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SITUACIÓN DE LOS ENVASES PLÁSTICOS EN MÉXICO

Arturo Cristán Frías , Irina Ize Lema y Arturo Gavilán García

 

 

Introducción

Los plásticos son sustancias orgánicas de alto peso molecular que se sintetizan generalmente a partir de compuestos de bajo peso molecular. También pueden obtenerse por modificación química de materiales naturales de alto peso molecular (en especial la celulosa). La mayoría de los compuestos denominados “plásticos” son polímeros sintetizados a partir de compuestos orgánicos.

Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, que son propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y solventes. Las enormes moléculas de las que están integradas pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Se pueden dividir en dos grandes grupos en función de su comportamiento ante el calor: los que son termoplásticos y los plásticos termoestables. Los primeros se caracterizan por estar compuestos de moléculas lineales con pocos o ningún enlace cruzado, que se reblandecen al calentarse y empiezan a fluir; al enfriarse se vuelven sólidos nuevamente. Este proceso se puede repetir numerosas veces.

Ocurre lo contrario con los productos termoestables, los cuales consisten inicialmente de moléculas lineales que por calentamiento forman irreversiblemente una red de enlaces cruzados, dando un producto final generalmente más duro, fuerte y resistente al calor que un termoplástico.

 

Cuadro 1. Comparación de características de termoplásticos y termoestables

Termoplásticos

Termoestables

•  Se usa material fundido en la etapa de conformación en líquidos

•  Se usan polímeros líquidos o gomosos de menor peso molecular en la conformación

•  Se endurecen al solidificar el material fundido

•  Endurecen por reacción química, con frecuencia por formación de enlaces cruzados de las cadenas

•  Estados sólido-líquido reversibles

•  El líquido se convierte irreversiblemente en un sólido

•  Es posible la recuperación de los desperdicios

•  No pueden recuperarse directamente los desperdicios

•  Hay una temperatura máxima de uso

•  Muchas veces pueden soportar altas temperaturas

•  Al tratar el material fundido se orientan, por lo común, las cadenas del polímero

•  Pueden manejarse con baja orientación

Fuente: Morton-Jones 1993.

Adicionalmente, existe un tercer grupo de plásticos llamados elastómeros, que son materiales elásticos tipo caucho, formados generalmente por macromoléculas débilmente entrecruzadas. En el cuadro 2 se resumen las características más importantes de estos tres grupos de polímeros.

Por el proceso de polimerización, los plásticos se pueden clasificar en polímeros de condensación y polímeros de adición. Las reacciones de condensación producen diferentes longitudes de polímeros y generan pequeñas cantidades de subproductos, como agua, amoníaco y etilenglicol mientras que las reacciones de adición producen longitudes específicas y no producen ningún subproducto; las masas moleculares medias de los polímeros de adición son generalmente mayores que las de los polímeros de condensación. Algunos polímeros típicos de condensación son el nylon, los poliuretanos y los poliésteres. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, el polipropileno, el policloruro de vinilo y el poliestireno.

 

Cuadro 2. Comparación de diferentes clases de plásticos

Grupo Estructura Aspecto físico Densidad Comportamiento al calor Comportamiento a los disolventes
Termoplásticos Macromoléculas lineales o ramificadas. Parcialmente cristalino; tipo varilla a flexible; traslucido, lechoso u opaco, sólo los filmes delgados son transparentes. 0.9 - 1.4 (excepto PTFE, 2 - 2.3) Materiales blandos; se hacen transparentes al fundirse; con frecuencia las fibras pueden fundirse a partir del fundido; sellado por calor (existen excepciones). Pueden hincharse, normalmente difíciles de disolver en disolventes fríos, pero suelen disolverse en disolventes calientes.
     
