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3° BGU · Química
Química orgánica · Polímeros y sociedad

Sostenibilidad, reciclaje y análisis crítico

Te conviene dominar: Ley de conservación de la masa (Lavoisier) (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))

En un centro de acopio de recicladores de Guayaquil llegan 100 kg de botellas y envases recogidos en los tachos de reciclaje. Después de clasificar, triturar y lavar, quedan unos 75 kg de material listo para volver a moldearse. ¿Adónde fueron los otros 25 kg? ¿Y alcanza ese número para decir que el reciclado «conviene»?

Polímeros y sociedad: ventajas y desventajas

Los polímeros sintéticos están en tu mochila, en tu ropa, en la refrigeradora y en el celular. Se usan tanto porque son baratos, livianos, resistentes y fáciles de moldear. Pero esas mismas propiedades traen problemas: son químicamente inertes y duran décadas.

Ventajas Desventajas
Livianos: ahorran combustible en el transporte Se fabrican a partir de petróleo o gas (recursos no renovables)
Baratos y fáciles de moldear Persisten mucho tiempo en el ambiente
Conservan alimentos y reducen pérdidas Los envases de un solo uso generan muchísimo residuo
Aíslan, no se oxidan, no se rompen como el vidrio Los fragmentos pequeños (microplásticos) se dispersan en ríos y playas
Sirven en medicina (jeringas, prótesis) Mezclas y aditivos complican su reciclado
Son baratos de fabricar, y por eso muchos envases se descartan en lugar de reutilizarse Recolectar, clasificar y lavar los residuos tiene un costo económico alto, y cada etapa pierde masa
Dan trabajo a recicladores de base y a la industria del reciclado El reciclaje químico necesita energía y reactivos, y a veces el material reciclado cuesta más que el polímero nuevo

Para reciclar, primero hay que saber qué polímero es. Los envases llevan un número dentro de un triángulo de flechas (código de identificación de resinas):

Código Sigla Ejemplo de uso Tipo de síntesis
1 PET botellas de cola o gaseosa condensación
2 PEAD galones de leche, tapas adición
3 PVC tubos, cables adición
4 PEBD fundas, láminas adición
5 PP tarrinas, tapas adición
6 PS vasitos, espuma flex adición
7 otros nailon, policarbonato, mezclas según el caso
Practica★★★Sin empezar
Reto del tema. ¿Hasta qué punto depende tu día a día de los polímeros sintéticos? Conviértete en auditor ambiental en tu propia casa y diseña un plan de transición hacia…

Reto del tema. ¿Hasta qué punto depende tu día a día de los polímeros sintéticos? Conviértete en auditor ambiental en tu propia casa y diseña un plan de transición hacia materiales más sostenibles.

  1. Auditoría doméstica: Selecciona 5 objetos cotidianos (envases, textiles o menaje). Identifica el polímero que los compone (código de identificación de resina o etiqueta: PET, PEAD, nailon, etc.) y estima su masa con una balanza de cocina.

  2. Química macromolecular: Clasifícalos según su polimerización (adición o condensación). Representa las fórmulas semidesarrolladas de los monómeros y la unidad repetitiva de al menos dos de ellos: uno formado por adición y otro por condensación.

  3. Estructura y propiedades: Justifica cómo influyen las fuerzas intermoleculares (ej. dispersión o puentes de hidrógeno) en su flexibilidad, termorresistencia y aptitud para el reciclaje mecánico.

  4. Análisis crítico: Consulta en la web del Ministerio del Ambiente, Agua y Transición Ecológica (MAATE) la tasa de reciclaje de envases plásticos en España (aprox. $51,5\,\%$) y redacta un informe breve proponiendo alternativas viables (reutilización, biopolímeros) para sustituir el plástico de mayor impacto de tu muestra.

Se valorará:

  • Rigor en la formulación química de monómeros y asignación del mecanismo de polimerización.

  • Argumentación coherente que vincule estructura molecular, propiedades macroscópicas y reciclabilidad.

  • Calidad analítica del informe a partir de los datos domésticos recogidos y el contraste con fuentes oficiales.

Resolver

Prácticas amigables con el ambiente en la vida diaria

No todo el cambio depende de las industrias. Tus hábitos diarios también reducen el residuo plástico.

  • Lleva una bolsa de tela al mercado o a la tienda y evita las fundas de un solo uso.

  • Reutiliza envases: una botella o un frasco pueden servir muchas veces antes de descartarse.

  • Separa los residuos en el tacho: plásticos limpios y secos en un lado, orgánicos en otro. Así el reciclador de base recibe material más fácil de clasificar.

  • Prefiere productos con menos empaque o con envases retornables, y rechaza lo innecesario (sorbetes, cubiertos descartables).

  • Enjuaga los envases antes de entregarlos al acopio: los restos de comida los contaminan.

Reciclaje mecánico: qué se puede refundir y qué no

Solo funciona con termoplásticos (PET, PEAD, PP...): sus cadenas se deslizan unas sobre otras al calentarse. Un termorrígido muy entrecruzado, como la baquelita o una resina epoxi curada, tiene una red covalente permanente. No fluye al calentarlo y se descompone antes de fundir. A lo sumo se tritura para usarlo como relleno, que no es lo mismo que reciclarlo.

