¿Cómo se fabrica el plástico? El viaje de los polímeros hasta el producto final en 5 pasos

El vacío desempeña un papel crucial en el refinado del petróleo y la fabricación de plásticos, permitiendo la destilación de componentes pesados y la purificación de polímeros para obtener productos de mayor calidad y valor. En este post explicamos cómo se fabrican los plásticos.

Cómo se fabrica el plástico

Comunicación Marpa Vacuum

Última modificación: 25 mayo 2023

A pesar de la creciente conciencia sobre la necesidad de reducir el uso de plásticos, especialmente los de un solo uso, resulta casi impensable imaginar un mundo como el actual sin este versátil material. El plástico ha cambiado nuestra forma de alimentarnos, gracias a los envases que alargan la vida útil de los alimentos, nuestra salud, a usarse en jeringas, catéteres, tubos o bolsas de infusión debido a su capacidad de esterilización, flexibilidad y biocompatibilidad, nuestro trabajo y nuestro entretenimiento, al ser parte fundamental de los dispositivos electrónicos, de movernos, gracias a las mejoras significativas en eficiencia y rendimiento que ha significado su incorporación en el transporte, etc.

En este artículo, enmarcado en nuestra serie de posts sobre plásticos, explicaremos cómo se fabrica el plástico, que es un proceso complejo y fascinante que involucra la transformación de materias primas en productos que satisfacen nuestras necesidades diarias. En este sentido, la industria del plástico ha evolucionado notablemente en los últimos años, con un enfoque cada vez mayor en la sostenibilidad y la economía circular. Se han implementado iniciativas para reducir el consumo de plásticos de un solo uso, fomentar el reciclaje y promover el desarrollo de bioplásticos y materiales compostables.

Además, los avances tecnológicos han permitido mejorar la eficiencia en la producción, reducir las emisiones de carbono y optimizar los procesos de reciclaje. Estos esfuerzos reflejan el compromiso de la industria del plástico en busca de soluciones más responsables y sostenibles, con el objetivo de mitigar los impactos ambientales y fomentar una gestión más responsable de los residuos plásticos.

Los 5 pasos de la fabricación del plástico

Seguramente muchos se imaginan el proceso de fabricación de plástico como algo difícil de entender, porque involucra el petróleo, e imaginar cómo este termina siendo la funda del móvil con el que estamos leyendo este post o la botella de agua que alguna vez hemos llevado en nuestra bolsa es complicado. Por eso, aunque cada proceso puede cambiar mucho dependiendo de lo que se quiera fabricar, se pueden identificar cinco pasos fundamentales en la forma como se fabrica el plástico:

1. Obtención de materias primas

Los plásticos se derivan principalmente de hidrocarburos, que son compuestos orgánicos formados por átomos de carbono e hidrógeno. La principal fuente de hidrocarburos para la fabricación de plásticos es el petróleo crudo, que se extrae de yacimientos subterráneos a través de la perforación de pozos petroleros.

Una vez que se extrae el petróleo crudo, se somete a un proceso de refinación para obtener los productos químicos básicos necesarios para la fabricación de plásticos. Este proceso de refinación implica la destilación fraccionada, donde el petróleo se calienta y se separa en diferentes fracciones según su punto de ebullición. Cada fracción contiene hidrocarburos con propiedades químicas y físicas similares.

Una de las fracciones clave obtenidas durante la refinación es la nafta, que contiene hidrocarburos como el etileno y el propileno, que son los principales bloques de construcción para muchos tipos de plásticos. La nafta se separa y se somete a un proceso llamado craqueo catalítico, donde se descomponen las moléculas de hidrocarburos más grandes en moléculas más pequeñas, como el etileno y el propileno. Estos productos químicos básicos se recolectan y se utilizan como materias primas para la fabricación de plásticos.

Además del petróleo crudo, también existen otras fuentes de hidrocarburos utilizadas en la fabricación de plásticos. Por ejemplo, el gas natural es una fuente importante de etileno, que se puede utilizar para producir polietileno, el plástico más común. El carbón también puede ser utilizado como materia prima a través de un proceso conocido como gasificación, donde se convierte en una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, que luego se puede utilizar para producir diferentes tipos de plásticos.

Además, en los últimos años, se han desarrollado métodos alternativos de obtención de materias primas para plásticos, con el objetivo de reducir la dependencia del petróleo y promover la sostenibilidad. Estos incluyen el uso de materias primas renovables, como biomasa o aceites vegetales, para producir bioplásticos, así como el reciclaje de plásticos existentes para obtener polímeros reciclados que se pueden utilizar nuevamente en la fabricación de nuevos productos de plástico.

2. Polimerización

Una vez obtenidos los productos químicos básicos, como el etileno o el propileno, se realiza el proceso de polimerización para convertir estos monómeros en largas cadenas de polímeros.