Amorfos: Incoloros, claros y transparentes sin aditivos; duros a elásticos (por adición de plastificantes). 0.9 - 1.9 Solubles (con algunas excepciones) en ciertos disolventes orgánicos, normalmente después de un hinchamiento inicial.
Termoestables (Después del procesado) Normalmente macromoléculas muy entrecruzadas Duros, normalmente contienen cargas y son opacos; sin carga son transparentes. 1.2 - 1.4 (con cargas 1.4 - 2.0) Permanecen duros; dimensionalmente estables hasta casi la descomposición química Insolubles, no se hinchan o a lo sumo ligeramente.
Elastómeros Normalmente macromoléculas ligeramente entrecruzadas Elasticidad tipo caucho y capacidad para ser estiradas 0.8 - 1.3 No fluyen hasta temperaturas próximas a la descomposición química Insolubles, pero suelen hincharse.

Fuente: Braun 1990.

 

Usos y aplicaciones

Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad en forma de rollos de plástico transparente para envoltorios. El polietileno de alta densidad se usa para películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas de basura. Se utilizan también en empaquetado el polipropileno, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el policloruro de vinilideno. Este último se usa en aplicaciones que requieren hermeticidad, ya que no permite el paso de gases (por ejemplo, el oxígeno) hacia dentro o hacia fuera del paquete. De la misma forma, el polipropileno es una buena barrera contra el vapor de agua; tiene aplicaciones domésticas y se emplea en forma de fibra para fabricar alfombras y sogas.

El polietileno de alta densidad se usa en tuberías, del mismo modo que el PVC. Este último se emplea también en forma de láminas como material de construcción. Muchos plásticos se utilizan para aislar cables e hilos; el poliestireno aplicado en forma de espuma sirve para aislar paredes y techos. También se hacen con plástico los marcos para puertas, ventanas, techos, molduras y otros artículos.

 

Riesgos a la salud y al ambiente

En la actualidad, en todo el mundo, incluyendo México, existe una problemática importante por la contaminación del agua, aire y suelo, ocasionada en gran medida, por los grandes volúmenes de residuos que se generan diariamente y que recibe escaso o nulo tratamiento adecuado. Esta situación se agrava porque la basura, que está conformada por residuos de composición muy variada, generalmente se junta y mezcla durante las labores de recolección lo que dificulta su manejo final.

Si bien por sus características de peligrosidad la mayoría de los plásticos sintéticos no representan un riesgo para el ambiente, sí son un problema mayor porque no pueden ser degradados por el entorno. Al contrario de lo que ocurre con la madera, el papel, las fibras naturales o incluso el metal y el vidrio, los plásticos no se oxidan ni se descomponen con el tiempo. Se han desarrollado algunos plásticos biodegradables, pero ninguno ha demostrado ser válido para las condiciones requeridas en la mayoría de los vertederos de basura. Su eliminación es por lo tanto, un problema ambiental de dimensiones considerables.

Un método práctico para solucionar este problema es el reciclaje, que se utiliza, por ejemplo, con las botellas de bebidas gaseosas fabricadas con tereftalato de polietileno, lo que representa un proceso bastante sencillo.

 

Situación de la industria de las resinas sintéticas en México (tendencias de producción y consumo)

La capacidad instalada de la industria de resinas sintéticas alcanzó aproximadamente 2.5 millones de toneladas, de las cuales el 77% corresponde a resinas termoplásticas y el 23% a resinas termoestables.

 

Cuadro 3. Producción, importación y exportación de resinas sintéticas

Año

Resinas termoplásticas
(Ton)

Resinas termoestables
(Ton)

Total
(Ton)

Producción

1997

1,622,976

388,352

2,011,328

1998

1,761,946

418,377

2,180,323

1999

1,897,765

457,649

2,355,414

2000

1,964,734

460,970

2,425,704

Importación

1997

719,169

22,579

741,748

1998

913,791

25,638

939,429

1999

1,172,587

24,631

1,197,218

2000

1,267,549

30,260

1,297,809

Exportación

1997

448,300

33,732

482,032

1998

473,186

35,237

508,423

1999

523,690

42,573

566,263

2000

480,744

46,536

527,280

Consumo aparente

1997

1,893,845

377,199

2,271,044

1998

2,202,551

408,778

2,611,329

1999

2,546,662

439,707

2,986,369

2000

2,751,539

444,694

3,196,233

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Cuadro 4. Participación relativa en el mercado de resinas sintéticas en México

