está limitado al momento en que la primera porción de plástico extruído se enfríe, perdiendo características para ser moldeado.Llegando a la longitud de preforma óptima, que es ligeramente mayor a la longitud del molde que forma la pieza final, entra en acción del mecanismo que cierra las dos parte del molde para dejar confinado el párison en éste. Durante su movimiento, el molde además de rodear al párison, lo prensa por uno de sus extremos provocando el sellado de las paredes del tubo, debido a que el plástico se encuentra aún arriba de su temperatura de reblandecimiento.

El diseño del molde puede incluso cortar el material sobrante por debajo de éste, formando así, la característica línea o costura en la base de todo recipiente obtenido por extrusión-soplo. El otro extremo del párison permanece abierto, pues es necesario para las etapas posteriores.En la tercera fase del proceso se introduce una boquilla por el extremo abierto del molde y en el interior del párison, se inyecta aire a presión, obligando a la preforma a extenderse hasta alcanzar las paredes del molde, donde se enfría y conserva la forma interior del molde. La boquilla de inyección del aire crea al mismo tiempo la estructura final de la boca y cuello del recipiente.Es importante señalar que durante el proceso de expansión de la preforma hacia las paredes del molde, el espesor de la pared sufre una reducción por el aumento del área superficial.En la última fase del ciclo de soplado, el molde se separa exponiendo al recipiente terminado a una temperatura en que es estable dimensionalmente, para ser entonces expulsado por su propio peso o por el aire a presión que aún se encuentra en su interior. Generalmente, el tiempo invertido en la dos últimas etapas tarda lo suficiente para que en el dado se haya extruido una nueva preforma, siendo necesario que el molde recién liberado del producto tenga que moverse hacia la recepción del nuevo material, para iniciar un nuevo ciclo productivo.

Proceso De Inyección – SoploSe utiliza en los casos en que se requiera obtener recipientes de boca ancha, con o son cuerda, con un cuerpo aún más ancho o de forma tal que no pueda obtenerse por un proceso simple de inyección. También es adecuada la resina requerida para la obtención del recipiente tenga una fluidez y viscosidad que no permitan la extrusión de una preforma o se tenga muchos problemas para su control.En esta variante del proceso de soplado, en la primera etapa la resina es alimentada a la

tolva de una máquina de inyección, de donde pasa el cañón y por la acción del husillo y las resistencia calefactoras es fundida, homogeneizada y transportada hacia la punta de la unidad de inyección; ahí se acumula temporalmente.Al reunirse la cantidad de material suficiente para inyectar la pieza y teniendo el molde listo para la recepción del material, el husillo de la unidad de plastificación avanza, expulsando al material plastificado hacia la cavidad del molde para producir la preforma, con un perfil de espesores que puede ser uniforme o variable dependiendo de la forma del artículo final. La preforma tienen un aspecto tubular y no puede ser, ninguno de sus puntos, más ancha y no puede ser, en ninguno de sus puntos, más ancha que el diámetro interno de su boca. El plástico inyectado es ligeramente enfriado para la preforma pierda fluidez y conserve un estado reblandecido. Al momento de alcanzar la temperatura adecuada, la parte del molde correspondiente al cuerpo de la preforma, se aparte para ser sustituida por otro molde que tiene la forma exterior del recipiente deseado. En esta etapa, las parte del molde que formaron el cuello y la parte interna de la preforma se conservan inmóviles. La preforma, ubicada ahora en un molde de mayor volumen, es expandida por la inyección de aire introducido por el vástago metálico central usado durante la inyección de ésta. La expansión involucra una reducción en el espesor de las paredes del recipiente, de manera similar al `proceso de extrusión soplo, pero en este caso, la línea de costura en la base del producto no aparece, siendo reemplazada por una discreta prominencia que indica el punto de inyección de la preforma. El plástico, ahora en contacto nuevamente con las paredes interiores del molde final, transfiere su calor rápidamente hacia el metal, que a su vez, es enfriado con corriente de fluidos refrigerantes.Finalmente, la última etapa del ciclo corresponde a la expulsión de la pieza terminada con la apertura de los moldes que dieron forma al cuerpo y cuello del recipiente y la salida del vástago central del interior del producto. De aquí, el vástago central y el formador del cuello reúnen con el molde del cuerpo de la preforma para instalarse en posición a la salida de la boquilla de la inyectora y esperar una nueva descarga de material plastificado para iniciar un nuevo ciclo.

