Revista Polo del Conocimiento


Polo del Conocimiento

 

 

 

Impacto de los materiales polimricos en el medio ambiente

 

Impact of polymeric materials on the environment

 

Impacto dos materiais polimricos no meio ambiente

 

 

Napolen Gustavo Padilla-Santillan I
napoleon.padilla@hotmail.com
 https://orcid.org/0000-0001-6694-5523


,Jos David Olmedo-Ponce II
jose.olmedo.ponce@utelvt.edu.ec
 https://orcid.org/0000-0002-8433-2533
Johnny Gervi Montao-Roldan III
johnny.montano@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0002-1337-2896
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: [email protected]

 

 

Ciencias Tcnicas y Aplicadas

Artculo de Investigacin

 

* Recibido: 23 de julio de 2022 *Aceptado: 12 de agosto de 2022 * Publicado: 08 de septiembre de 2022

 

 

  1. Universidad Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador.
  2. Facultad de Ingeniera de la Universidad Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador.
  3. Universidad Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Esmeraldas, Ecuador.

 

 

 

 


 

Resumen

El objetivo de este ensayo consisti en analizar del impacto de los materiales polimricos en el medio ambiente. Desde este anlisis comprender que la contaminacin por polmeros es un tema complejo en virtud de las aristas que estn involucradas y las consecuencias a largo plazo. Se concluye que se han desarrollado mltiples estudios y discusiones relacionados con el impacto ambiental generado por los plsticos, tanto para compararlos con otros materiales, como para establecer diferencias entre distintos polmeros. A este respecto, es importante sealar que no existe un mtodo universal para determinar el impacto ambiental de un producto, que es un concepto amplio, en el que intervienen muchos factores y que puede tener diferentes interpretaciones En el caso de Ecuador, las importaciones se han hecho desde 42 pases, con Estados Unidos en primer lugar. En 2020, Ecuador fue el tercer pas de Amrica Latina que ms desechos plsticos import desde Estados Unidos solo por detrs de Mxico y El Salvador. . Existen factores relacionados al impacto ambiental de los polmeros, tales como el sobreconsumo de plstico, la mala gestin de los residuos plsticos, el incremento de los Nurdles y microesferas:, la ineficacia de las plantas de tratamiento de agua.

Palabras clave: Polmeros; contaminacin; medioambiente.

 

Abstract

The objective of this test was to analyze the impact of polymeric materials on the environment. From this analysis understand that contamination by polymers is a complex issue due to the edges that are involved and the long-term consequences. It is concluded that multiple studies and discussions related to the environmental impact generated by plastics have been developed, both to compare them with other materials, and to establish differences between different polymers. In this regard, it is important to point out that there is no universal method to determine the environmental impact of a product, which is a broad concept, in which many factors intervene and which can have different interpretations. In the case of Ecuador, imports have been made from 42 countries, with the United States in first place. In 2020, Ecuador was the third country in Latin America that imported the most plastic waste from the United States, only behind Mexico and El Salvador. . There are factors related to the environmental impact of polymers, such as the overconsumption of plastic, poor management of plastic waste, the increase in Nurdles and microspheres, the inefficiency of water treatment plants.

Keywords: Polymers; pollution; environment.

 

Resumo

O objetivo deste teste foi analisar o impacto dos materiais polimricos no meio ambiente. A partir desta anlise entende-se que a contaminao por polmeros uma questo complexa devido s arestas que esto envolvidas e as consequncias a longo prazo. Conclui-se que vrios estudos e discusses relacionados ao impacto ambiental gerado pelos plsticos tm sido desenvolvidos, tanto para compar-los com outros materiais, quanto para estabelecer diferenas entre diferentes polmeros. Nesse sentido, importante destacar que no existe um mtodo universal para determinar o impacto ambiental de um produto, que um conceito amplo, no qual intervm muitos fatores e que podem ter diferentes interpretaes.No caso do Equador, as importaes foram feitos de 42 pases, com os Estados Unidos em primeiro lugar. Em 2020, o Equador foi o terceiro pas da Amrica Latina que mais importou resduos plsticos dos Estados Unidos, atrs apenas de Mxico e El Salvador. . Existem fatores relacionados ao impacto ambiental dos polmeros, como o consumo excessivo de plstico, a m gesto dos resduos plsticos, o aumento de Nurdles e microesferas, a ineficincia das estaes de tratamento de gua.