Resina

Consumo aparente (Ton)

1997 1998 1999 2001

Resinas termoplásticas

1 893 845

2 202 551

2 546 662

2 566 599

Policloruro de vinilo (PVC)

269, 705

293, 832

333,214

337, 679

Poliestireno (PS)

216, 131

240, 756

257,926

153, 346

Polipropileno (PP)

367, 939

443, 827

489, 165

575, 616

Polietileno alta densidad (PEAD)

418, 839

472, 193

507, 506

552, 915

Polietileno baja densidad (PEBD)

515, 300

585, 070

727, 675

649,852

Polietilentereftalato (PET)

105, 931

166, 873

231, 176

297,191

Resinas termoestables

377 198

408 778

439 707

447 809

Breas esterificadas

6, 511

7,750

8, 861

8, 400

Dioctilftalato (DOP)

53,150

59,510

60, 453

60, 617

Emulsiones PVA y acrílicas

85, 026

89, 933

97, 290

88, 527

Poliuretano

60, 992

65,091

74, 099

69, 152

Resinas alcídicas

30,500

34, 404

37, 892

38, 352

Resinas fenol formaldehído

17 499

19,023

19, 808

21,141

Resinas fumáricas

768

1, 027

1, 121

1, 067

Resinas melamina formaldehído

9, 212

9, 743

10, 485

12, 192

Resinas maléicas

3, 661

3, 894

4, 391

6, 242

Resinas poliéster

35,200

40, 565

42, 724

53, 536

Resinas urea formaldehído

74, 679

77, 838

82, 583

88, 583

Total

2, 271, 043

2, 611, 329

2, 986,369

3, 014, 408

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 1. Usos del policloruro de vinilo homopolímero

1999 2001

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 2. Usos del poliestireno

1999 2001

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 3. Producción y consumo de polipropileno

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 4. Usos del polietileno de alta densidad

1999 2001

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 5. Usos del polietileno de baja densidad

1999 2001

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 6. Producción y consumo de polietilentereftalato (PET)
(grado botella)

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Figura 7. Usos del poliuretano

1999 2001

Fuente: ANIQ 1999 y ANIQ 2001.

 

Composición de la basura en México

Dado el desarrollo económico e industrial, en nuestro país se produce maquinaria, bienes de inversión y de consumo y, como consecuencia de estos procesos, se generan residuos y desechos que en conjunto producen contaminación ambiental.

Como puede observarse en el cuadro 5, la basura está compuesta por varios materiales susceptibles de recuperación para ingresar nuevamente a una cadena productiva, de tal forma que no representen un problema ni un riesgo a la población y al ambiente.

 

Cuadro 5. Composición de la basura en México

Componente

%

Desechos orgánicos

47

Papel

14

Otros

14

Plásticos

11

Materiales peligrosos

10

Metales

2

Vidrio

2

Fuente: Inare 2000.

Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta el país en materia ambiental es el consumo del plástico; de acuerdo con el Instituto Nacional de Recicladores, AC ( Inare ), en 1997, el consumo aparente en México fue de 29 kg/habitante, y se espera que para el año 2005 sea de 49 kg/habitante, considerando que los residuos plásticos al año son alrededor de 1, 121,000 ton, recolectándose únicamente 12% del plástico desechado.

En general los desperdicios de plásticos están básicamente formados por:

•  polietileno de baja densidad (PEBD),

•  polietileno de alta densidad (PEAD),

•  policloruro de vinilo (PVC),

•  polipropileno (PP),

•  poliestireno (PS) y

•  polietilentereftalato (PET)

 

Alternativas para el manejo (uso, reciclado, disposición final,y destrucción)

Para resolver el problema de los residuos existen diferentes alternativas, entre otras:

•  Relleno sanitario : es un lugar legalmente utilizado donde se depositan las basuras municipales después de la clasificación o selección. Se clasifican en mecánicos y rústicos: en ambas variantes los residuos se distribuyen en 20 a 30 cm de espesor y se compactan formando una celda que deberá recubrirse con una capa de tierra entre 15 y 20 cm, esparcida y compactada igual que los residuos.