Diagrama de flujo del reciclaje mecánico desde el residuo inicial hasta la granza, con pérdida de masa en cada etapa. residuo triturado lavado granza cada etapa pierde algo de masa (rechazo, pérdidas, mermas) la masa final es menor que la inicial
Practica★☆☆Sin empezar
El reciclaje mecánico de un termoplástico puede incluir trituración, lavado y nueva conformación por fusión. a) Justifica por qué el PET puede reprocesarse por esta vía…

El reciclaje mecánico de un termoplástico puede incluir trituración, lavado y nueva conformación por fusión. a) Justifica por qué el PET puede reprocesarse por esta vía y una resina termoestable muy reticulada, como la baquelita, no puede volver a fundirse y moldearse del mismo modo. b) Explica dos procesos que limitan la repetición indefinida de ciclos en los termoplásticos, relacionándolos con la longitud de las cadenas y la presencia de contaminantes. Distingue el reprocesado por fusión de la trituración de un termoestable para usarlo como material de relleno.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Una planta procesa $1000\,\mathrm{kg}$ de residuo bruto de envases de PET. En la clasificación retira $150\,\mathrm{kg}$ de materiales impropios; en el lavado pierde…

Una planta procesa $1000\,\mathrm{kg}$ de residuo bruto de envases de PET. En la clasificación retira $150\,\mathrm{kg}$ de materiales impropios; en el lavado pierde $50\,\mathrm{kg}$ de etiquetas, adhesivos y lodos; y en la extrusión pierde $40\,\mathrm{kg}$ por purgas, humedad residual y otros materiales eliminados. El flujo se representa en el esquema:

Entrada 1000 kg 1. Clasificación 2. Lavado y Secado 3. Extrusión Granza rPET m = ? Rechazo 150 kg Pérdidas 50 kg Mermas 40 kg
  1. a) Calcula la masa final de granza de PET reciclado y el rendimiento másico global respecto a la entrada. b) Explica por qué ese rendimiento no basta para evaluar la sostenibilidad: identifica dos datos adicionales sobre energía, agua, emisiones o calidad del polímero. Todas las pérdidas se refieren a masas absolutas de la misma carga; desprecia otras entradas y acumulaciones.
Resolver

Reciclaje químico: romper el polímero hasta el monómero

Permite tratar material degradado, mezclado o con aditivos que el reciclaje mecánico no admitiría. A cambio, suele necesitar más energía y reactivos.

Ruptura química de una cadena polimérica con un diol para obtener fragmentos pequeños. unidad unidad unidad + diol unidad + diol unidad + diol la cadena se rompe en fragmentos pequeños

Biodegradabilidad y compostaje: laboratorio frente a ambiente real

Comparación entre la fragmentación física de un plástico y su mineralización biológica completa a dióxido de carbono. fragmentación trozos cada vez más pequeños mineralización carbono → CO₂ por microorganismos solo la segunda demuestra biodegradación completa

La fragmentación es un cambio físico: el objeto se rompe en piezas más pequeñas, pero las cadenas pueden seguir siendo las mismas. La biodegradación con mineralización es química: los microorganismos convierten el carbono del polímero en $\mathrm{CO_2}$, agua y biomasa.

Análisis de ciclo de vida: comparar impactos con datos

Una bolsa de tela de algodón pesa unos $150\ \mathrm{g}$ y su cultivo consume miles de litros de agua. Una funda de polietileno pesa $6\ \mathrm{g}$ y casi no gasta agua de proceso. ¿La funda plástica contamina siempre menos? Depende de qué datos se comparen y de cuántas veces se use cada una.

Las cuatro etapas del análisis de ciclo de vida: materia prima, fabricación, uso y fin de vida, referidas a una misma unidad funcional. materia prima fabricación uso fin de vida se compara el impacto para la misma unidad funcional

Economía circular y lectura crítica de alegaciones

Un fabricante anuncia «fundas 100 % degradables que desaparecen en 6 meses». Pero al tamizar la tierra del ensayo aparecen millones de partículas de polímero de menos de $1\ \mathrm{mm}$. Que algo deje de verse no significa que su impacto haya desaparecido.

Jerarquía de residuos con tres niveles: prevenir, reutilizar y reciclar, en orden de prioridad. prevenir reutilizar reciclar
Practica★☆☆Sin empezar
En una propuesta de economía circular se adopta la prioridad «prevenir residuos, reutilizar y, después, reciclar». Un lote de PVC recuperado contiene mezclas de…

En una propuesta de economía circular se adopta la prioridad «prevenir residuos, reutilizar y, después, reciclar». Un lote de PVC recuperado contiene mezclas de pigmentos, plastificantes y otros aditivos de procedencia variable. a) Explica cómo esa mezcla puede dificultar su uso en una aplicación que exige composición, resistencia y seguridad constantes. b) Compara el reciclaje que permite fabricar un producto de calidad equivalente con el uso del material en una aplicación de menores prestaciones. Argumenta por qué reducir materiales innecesarios y diseñar piezas fáciles de separar puede evitar problemas que el reciclaje posterior no resuelve.

Resolver

Vuelta al principio: de los 100 kg que llegaron al centro de acopio, los 25 kg «perdidos» son impropios, etiquetas, adhesivos, tapas de otro material, restos orgánicos y finos que se van con el agua de lavado. Que el reciclado «conviene» recién se puede afirmar si, además del rendimiento, un análisis de ciclo de vida muestra que la energía y el agua gastadas son menores que las de fabricar polímero nuevo.

Resumen

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