Resumen Una educación básica y fundamental engendra motivos para que la población haga uso de los recursos tecnológicos sin desmedro de las condiciones de vida de animales plantas y el deleite de la mirada contemplativa que imprime la belleza del paisaje natural.






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PLÁSTICOS Y MEDIO AMBIENTE



Gilberto A. Perdomo M.

Ministerio de Educación Cultura y Deportes, Zona Educativa No. 14. Mérida Venezuela.

Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias, Departamento de Química, Grupo de Polímeros.

Mérida – Venezuela.


Resumen



Una educación básica y fundamental engendra motivos para que la población haga uso de los recursos tecnológicos sin desmedro de las condiciones de vida de animales plantas y el deleite de la mirada contemplativa que imprime la belleza del paisaje natural. Se expone extensamente el origen, actualidad y futuro de los materiales polímeros, se indaga sobre la cultura que gira en torno a la ciencia de los polímeros y se presenta humanamente la labor de tantos investigadores que han contribuido a la cimentación de la misma.

En esencia, se presenta la información de manera que identifique al individuo con los materiales polímeros con la finalidad de que una vez instruido sobre las consecuencias del uso irracional de los mismos, consecuentemente se incorpore a la cruzada que tiene como objetivo la clasificación de los desechos y el reciclado de los mismo para simplificar los efectos nocivos que acarrean al medio ambiente y por ende a la vida.


Elementos y Evolución



Antes de haberlo hecho debió pensarse en el desecho
Nunca ha podido haber alguien que produzca algo y que no haya pensado en los desechos que su hallazgo generaría. Es una máxima de la ley de la vida, la ley de la conservación del ambiente. En cada circunstancia el problema que se plantea responde a los requerimientos y condiciones que la comunidad donde se produjo el hallazgo establece como requisito o necesidad. Es imposible aceptar como condición que el “hombre” puede llegar a proponerse su autodestrucción.

Cada vez que surge un descubrimiento que brinda beneplácito y confort a la sociedad, no hay quien no trate de aprovecharlo al máximo y, en un principio, casi nadie se ocupa en preocuparse por los efectos nocivos que este pueda acarrear a la naturaleza, al humano mismo. Debe pasar un tiempo y verse los daños para que vuelva el “hombre” a ese estado de conciencia al cual se resistió cuando acariciaba la novedad.
Patético es el caso del lanzamiento al mercado de la gasolina sin plomo. Ha sido una revolución trascendente para el medio ambiente, y hasta para el recurso natural hidrocarbúrico. Sin embargo, y gracias a la intranquilidad de los científicos que piensan primero en la naturaleza, ya se ha descubierto que la combustión de estos nuevos materiales, el catalizador que substituye al plomo en las gasolinas “verdes”, produce substancias letales por su propiedad de acidificar el agua de la atmósfera. Inimaginable fenómeno para quienes cantaron victoria hace poco con su nuevo descubrimiento, pero alerta tempana gracias a la experiencia por tanto daño que irracionalmente se ha permitido, aun consciente la humanidad, sobre todo la tecnológica e intelectual.
Los fenómenos perceptibles a la capacidad de medición humana son detectados gracias a la periodicidad con que los mismos se presentan. Ciclos interminables que cada vez vienen con leves variaciones, las cuales son detectadas, a plenitud, en las generación futuras, pero casi nunca en la que los ha vivido. Un ejemplo son las concentraciones de poblaciones; en los poblados, o en los caseríos, la contaminación del ambiente resulta exigua dada la inmensidad que les rodea y el poco uso de materiales foráneos. Sin embargo, muchas veces son ellos mismos victimas de su inconciencia. Los excrementos fueron un gran problema hace pocos años; a pesar de que les depositaban lejos del área habitada, no pensaban que sus hijos o los del vecino, caminarían por ese lugar y se los llevarían en sus pies y de allí a su organismo. Tampoco les pasaba por la mente que al llover serían arrastrados a las corrientes de agua que luego consumirían sin el tratamiento adecuado. La anquilostomiasis y la bilarsiasis ha sido una pequeña muestra de la desbastación que causa la contaminación de suelos y aguas.