•  Pepena : es un sistema de clasificación mecánica y/o manual de la basura en sus diferentes componentes, tales como vidrio, metales, plásticos y otros, realizada en los llamados tiraderos a cielo abierto. Esta técnica no es muy eficiente debido a que alrededor del 30% de la basura producida se queda en barrancas, ríos y calles; mientras que del 70% que llega a los tiraderos, sólo 40% se aprovecha, debido a que el otro 30% no puede separarse por consistir en materiales destruidos y en vías de putrefacción.

•  Compactación : este método reduce el volumen que ocupan los residuos, con la aplicación de altas presiones ejercidas sobre ellos. Este sistema no ha dado resultado porque se ha observado que estructuralmente falla la compresión y que con el tiempo la degradación de los materiales rompe el mismo tabique.

•  Incineración : esta técnica consiste en eliminar la mayor parte del volumen de los residuos mediante su combustión, a través de la cual se transforman los desechos en gases, cenizas y escoria, con el fin de reducir el volumen y aprovechar la energía producida en ésta.

•  Reciclado : reciclar significa que todos los desechos y desperdicios que generamos en nuestras vidas se vuelven a integrar a un ciclo natural, industrial o comercial mediante un proceso cuidadoso que permita llevarlo a cabo de manera adecuada y limpia.

Un ejemplo de posibles métodos para reciclado de botellas elaboradas con PET se describe en las figuras 8 y 9, mismos que contribuyen en gran escala a la reducción del volumen de la basura, convirtiéndose en una oportunidad para la creación de negocios de alta rentabilidad en el reciclado de plásticos.

 

Figura 8. Proceso de reciclado de botellas PET

Fuente: Hernández y González 1997.

 

Figura 9. Proceso REKO para reciclado de botellas PET

Fuente: Hernández y González 1997.

 

Tendencias mundiales

En 1993, se produjeron 1,000 millones de toneladas de basura en el mundo, que se traducen en 2.7 millones de toneladas diarias; si se considera que representan una densidad de 200 kg/m 3 , de este volumen sólo 30% recibió un tratamiento y el resto se convirtió en un problema ambiental.

El reciclado de plásticos se encuentra aún en su primera etapa en países como México y América Latina. Afortunadamente, se ha desarrollado en países como Alemania, Japón y Estados Unidos de América, quienes han desarrollado programas de recolección de residuos, teniendo éxito después de varios años. Estos programas se fundamentan en un cambio de cultura, en la que los pobladores conocen y reconocen la diferencia entre las distintas especies de materiales y los separan al final de su vida útil.

 

Situación de Alemania en el manejo de los envases plásticos

En 1993 se realizó un estudio sobre los contenidos e instrumentos del Decreto sobre Empaques por el Instituto de Investigación sobre Innovación Aplicada (IIAI, por sus siglas en inglés) de Bochum, Alemania. En términos generales, el análisis señala los requisitos generales que deben cumplir los fabricantes y distribuidores de productos empacados.

Como una reacción al Decreto sobre Empaques , 95 empresas líderes de la industria y el comercio fundaron en 1990 una asociación denominada Punto Verde (Green Dot). El objetivo que se persigue es la creación y el mantenimiento de un sistema para la recolección, clasificación y reciclaje de los empaques para venta. De este modo, el sistema se implementó a nivel nacional.