Palavras-chave: Polmeros; poluio; meio Ambiente.

 

Introduccin

Los plsticos de un solo uso son aquellos polmeros sintticos que se suelen utilizar para envases y artculos destinados a ser utilizados una sola vez, antes de ser descartados (UNEP., 2018). La contaminacin que generan estos elementos representa una problemtica reconocida a nivel mundial y en general hay un consenso alrededor de la necesidad de implementar acciones para mitigarla. Sin embargo, no todos los enfoques son iguales y no todas las acciones propuestas han sido efectivas.

En este sentido, una reduccin drstica del plstico innecesario, evitable y problemtico es crucial para enfrentar la crisis global de contaminacin, segn una evaluacin exhaustiva publicada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Es por ello que acelerar la transicin hacia las energas renovables, eliminar subsidios y adoptar enfoques circulares ayudarn a reducir los residuos plsticos en la escala necesaria, de acuerdo con el informe (Geyer, Jambeck, & Lavender, 2017)

Es importante considerar que la contaminacin por plsticos es una amenaza creciente en todos los ecosistemas, desde donde se origina la contaminacin hasta el mar. Tambin evidencia que, si bien se tiene el conocimiento, se necesita la voluntad poltica y la accin urgente de los gobiernos para abordar esta creciente crisis.. Al respecto, la contaminacin por plsticos en los ecosistemas acuticos por ejemplo, ha crecido considerablemente en los ltimos aos y que se prev que se duplique para 2030, con consecuencias nefastas para la salud, la economa, la biodiversidad y el clima.. (Jambeck, y otros, 2015)

​​Se comprende entonces que la contaminacin por plsticos es una problemtica de carcter mundial, que comienza desde que el material se extrae y se produce por parte de la industria petrolera, hasta que se desecha. Por tanto, esta problemtica debe abordarse desde un enfoque de ciclo de vida, que comience con la reduccin de los desechos plsticos, disminuyendo el uso y consumo. Actualmente se estima que hay ms de 150 millones de toneladas de desechos plsticos en los ocanos y cada ao se suman entre 8 y 13 millones de toneladas ms (Jambeck, y otros, 2015). Ms de 690 especies marinas estn siendo impactadas de forma negativa por los desechos plsticos (Wilcox, Mallos, Leonard, B., & .Hardesty, 2016)

Se estima que, para 2050, todas las especies de aves marinas estarn alimentndose de desechos plsticos (Wilcox et al., 2015) y que el 73 % de los desechos en las costas sern plsticos (Wilcox. C., 2015) Por ejemplo, el Poliestireno Expandido (EPS) o icopor, es capaz de absorber, a travs de su superficie porosa, contaminantes de la columna de agua del ocano y transportarlos a travs de largas distancias.

A partir de lo anterior el objetivo de este ensayo consiste en analizar del impacto de los materiales polimricos en el medio ambiente. Desde este anlisis comprender que la contaminacin por polmeros es un tema complejo en virtud de las aristas que estn involucradas y las consecuencias a largo plazo

 

Desarrollo

Los polmeros son macromolculas formadas a partir de la unin de molculas orgnicas de menor tamao denominadas monmeros. El proceso por el cual se sintetiza un polmero a partir de sus monmeros se denomina polimerizacin. En funcin de la configuracin de las cadenas, los polmeros pueden presentar diversas estructuras con propiedades muy variadas, lo que les otorga una elevada versatilidad. Los trminos polmero y plstico se toman frecuentemente como sinnimos pero de hecho existe una distincin. El polmero es el material puro que resulta del proceso de polimerizacin y generalmente se utiliza para nombrar los materiales que poseen largas cadenas moleculares.

Los polmeros puros rara vez se usan y es en la presencia de aditivos en la que se aplica el trmino plstico. Los principales aditivos usados en plsticos son los agentes de acoplamiento, fibras de refuerzo, retardantes de llama, lubricantes, plastificantes y estabilizadores (Garcia, D. Rusinek, A. & Jankowiak, T. Arias, A., 2015) Las principales propiedades que hacen de los polmeros materiales de elevado inters industrial son su baja densidad, alta relacin resistencia/peso, alta resistencia a la corrosin y disolventes qumicos, baja conductividad elctrica y trmica y facilidad en los mtodos de fabricacin.