Advertido el “hombre” sobre el problema, luchó hasta lograr un control aceptable del mismo. Sin embargo, al concentrarse más población en un lugar determinado, los excrementos que se vacían diariamente a los ríos sobrepasan la capacidad de autolimpiado del mismo. Si no se instala una planta de tratamiento de aguas servidas, estas van a parar a un lago o al mar; allí los peces aprovechan de ingerir cuantiosas cantidad de los desechos y, luego, los pescadores de la zona se encargan de llevar su producto río arriba, donde está concentrada la población.
El ruido del arado cuando surca la tierra, el humo de un trapiche que apura la molienda de la caña de azúcar, las fragancias del monte por las noches y los olores de la tierra humedecida por la lluvia, son incomparables con el estruendo de las máquinas de combustión interna, los hedores de los vertederos de desechos, el humo de las plantas fabriles.
Contaminación por todos lados, eso es lo que deja ese estilo de desarrollo que se ha instaurado en nuestra sociedad; por mucho que se haga, es tanto el exceso de desechos que ya se ha comprendido que la única manera de sostenerlo es aprendiendo a vivir con ella. Harrison Ford, como blade runner, se pasea en el ambiente que depara el futuro que se está construyendo.

Tan ha sido el impacto de los desechos al medio ambiente que los moradores del planeta ya llaman contaminación a cualquier manifestación de objetos tirados en vertederos, caminos y calles. Hoy día no hay lugar por donde no se vea objetos multicolores, livianos, de múltiples formas y tamaños, regados por doquier, colgando de árboles y hasta volando por los aires. Son los “Plásticos”, los advenedizos. Los objetos moldeables, eso es lo que el término significa, y esa es la palabra con que se popularizó mundialmente el gran invento del primer cuarto del siglo XX. La idea de la macromolécula no fue aceptada por la mayoría de los que trabajaban con estas cosas a principios de siglo; ya entrados los años 20, un gran científico: Hermann Staudinger, laureado luego con el premio Nobel, en 1953, por sus trabajos, logró que muchos otros colegas entendieran la idea de que existían compuestos macromoleculares, que no eran agregados moleculares ni coloides. Al darse este paso el mundo de la ciencia pudo entonces abrir una área con nombre propio, con sus leyes y principios, y gracias a los descubrimientos del momento ya se podía hablar de macromoléculas de origen natural y sintético.
La naturaleza, desde sus inicios, elaboró substancias macromoleculares para dar forma y consistencia a los cuerpos vivos que tridimensionalmente comenzaban a poblar el planeta tierra. Los tejidos de los animales fueron constituidos por proteínas, macromoléculas muy bien organizadas y sorprendentemente funcionales

Los árboles y plantas en general, erguidos sobre troncos fuertes y resistentes a los efectos de la naturaleza, constituidos por macromoléculas conocidas como celulosa

El latex del árbol conocido científicamente como Hevea brasiliensis, popularmente llamado “goma natural”, tuvo, tiene y tendrá aplicaciones fenomenales. A decir de Ciro Alegría, en “el Mundo es Ancho y Ajeno”:.... míseramente explotados los indios en la selva amazónica, cuando calentaban la bola de caucho, algunas veces explotaba bañándoles la cara y cubriéndoselas con un manto hirviente, que al quitarlo arrastraba piel y todo, siendo la ceguera el mal menor...

Las sustancias macromoleculares de origen natural son muy bien conocidas por los microorganismos y estos dan cuenta de ellas una vez que han cumplido su función. El proceso de degradación de un árbol, la seda, el algodón, los tejidos toma su tiempo pero no tanto, lo suficiente como para que el ambiente se limpie y los residuos sean incorporados en un ciclo para que la vida continúe