Los estudios realizados por el IIAI muestran que los esfuerzos estrictamente impuestos para ahorrar costos de materiales han logrado reducciones exitosas de materiales de empaque durante las últimas décadas. Sin embargo, el análisis demuestra que el Decreto sobre Empaques sólo ha tenido efectos marginales sobre la reducción en la cantidad de materiales de empaque que se utiliza en la etapa de producción. Esto se debe a que la cuota de autorización generalmente se transfiere al consumidor; asimismo el diseño del empaque está determinado principalmente por el producto y la demanda del mercado, así como por las expectativas de los consumidores y los comerciantes.

 

Países europeos

En Europa existe una jerarquía para el manejo de los residuos sólidos, cuyos principales objetivos en orden de importancia son: reducción, reciclaje, recuperación de energía y, por último, disposición final en rellenos sanitarios o incineración sin recuperación de energía, que serían las opciones menos recomendables.

La legislación Alemana Due es la precursora para la elaboración de la legislación europea en materia de recolección y reciclaje de envases, actualmente 15 países entre los que se encuentran Austria, Bélgica, Francia, Gran Bretaña, España, Portugal y Suecia, se encuentran desarrollando sistemas de recolección.

Debido al enfoque de responsabilidad extendida de fabricantes, en países como Alemania y Austria tienen costos muy altos ya que toda la responsabilidad recae en los fabricantes (envasadores); en Bélgica y Francia se sigue un enfoque de responsabilidad compartida, donde las autoridades juegan un papel en todo el sistema de recolección y sólo el costo adicional por encima del costo normal del manejo y disposición de los residuos es pagado a través de los sistemas alternativos.

 

Estados Unidos de América

En los Estados Unidos de América, tradicionalmente los residuos eran recolectados y posteriormente se depositaban en los sitios de disposición final, pero en la última década se introdujo el manejo integral, que incluye programas de reciclaje, compostaje e incineración y, como última alternativa, disposición tradicional.

El sector privado es quién se dedica a la recolección de residuos. En los últimos años, la competencia entre los diferentes recolectores privados ha fomentado un enorme número de innovaciones, tales como nuevos tipos de camiones de recolección o camiones especializados en transportar los residuos reciclables para su posterior reprocesamiento, lo cual ha generado una reducción de hasta 20% en los costos de reciclaje.

 

Alternativas de métodos para la degradación de plásticos

Las envolturas plásticas son ciertamente un componente muy visible de los tiraderos, por ello, las envolturas degradables pueden ser de gran ayuda para reducir el problema en los rellenos sanitarios. Como resultado se han impuesto legislaciones para el desarrollo del plástico, principalmente en algunos países de Europa y Estados Unidos de América, lo cual a su vez ha propiciado el desarrollo de tecnologías para mejorar la fabricación de plásticos degradables.

Los resultados obtenidos actualmente se basan en la adición de ciertas sustancias al plástico que provoquen su desintegración, y se distingan de acuerdo con el medio que la ocasiona, de tal forma que existen diferentes tipos de degradación.

 

Figura 10. Ciclos de productos plásticos

Fuente: Hernández y González 1997.

 

La utilización de polímeros ha aumentado considerablemente en los últimos años dada su fácil obtención y los bajos costos que tienen en comparación con materiales de origen natural así como su diversidad de usos. De aquí surge la necesidad de estudiar la degradación de polímeros, ya que ahora se necesita reducir la cantidad de desechos que se generan por el uso de los materiales poliméricos y su poca compatibilidad con el ambiente.

Dado lo anterior, se viene tratando de desarrollar un método de degradación con una eficiencia superior a la que la mayoría de los métodos ofrecen. Es importante no perder de vista que cada método depende del tipo de material polimérico que se vaya a tratar, así como de conocer el volumen de materia a degradar y el costo que involucra la degradación.

 

Tipos de degradación polimérica

Existen diferentes maneras de clasificar los tipos de degradación de acuerdo con los factores que intervienen, por ejemplo:

Degradación ambiental , considera al polímero sometido a la influencia de los elementos naturales o bien toma en cuenta los efectos del uso o las condiciones de aplicación sobre su vida útil. Todos los polímeros sujetos a exposiciones a la atmósfera se degradan de diferente manera, dependiendo de su composición.