12. Descripción del equipo

Cabezal De ExtrusiónDesempeña un papel importante en el proceso de extrusión – soplo, ya que la calidad con sea producida la preforma, depende del éxito de la etapa de soplado. Todos los cabezales utilizados en la extrusión de 90º, pues no existe otra forma en que el molde pueda tomar el párison que no sea vertical. Las secciones de alimentación al cabezal, deben tener un diseño adecuado para evitar líneas de soldadura por elementos que sostenga el mandril central del dado. Para la producción de preforma central del dado. Para la producción de preforma de diámetro pequeño, una salida de material recta o convergente puede ser indicada y, un párison con espesores de pared constante responde perfectamente a las necesidades del proceso.Para la producción de formas que no sean completamente cilíndricas y de sección transversal uniforme, o que sean de un tamaño relativamente grande, es necesario contar con un control en el espesor de la preforma o párison extruido, que podrá ser no uniforme al paso de su longitud. La variación de espesores, en el caso de formas irregulares y complicadas, obedece a que al momento del soplado algunas zonas de la pared de la preforma experimentan mayor elongación que otras, produciendo paredes más delgadas,

débiles o muy gruesas donde se desperdicia material.En el caso de productos grandes, el peso del párison extruído se incrementa con la longitud y tiende a estirar a las paredes mas cercanas al dado; se debe compensar con incrementos paulatinos de espesor al momento de la producción de párison. La variación en los espesores de la preforma, se logra por medio de un dado que pueda incrementar o reducir la distancia de la abertura, por la que se está extruyendo la resina. Esto se consigue con el movimiento ascendente y descendente del mandril del dado de extrusión.

Cabezal AcumuladorEn la producción de contenedores grandes, y principalmente cuando se requiere una distribución del espesor de pared, se recomienda el uso de maquinaria con cabezal acumulador, que es un mecanismo de almacenamiento del plástico fundido para posteriormente formar el párison con alta velocidad. Así, se evita el estiramiento natural del párison que en casos extremos puede provocar la ruptura del mismo, especialmente si su peso es mayor a 2 kg.

Corte Del PárisonUna vez que el párison ha sido formado y captado por el molde, existe un mecanismo que corta el párison y permite el paso de la boquilla de soplado. En el caso del PVC y Poiolefinas, se puede utilizar una cuchilla en frío. En caso de que el párison sea muy delgado o inestable, se prefiere un alambre caliente (resistencia eléctrica), que tiene la desventaja de requerir mayor mantenimiento.

Moldes para extrusión – soplo sin biorientaciónEstos moldes son lo más sencillos, ya que un solo molde de dos piezas se puede utilizar para el funcionamiento de una máquina. Para su construcción, se pueden utilizar materiales muy ligeros como el aluminio, debido a que en la etapa de soplado no se ejerce una presión elevada como en un moldeo por inyección, consiguiendo ventajas en peso y conductividad térmica, siendo más sencillo maquinar los canales de circulación del líquido de enfriamiento. Sin embargo, en máquinas de alta productividad, la intensidad de trabajo puede demandar moldes de acero o alguna otra aleación resistente para conservar el molde en buenas condiciones aún después de someterlo a los largos periodos de producción.

Moldes para inyección – soplo sin biorientaciónEn este proceso, debe adicionarse un molde de inyección de tres partes, que implica una complejidad mayor que en el caso anterior, ya que el molde de inyección debe tener un diseño especial y materiales para resistir las presiones normales de un proceso de inyección. El molde de soplado podrá ser de las mismas características que el usado en la extrusión – soplo convencional.

Procesos para la obtención de recipiente biorientadosDurante mucho tiempo se estimó la posibilidad de introducir a los materiales plásticos en el envase de bebidas gaseosas, agua purificada y otros productos, donde el dominio del vidrio y los materiales metálicos parecía indiscutible.Las principales características que el plástico debe cumplir son:

Presentar alta transparencia para proporcionar buena presentación al producto envasado

Resistencia mecánica a presione internas en caso de bebidas carbonatadas

Cumplir con los requerimientos de vida de anaquel exigidos por las bebidas carbonatadas

Tener resistencia a impactos producidos durante las labores de producción, transporte y distribución del producto.