Un monómero es una pequeña molécula que puede unirse con otras moléculas similares para formar una cadena más larga llamada polímero. Debemos imaginar los monómeros como los «ladrillos» individuales y los polímeros como la «pared» construida al unir esos ladrillos. Los monómeros se unen mediante enlaces químicos para formar una estructura más grande y compleja conocida como polímero. Los polímeros pueden tener miles o incluso millones de monómeros unidos en una cadena larga y repetitiva.

Existen dos principales tipos de polimerización utilizados en la fabricación de plásticos, es decir, para construir esa “pared” de la que hablamos: la polimerización por adición y la polimerización por condensación.

3. Agregación de aditivos

Sea cual sea el proceso de polimerización, durante el proceso se pueden agregar otros componentes para mejorar o modificar las propiedades del plástico resultante, como sus propiedades físicas, químicas o estéticas. Los aditivos se incorporan en diferentes etapas del proceso de polimerización para lograr las características deseadas en el plástico final.

Existen diferentes tipos de aditivos utilizados en la fabricación de plásticos. Algunos ejemplos comunes son:

Además de estos ejemplos, existen muchos otros aditivos que se utilizan para mejorar propiedades específicas del plástico, como la resistencia al desgaste, la conductividad eléctrica, la resistencia a los rayos UV, entre otros. La selección y la cantidad de aditivos utilizados dependen de las propiedades requeridas para la aplicación específica del plástico. Los fabricantes realizan pruebas y ajustes en la formulación de aditivos para lograr las propiedades deseadas en el producto final.

Una vez finalizada la polimerización, se obtiene el polímero en forma de resina, que es una sustancia viscosa y de alta densidad. Esta resina se somete a procesos adicionales, como enfriamiento, solidificación y trituración, para convertirla en pellets, gránulos o polvos de plástico que son más fáciles de manejar y transportar, para fabricar productos finales mediante procesamientos como los del punto 4 de este proceso, a continuación.

4. Procesamiento

Después de obtener el polímero con los aditivos deseados y en forma de pellets, gránulos o polvos, el siguiente paso en la fabricación de plásticos es procesar este material para darle forma según las necesidades específicas del producto final. Existen varios métodos de procesamiento utilizados, y cada uno tiene su propio proceso particular. Aquí se mencionan algunos de los métodos más comunes:

Cada método tiene sus propias variaciones y ajustes según las necesidades específicas de la aplicación, y existen otros métodos, como el moldeo por compresión, el moldeo por transferencia y la impresión 3D, que también se utilizan en la fabricación de plásticos, dependiendo de la complejidad y las características requeridas del producto final.

5. Enfriamiento y acabado

Después de que el plástico ha tomado la forma deseada mediante el proceso de procesamiento, es necesario enfriarlo y realizar los acabados finales para obtener el producto final.

El enfriamiento y el acabado varían según el proceso de procesamiento utilizado y el tipo de producto final requerido. Algunos plásticos pueden requerir enfriamiento lento y controlado para evitar tensiones internas y deformaciones, mientras que otros pueden requerir un enfriamiento rápido para aumentar la productividad.

Una vez completadas las etapas de enfriamiento y acabado, el producto final de plástico está listo para su uso o para ser sometido a pruebas de calidad y cumplimiento de estándares antes de ser empaquetado y distribuido.

Botellas de plástico

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Nuevas materias primas en la fabricación de plásticos

Como hemos apuntado, en este proceso de fabricación han entrado con fuerza en los últimos años materias primas que aspiran a reducir la dependencia del petróleo en la producción de plásticos. Algunos ejemplos son:

Los bioplásticos ofrecen ventajas potenciales, como la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la posibilidad de ser biodegradables. Sin embargo, su impacto ambiental no es inocuo y no están extentos de consideraciones éticas, como el hecho de que se requiera sustituir bosques vírgenes por plantaciones específicas para su uso en bioplásticos y que el uso intensivo de fuentes que también se usan en alimentación, como el maíz y los aceites vegetales, pueda repercutir en una alza de su precio que los haga más inaccesibles a parte de la producción mundial que se alimenta de ellos.

Además, es importante destacar que los bioplásticos no son necesariamente completamente libres de hidrocarburos, ya que el carbono es un elemento clave en la estructura de los polímeros. Sin embargo, su principal diferencia radica en que se obtienen a partir de fuentes renovables en lugar de recursos fósiles no renovables como el petróleo.

El uso de las tecnologías de vacío en la fabricación de plástico

Ya hemos visto que en algunos pasos del proceso de fabricación de plásticos hemos mencionado el uso de presión y vacío. Recordemos algunos de los pasos en los que se emplean estas tecnologías: