Todo sobre los materiales termoplásticos
Respecto a los materiales plásticos, podemos englobar dos grandes grupos: los termoplásticos y los termoestables.
Los termoplásticos son una clase de polímeros con capacidad de someterse a un ciclo de transformación sin fin. Al calentarse, se convierten en un líquido viscoso, listo para ser moldeado en infinitas formas. Y al enfriarse, se solidifican, manteniendo la forma deseada.
La mejor parte es que este proceso puede repetirse una y otra vez, sin que el material pierda sus propiedades. Esta propiedad única los diferencia de los termoestables, que se endurecen y no pueden ser remodelados una vez que se han formado.
Propiedades y características de los termoplásticos
Como acabamos de explicar, los termoplásticos se pueden fundir y volver a moldear mediante técnicas como la extrusión, el moldeo por inyección, el moldeo por soplado o el termoformado. Esta facilidad de procesamiento los convierte en materiales muy versátiles para la fabricación de una amplia gama de productos.
Otra característica es que son relativamente ligeros, sobre todo si los comparamos con otros materiales como el metal. Esta ligereza es una ventaja en muchas aplicaciones, como en la industria automotriz o aeroespacial, donde la reducción del peso del vehículo puede mejorar la eficiencia del combustible y las emisiones de CO2.
Los termoplásticos también son resistentes a la abrasión, la corrosión y los productos químicos, por lo que son materiales ideales para aplicaciones exigentes, como la construcción.
También son buenos aislantes del calor y la electricidad, se suelen utilizar en aplicaciones como cables eléctricos, donde pueden prevenir fugas de corriente y cortocircuitos o como aislantes térmicos en tuberías o ventanas.
Y, por último, son flexibles e impermeables al agua u otros líquidos. Esta flexibilidad los hace adecuados para fabricar mangueras, cables o productos que están continuamente sometidos a flexiones. Mientras que su impermeabilidad los hace ideales para embalajes que tengan que proteger de la humedad o impermeabilizaciones en construcciones.
Usos y aplicaciones comunes de los termoplásticos
- Polietileno (PE). Tiene una alta resistencia química, baja densidad, buena flexibilidad, buen aislamiento eléctrico. Usos más comunes son: bolsas de plástico, botellas de agua, tuberías para agua potable, membranas para impermeabilización.
- Poliamida (PA). Se caracteriza por tener una alta resistencia mecánica, también una alta resistencia al calor, buena resistencia química y buena resistencia a la abrasión. Usos comunes: cuerdas, fibras para textiles, piezas de automoción o herramientas.
- Poliestireno (PS). Es fácil de procesar, tiene un bajo costo, buena transparencia y baja densidad. Usos comunes: envases de alimentos, vasos desechables, carcasas de CD y DVD, juguetes.
- Polipropileno (PP). Dispone de una alta resistencia mecánica, buena resistencia química, buena resistencia a la fatiga y buena procesabilidad. Usos comunes: envases de alimentos, fibras para textiles, piezas de automoción, mobiliario de jardín.
- Policarbonato (PC). También tiene una alta resistencia mecánica, alta transparencia, buena resistencia al calor y buena resistencia química. Usos comunes: lentes de gafas, CDs y DVDs, parabrisas de automóviles, cascos de seguridad.
Procesos de fabricación de termoplásticos
La elección del proceso de fabricación adecuado para cada producto va a depender de diversos factores, como: la forma, el volumen de producción, el plazo de entrega, el material y otras consideraciones como el coste, la disponibilidad de proveedores o la experiencia en la fabricación. Es importante analizar cuidadosamente estos factores para garantizar la calidad, la rentabilidad y la eficiencia en la producción del producto.
Los termoplásticos se fabrican a partir de monómeros, que son moléculas pequeñas que se unen entre sí para formar largas cadenas de polímeros. Los principales procesos de fabricación de termoplásticos son:
- Moldeo por inyección. Se basa en la inyección a presión de material fundido dentro de un molde cerrado. La presión fuerza al material a llenar la cavidad del molde, donde se enfría y solidifica. Al abrir el molde, se obtiene la pieza moldeada final.
Este proceso es ideal para la fabricación de piezas de plástico con formas precisas y complejas, como cubos, carcasas o cuencos.
- Moldeo por extrusión. Se distingue por ser un proceso continuo que permite crear objetos de sección transversal fija y definida. El material, en estado fundido o viscoso, se empuja o se extrae a través de un troquel con la forma deseada. A medida que el material sale del troquel, se enfría y solidifica, creando un perfil continuo.
Se suele utilizar para: mangueras, tuberías, tubos y molduras para marcos de ventanas.
- Moldeo por soplado. Es un proceso ideal para la fabricación de piezas huecas de plástico. Se basa en la inyección de material fundido dentro de un molde, seguido por el soplado de aire para que el material se adhiera a las paredes del molde y adopte la forma deseada.
Se usa en botellas, envases huecos, botes, etc.
- Moldeo al vacío. Que es un proceso ideal para la fabricación de envases y formas a partir de láminas finas de plástico. Se basa en calentar y ablandar la lámina, para luego adaptarla a un molde mediante la succión del aire. El vacío creado entre la lámina y el molde permite que esta se adhiera a las paredes del molde y adopte su forma.
Usado en bandejas de cajas de bombones, placas de ducha o cascos de barco.
Ventajas y desventajas de los termoplásticos
Las ventajas de los termoplásticos son claras, la principal es su gran versatilidad. Podemos moldearlos con una gran variedad de formas, con diferentes procesos y tienen multitud de usos diferentes.
Además, son ligeros, resistentes a la abrasión, corrosión o productos químicos, son flexibles, impermeables e incluso algunos transparentes. Cuentan con muy buen aislamiento térmico y eléctrico.
Y una de las ventajas más importantes, es que muchos de ellos son reciclables. Esto reduce en gran medida su impacto ambiental, disminuyendo las emisiones contaminantes y la necesidad de utilizar nuevas materias primas vírgenes para su fabricación.
Por otro lado, como desventajas nos encontramos con que algunos termoplásticos no son biodegradables, lo que significa que pueden tardar cientos o miles de años en descomponerse si se arrojan al medioambiente.
Otro inconveniente es que la producción de termoplásticos a partir de combustibles fósiles consume grandes cantidades de energía y recursos no renovables. También algunos termoplásticos liberan gases de efecto invernadero como el metano durante su producción y eliminación, lo que contribuye al cambio climático.
Es importante ser conscientes de estas desventajas y buscar alternativas sostenibles como el uso de termoplásticos biodegradables o de base biológica, reducir el consumo de plástico y fomentar el reciclaje para minimizar el impacto ambiental.
Reciclaje y sostenibilidad de los termoplásticos
El reciclaje de termoplásticos nos ayuda a reducir su impacto ambiental. Hay algunos termoplásticos, como el PE, el PP, el PS y el PC, que son reciclables y pueden ser convertidos en nuevos productos. El reciclaje ayuda a conservar recursos naturales, reduce la cantidad de residuos que terminan en los vertederos y disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero.
Al reutilizar materiales ya existentes, se reduce la necesidad de extraer y procesar materias primas vírgenes, preservando recursos como el petróleo y el gas natural.
El reciclaje de termoplásticos se enfrenta al desafío de la contaminación del material. Ya que la presencia de impurezas y contaminantes en los residuos plásticos puede dificultar el proceso de reciclaje y afectar la calidad del material reciclado.
Innovaciones recientes en el campo de los termoplásticos
Se están desarrollando nuevas tecnologías para mejorar las propiedades y la sostenibilidad de los termoplásticos. Una de las más relevantes es el desarrollo de bioplásticos, que son termoplásticos fabricados a partir de recursos renovables, como la caña de azúcar o el maíz.
También está en desarrollo los termoplásticos degradables, que son termoplásticos que se pueden degradar en el medioambiente.
Normativas y regulaciones sobre el uso de termoplásticos
En cada país existen diversas normativas y regulaciones que controlan el uso de termoplásticos. Estas regulaciones tienen como fin proteger el medioambiente y la salud de las personas.
En Europa nos encontramos con la Directiva de envases y residuos de envases. Esta directiva europea regula el uso de envases de plástico y establece objetivos de reciclaje para los diferentes tipos de envases.
También está el Reglamento REACH: Este reglamento europeo regula el registro, evaluación, autorización y restricción de sustancias químicas. Y la Ley de Responsabilidad Ampliada del Productor, esta ley obliga a los productores a hacerse cargo de la gestión de los residuos de sus productos.
Futuro de los termoplásticos en diversas industrias
Cabe esperar que la demanda de termoplásticos siga creciendo en los próximos años. Los termoplásticos seguirán siendo materiales importantes en una amplia gama de industrias, como la automotriz, la construcción, la electrónica, el embalaje y el textil.
El aumento de la población mundial generará una mayor demanda de productos básicos, como alimentos, bebidas y envases, en los que se utilizan termoplásticos. También el crecimiento de infraestructuras y el desarrollo de nuevas tecnologías crearán oportunidades de desarrollo para los termoplásticos.