Tener un precio menor al vidrio y productividades iguales o mayores a éste.

Las dificultades parecían excesivas, sobre todo en el caso de la impermeabilidad al CO2, y por la presión a la que se envasan las bebidas gaseosa, sólo se podía aspirar a resolver el problema con grandes espesores de pared o complicadas coextrusiones. Inclusive, era contraproducentes al analizarlas en transparencia, productividad y costo, por ello se descartaban como alternativas factibles. El desarrollo de una modificación a los procesos de extrusión – soplo e inyección – soplo, así como la investigación de nuevos grados de resinas que cumplieran con la propiedades mecánicas y de permeabilidad impuestas por las características de los productos a envasar, resolvieron los problemas para la sustitución de vidrio y metales, en campos en que parecían irremplazables.

Proceso De Extrusión – Soplo Con BiorientaciónEs preferido para la obtención de botellas de PVC transparentes; es un proceso de extrusión – soplo, con una etapa que asegura el estiramiento longitudinal del recipiente producido.Las primeras etapas de este método, siguen el mismo camino descrito para el proceso extrusión – soplo convencional, pero al llega a la última etapa no se obtiene el producto final, sino una preforma. En el proceso convencional, la preforma obtenida es sellada en su parte inferior y soplada, sufriendo un gran estiramiento circunferencial, pero bajo longitudinalmente, que provoca un arreglo y orientación desbalanceado en las moléculas y pérdida de las propiedades físicas máximas que el polímero puede proporcionar. Para resolverlo, la preforma obtenida es trasladada al molde que tiene la forma del producto final y que es mayor en longitud y circunferencia en relación con la preforma. Aquí entra en acción simultánea un dispositivo mecánico que estira la preforma longitudinalmente, mientras que por medio de aire a presión se realiza la expansión de las paredes de la preforma hasta las paredes del molde. Así, se obtiene el recipiente requerido con una orientación en sentido longitudinal y circunferencial, que mejora de manera notable las propiedades mecánicas de las paredes del producto, logrando altas resistencia con paredes considerablemente delgadas.

Moldes para Extrusión – Soplo con BiorientaciónPara la extrusión – soplo con biorientación, los moldes no requieren de construcciones de gran resistencia a la presión, pero no bastante complejos en su funcionamiento y diseño. Se puede usar materiales ligeros en su construcción o de mayor resistencia mecánica, dependiendo de la intensidad de uso a que estén sometidos.

Proceso De Inyección – Soplo Con BiorientaciónSe refiere preferentemente a la producción de envases de PET, que generalmente se dirigen a mercados como el envase de bebidas carbonatadas y agua purificada. La variación contra el proceso normal de inyección – soplo, es la introducción de una etapa de estiramiento longitudinal, con la preforma crece a más del doble de su tamaño original, consiguiendo una extraordinaria mejoría en sus propiedades mecánicas que le permite resistir a impactos exteriores, estando sometida a presiones interiores considerables.Esto ha provocado un importante desplazamiento del vidrio en la industria refresquera, con un reducción de más del 90% en peso de envase. Comparando la secuencia anterior con el proceso de inyección – soplo convencional, se puede advertir la inclusión de una etapa en la que la preforma es estirada longitudinalmente por medio de un vástago de movimiento vertical, mientras la inyección de aire a presión ofrece a las paredes del recipiente la biorientación que permite paredes delgadas con altas propiedades mecánicas, además de las mejoras en transparencia, bajo peso y costo.

Moldes para Inyección – Soplo con BiorientaciónEs el método de soplado de mayor complejidad en cuando a moldes se refiere. En la etapa de obtención de la preforma, se debe utilizar un molde de alta resistencia y de extraordinaria capacidad de enfriamiento, ya que en el molde del PET, un enfriamiento ordinario puede conducir a la obtención de piezas opacas por la cristalización de las cadenas del polímero. En estos moldes, la zona más difícil de enfriar es el punto de inyección, por esta razón en las botellas terminadas se pueden apreciar ligeras zonas opacas en la parte inferir del producto. Posteriormente, se emplea un molde similar al usado en el método de biorientación de preformas extruidas, con la diferencia de que en este caso, debe ser previstas mayores capacidades de estiramiento longitudinal.