Han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos y un ejemplo de ello son las protenas. No obstante, los polmeros artificiales surgieron a mediados del siglo XIX y su desarrollo contina hasta el presente. Este producto tuvo un gran xito debido a sus particulares propiedades: se le poda dar la forma deseada, no conduca la electricidad y era resistente al agua y a los disolventes. (Qoubaa, Z., Othman, R., 2014)

Desde un punto de vista termomecnico, los polmeros pueden ser clasificados como termoestables, termoplsticos y elastmeros. Esto es as debido a que las cadenas moleculares que forman los polmeros pueden estar unidas de diversas formas y en funcin del tipo de enlace que se establezca se obtendrn materiales con distintas propiedades donde destaca la diferente respuesta ante cambios de temperatura. (Monea, A. Van Perre, G. Baeck, K. Delye, H., 2014).

Los polmeros termoplsticos destacan por su alta sensibilidad a la temperatura y velocidad de deformacin. Las propiedades mecnicas de los polmeros termoplsticos disminuyen al aumentar la temperatura hasta el punto de superar la temperatura de fusin, a partir de la cual el polmero fluye como un fluido viscoso. Entre las aplicaciones de los polmeros termoplsticos se encuentran la fabricacin de elementos y componentes aeronuticos y de automocin, equipamiento biomdico y materiales aislantes en la industria elctrica y electrnica entre otras. . (Ribeiro, C. Correia, D. Ribeiro, S. & Fernandes, M., 2018)

 

 

Figura 1: Clasificacin de los polmeros. (Labeaga, 2018)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Adems de su elevada rigidez, resistencia y tenacidad, estos materiales destacan por su estabilidad trmica ya que, al contrario que los termoplsticos las cadenas no fluyen y mantienen sus propiedades mecnicas hasta que se degradan. Algunos ejemplos de polmeros termoestables incluyen: resinas epoxy, polister, silicona y poliuretano.

Ahora bien, segn la organizacin ecologista Greenpeace, la creciente produccin y uso de los plsticos, as como la inconciencia del hombre han provocado una gran contaminacin ambiental, sobre todo del mar. Cada ao, los mares son contaminados por hasta 12 millones de toneladas de basura. Cabe recalcar tambin que lo que ms resulta perjudicial son los llamados microplsticos, diminutos fragmentos menores a 5mm, que al llegar al mar y ser ingeridos por las especies marinas, les provoca enfermedades gastrointestinales y alteraciones en su alimentacin y reproduccin (Chouirfa, H. Bouloussa, H. Migonney,V., 2019).. Pero eso no es todo, segn el canal National Geographic, este menciona que los microplsticos estn tambin presentes el aire. Segn estudios cientficos, se registraron una tasa diaria de 365 partculas de microplstico por metro cuadrado en las montaas de los Pirineos del sur de Francia, concluyendo que tambin podran estar presentes en los vegetales y animales que consumimos. Por lo tanto, nosotros tambin somos vctimas directas de esta contaminacin. (Askeland, D. Wright, W., 2017)

Se han desarrollado mltiples estudios y discusiones relacionados con el impacto ambiental generado por los plsticos, tanto para compararlos con otros materiales, como para establecer diferencias entre distintos polmeros. A este respecto, es importante sealar que no existe un mtodo universal para determinar el impacto ambiental de un producto, que es un concepto amplio, en el que intervienen muchos factores y que puede tener diferentes interpretaciones. Una de las metodologas de evaluacin que ha cobrado fuerza en los ltimos aos es el anlisis de ciclo de vida Un producto o servicio puede afectar a uno o ms de los elementos que conforman el ambiente. (Tabone,M. Cregg,J. Beckman, E., 2010)