Degradación acelerada , consiste en someter al material polimérico a condiciones climatológicas diferentes a las cuales fue diseñado, lo que va a repercutir en su tiempo de vida útil.

Degradación física , engloba a todos los fenómenos que interaccionan con los polímeros sin modificar la estructura química de los mismos. En este tipo de envejecimiento se consideran dos fenómenos: uno que implica transferencia de masa y otro en el que no la hay.

Degradación química , implica la modificación estructural del material polimérico expuesto a determinadas condiciones como puede ser la luz, la temperatura en presencia o ausencia de oxígeno, los disolventes, los diferentes tipos de radiación y diversos microorganismos.

Degradación térmica , es aquella que se origina por los efectos térmicos. Se caracteriza por la ruptura de enlaces químicos y, una vez que los enlaces químicos empiezan a romperse, se crean cadenas reactivas y radicales libres.

La degradación térmica se puede clasificar en dos grupos:

•  Depolimerizacion o reacciones de ruptura de cadena;

•  Reacciones de sustitución o sin ruptura de cadenas

Degradación mecánica , comprende los fenómenos de fractura así como los cambios químicos inducidos por esfuerzos mecánicos. Generalmente se refiere a efectos macroscópicos debidos a la influencia de esfuerzos cortantes, además de las rupturas de las cadenas del polímero.

Degradación biológica , es un tipo de degradación química fuertemente relacionada con un ataque microbiano debido a que los microorganismos producen una gran variedad de enzimas capaces de reaccionar con polímeros naturales y sintéticos.

La biodegradación de polímeros naturales es común en forma de degradaciones incompletas, tales como la degradación de combustibles provenientes del petróleo y las degradaciones completas de proteínas y lípidos para propósitos nutritivos.

Los productos naturales que son susceptibles al ataque biológico son:

•  Plásticos industriales: hidrolizables por bacterias y hongos

•  Goma natural: parcialmente consumible por microorganismos de suelo

•  Almidón: degradado fácilmente por bacterias y hongos

•  Celulosa: atacada por agentes biológicos, mediante hidrólisis enzimática

Degradación de polímeros por Inducción de luz o fotodegradación. La fotodegradación es el proceso por el cual la luz solar afecta a las sustancias poliméricas y otros compuestos orgánicos, reduciendo principalmente el peso molecular de los mismos, lo que ocasiona que éstos pierdan sus propiedades físicas y mecánicas de una manera irreversible, lo que se manifiesta en: decoloración, formación de grietas y ampollas sobre la superficie, fragilidad, pérdida de propiedades de resistencia e incremento en la conductividad eléctrica, por mencionar sólo algunos efectos.

 

Figura 11. Métodos de degradación

Fuente: Rosales 2001.

 

Conclusiones

•  Por sus propiedades, los envases de plástico no representan un riesgo ambiental, pero por su volumen pueden llegar a tener impacto sobre los cuerpos de agua y suelo.

•  La producción, exportación y consumo aparente de resinas para envases plásticos a base de PET va en aumento en nuestro país, mientras que las importaciones han disminuido:

Concepto

1993

2000

Producción

33 289

420 462

Importación

15 345

1 437

Exportación

24 655

124 708

Consumo

23 979

297 191

•  Hay pocas experiencias exitosas en el mundo para el manejo adecuado de este tipo de residuos.

•  Un programa para su control deberá incluir varias estrategias de índole económico, educativo y regulatorio.

•  El costo de la materia prima virgen es más económico que el de la materia reciclada, por ende hay pocos incentivos para la reutilización.

•  La industria fabricante debe asumir la responsabilidad compartida con el consumidor y los entes regulatorios en la implementación de programas viables para el manejo de este tipo de residuos.

 

Bibliografía

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Periférico 5000, Col. Insurgentes Cuicuilco, C.P. 04530, Delegación Coyoacán, México D.F.
Última Actualización: 27/08/2007