Las consecuencias de la contaminacin plstica son diversas, pero fundamentalmente afectan a los seres vivos, incluidos los seres humanos y a la calidad del suelo, el agua y el aire. Islas gigantes de plsticos: la basura en los ocanos ha llegado a crear enormes islas de plstico en los grandes ocanos de la Tierra. Actualmente, existen 5 islas que se han formado all donde confluyen las corrientes ocenicas. La isla ms grande es la del Pacfico, que cuenta con un tamao similar al de Espaa, Francia y Alemania juntas. (Garca, 2019)

La prdida de biodiversidad: la ingesta de plsticos por los animales les provoca laceraciones, heridas internas e incluso la muerte. Pero los organismos acuticos no solo mueren por su ingesta, en otros casos mueren por quedar atrapados, por ejemplo, en redes de pesca abandonadas, o sufren la malformacin o la amputacin de extremidades por la misma razn. Tambin puede afectar a la fisiologa de los animales. En algunas tortugas marinas se ha observado que debido a los plsticos que tienen en su estmago e intestinos, flotan y, por tanto, no pueden hundirse para buscar comida y finalmente mueren. De este modo, la existencia de plsticos est conduciendo a una extincin de especies y a la prdida de biodiversidad.

Las amenazas a la salud pblica: al igual que otros animales, los humanos tambin podemos consumir plsticos debido a la bioacumulacin en la cadena alimenticia. Pero los humanos y animales no solo estamos expuestos al peligro de los plsticos por su consumicin. Durante la fabricacin de los plsticos, se utilizan compuestos peligrosos para la salud humana como el Bisfenol A, ftalatos, retardantes de llama, endurecedores, pinturas y otras sustancias, muchas de las cuales son cancergenas. Estos compuestos tambin se liberan durante la degradacin de los plsticos aumentando as el radio de contaminacin de estos. La Contribucin al efecto invernadero: los plsticos estn formados por carbono y proceden del petrleo, por lo que su quema, a parte de otros compuestos peligrosos, libera gases de efecto invernadero.

Por ltimo, la asociacin con contaminantes orgnicos peligrosos: los plsticos pueden absorber otros contaminantes que previamente se encuentren en el medio ambiente. De entre estos contaminantes, destacan los peligrosos insecticidas DDT y otros organoclorados y organofosforados, hidrocarburos aromticos policcliclos como el benceno, dioxinas y metales pesados. La peligrosidad de esto radica en que una vez consumidos, los contaminantes pueden moverse por el cuerpo y provocar enfermedades. Adems, estos contaminantes tienen la capacidad de bioacumularse y biomagnificarse en la cadena trfica, por lo que su efecto puede magnificarse y llegar a otras especies, incluidos los humanos.

En Ecuador se ha importado un total de 48.473 toneladas de desechos plsticos, entre 2018 y enero de 2022. Durante este lapso, el 2020 fue el ao con ms importaciones de este tipo: 13.151 toneladas, a un costo de ms de cinco millones de dlares. Este es uno de los principales hallazgos de la ltima investigacin de la Alianza Basura Cero de Ecuador, en coordinacin con la Alianza Global para Alternativas a la Incineracin (GAIA, por sus siglas en ingls), que desde 2019 ha hecho un seguimiento al movimiento transfronterizo de este tipo de residuos en cuatro pases de la regin.

En el caso de Ecuador, las importaciones se han hecho desde 42 pases, con Estados Unidos en primer lugar. En 2020, Ecuador fue el tercer pas de Amrica Latina que ms desechos plsticos import desde Estados Unidos solo por detrs de Mxico y El Salvador. Entre 2018 y enero de 2022, desde ese pas llegaron 27.338 toneladas de esos materiales, lo que representa el 56% del total de estas importaciones. Le siguen Repblica Dominicana, Mxico, Colombia y Costa Rica.

Estas cifras confirman una vez ms que Ecuador es uno de los principales receptores de desechos plsticos en la regin. En 2021, GAIA inform que Amrica Latina se ha convertido en uno de los destinos emergentes de la basura plstica mundial.

 

Figura 2: Estimado de toneladas de polmeros que ingresan a Ecuador (Primicias, 2021)

 

Los residuos plsticos son una preocupacin global, debido a que su degradacin toma cientos de aos y, si no se gestionan adecuadamente contaminan el ecosistema durante un largo perodo de tiempo. Por lo tanto, el rol del Estado es vital para la gestin de residuos plsticos con el desarrollo de polticas pblicas que apoyen a los pases para reducir el consumo de plstico

 

Conclusiones

El Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2018) (UNEP, por sus siglas en ingls), ha emitido algunas directrices para abordar la problemtica de la contaminacin por plsticos desde un enfoque de polticas pblicas. Entre las recomendaciones emitidas se hace especial nfasis en la reduccin de la contaminacin, teniendo en cuenta que el plstico contamina durante todo su ciclo de vida: desde que se produce hasta que se desecha. Adicionalmente, se recomienda tener en cuenta un enfoque de jerarquizacin de residuos slidos, en donde hay soluciones, como la reduccin de los desechos generados, que tienen un mayor impacto que otros abordajes, como podran ser la incineracin o el reciclaje. Adicionalmente, se recomienda que las alternativas a los plsticos de un solo uso sean biodegradables en condiciones naturales, ya que uno de los principales inconvenientes de los plsticos de un solo uso son su persistencia en el ambiente (UNEP, 2018).

Existen factores relacionados al impacto ambiental de los polmeros, tales como el sobreconsumo de plstico, la mala gestin de los residuos plsticos, el incremento de los Nurdles y microesferas:, la ineficacia de las plantas de tratamiento de agua.

 

Referencias

1.      Askeland, D. Wright, W. (2017). Ciencia e ingeniera de los materiales. Sptima edicin. Mxico D.F.: Cengage Learning.

2.      Chouirfa, H. Bouloussa, H. Migonney,V. (2019). Review of titanium surface modification techniques and coatings for antibacterial applications.

3.      Garca, A. (2019, 07 10). Contaminacin por plsticos: causas, consecuencias y soluciones. Retrieved 9 7, 2022, from https://www.ecologiaverde.com/contaminacion-por-plasticos-causas-consecuencias-y-soluciones-2114.htm

4.      Garcia, D. Rusinek, A., & Jankowiak, T. Arias, A. (2015). Mechanical impact behaviour of polyether-ether-ketone (PEEK) Composite Structures,.

5.      Geyer, R., Jambeck, J. .., & Lavender, K. (2017). Production, use and fate of all plastics ever made. , 3(7): . Sci. Advances, 1-5.

6.      Jambeck, J., Geyer, C., Wilcox, T., Siegler, M., Perryman, A., Andrady, R., . . . Lavender. (2015). Plastic waste inputs from land into the ocean. 347 6223. Science,, ):768-771.

7.      Labeaga, A. (2018). Polmeros biodegradables. Importancia y potenciales aplicaciones. Universidad Nacional de Educacin a distancia.

8.      Monea, A. Van Perre, G. Baeck, K. Delye, H. (2014). The relation between mechanical impact parameters and most frequent bicycle related head injuries. Journal of Mechanical Behaviour of Biomedical Materials.

9.      Primicias. (2021, 7 18). Primicias . Retrieved from Ecuador es el tercer pas de la regin que ms basura plstica importa: https://www.primicias.ec/noticias/sociedad/desechos-residuos-plasticos-basura-ecuador/

10.  Qoubaa, Z., Othman, R. (2014). Characterization and modeling of the strain rate sensitivity of polyetheretherketones compressive yield stress, Materials & Design.

11.  Ribeiro, C. Correia, D. Ribeiro, S., & Fernandes, M. (2018). Magnetoelectric Polymers as Biomaterials for Novel Tissue Engineering Strategies.

12.  Tabone,M. Cregg,J. Beckman, E. (2010). Sustainability Metrics: Life Cycle Assessment y Green Design in Polymers. Environ. Sci. Technol.

13.  UNEP. (2018). Single Use Plastics: A Roadmap for Sustainability. nep.org/, 104 pp.

14.  Wilcox, C., Mallos, N., Leonard, A., B., R., & .Hardesty, d. (2016). Using expert elicitation to estimate the impacts of plastic pollution on marine wildlife. . Marine Policy,, 107-114.

15.  Wilcox. C., E. v. (2015). Threat of plastic pollution to seabirds is global, pervasive, and increasing. 112(38):. Proceedings of the National Academy of Sciences,, 11899-11904.

 

 

 

 

 

 

 

 

2022 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).x

 

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