Esto no sucede con el plástico, y una vez que ya se le haya dado el uso apropiado, le tiran al vertedero de desechos y allí pernoctará por miles de años; imagínense: se cree que por mucho más de seis mil años. Las bacterias no conocen estos materiales y por lo tanto no los digieren, son demasiado jóvenes (advenedizos) y puede pensarse que si el “hombre” no los construye programadamente, o no crea bacterias capaces de digerir el material sintético, el problema será tan grave que puede llegarse a pensarlos como “materiales contaminantes del medio ambiente”, por que aún no se les puede considerar como tal. Que por qué esta afirmación: porque aunque el sol los tueste y cuartee, las gotas de lluvia los pulverice, el viento los esparza, todavía siguen siendo “macromoléculas” las porciones en que se hayan fragmentado y diseminado en un área determinada. Tendrían que llegar a las corrientes de agua y mezclarse de manera tal que se “cuelen” a través de los poros de los filtros, estar presentes en la atmósfera y mezclados con el aire para incorporarlos a los pulmones, más aún, deberían estar presentes en los suelos de manera que las plantas los incorporaran junto a los nutrientes o impregnar sus hojas y tallos para que los animales les ingirieran posteriormente. Visto así, no se puede decir que los “plásticos” ya son contaminantes, pero de seguirse con el uso irracional que se les viene dando, no hay duda de que dentro de unas cuatro generaciones la opinión de este autor perdería vigencia.
Muchas cosas se piensan en función de evitar el mal “avisado”, pero algunas se vislumbran como más peligrosas que el problema mismo. Mutar bacterias para que se nutran con los plásticos de desecho deja correr un escalofrío por las mentes de solo pensar en que si estos microorganismos son capaces de devorar los “advenedizos”; cuando ya no tengan que comer buscarán lo que consigan y adios a todo. La idea de programar la síntesis de los materiales “plásticos” no es mala, el problema es lo difícil y costosa que resultaría, lo que implica que una bolsa de supermercado costaría casi lo que cuesta el mercado que la persona acaba se hacer. Otra sana idea ha sido la del reciclado de los materiales plásticos de desecho; esto no solo resulta costoso sino que no es fácil que los materiales reciclados tengan las mismas propiedades mecánicas que el material original, por lo que el uso se ve restringido. Lo que si es factible y económico es elaborar otros materiales con los reciclados y darles usos diferentes a los que el material de origen tuvo. En el Laboratorio de Polímeros de la Facultad de Ciencias en la Universidad de los Andes se ha ensayado bastante en este campo. Se han hecho mezclas de materiales plásticos de desecho con polvo de vidrio, de ladrillo, aserrín, arena, etc., y se les ha buscado aplicaciones diversas, desde baldosas para pisos hasta materiales ornamentales.

Otra idea muy prometedora es la que con este congreso se está divulgando: concienciación de la población, comenzando por los niños y paseándola por entre los adultos. Si la población en general llega a comprender lo sencillo que sería seleccionar los materiales de desecho en el hogar o en las fábricas y colocarlo en recipientes apropiados para los recolectores urbanos, se daría inicio a programas que irían desde la creación de micro empresas hasta industrias de reprocesamiento, y se le daría a la naturaleza un respiro y quizá hasta una verdadera solución a un problema que aún no ha hecho crisis pero que está a la puerta.

Pero cómo es que estas cosas pueden llegar a suceder. Cómo es que han aparecido los plásticos y no se haya previsto las consecuencias a tiempo. Quiénes serían los culpables. Esto pareciera una cacería de brujas; todo mundo se ha beneficiado al extremo de los materiales “advenedizos” y continúa haciéndolo, y sin embargo hay quienes desearían acabarlos de una vez por todas. Se han creado leyes en algunos países que prohíben la producción de algunos plásticos y en su lugar se les obliga a sustituirlos por materiales de origen natural. Suena interesante, pero no puede nunca pensarse que el mal uso de los mismos ha sido causa de ellos mismos: ha sido la sociedad quien no ha sabido concienciar antes que atiborrar con productos que requieren de cuidado para su consumo masivo.
Nunca podría pensarse que la intención de los investigadores y creadores de esta ciencia haya sido hacer daño alguno. El término polímero, que es mucho más amplio y útil que el de plásticos, se sabe que fue utilizado por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius desde 1883. Polímeros como el originado por la modificación de la celulosa con nitratos llegó a conocerse durante el siglo XIX como “celuloide” y fueron muchos los beneficios que brindó y brinda a la sociedad. Poliestireno, polietilén glicol data del mismo siglo. Se hace referencia a que uno de los primeros polímeros verdaderamente sintéticos y de amplia proyección comercial ha sido la resina de fenol – formaldehído, conocida como “bakelita”, en homenaje a su creador, el químico de origen Belga Leo Baekeland. Este polímero aparece en los comienzos del siglo XX y alcanza su apogeo alrededor de los años veinte de ese siglo. Las discusiones que en los años veinte libró Hermann Staudinger quedaron firmemente valorizadas durante los años treinta, gracias los brillantes trabajos del químico norteamericano Wallace Hume Carothers, quien colocó las teorías de Staudinger en bases experimentales firmes y condujo a la comercialización de nuevos materiales polímeros como: goma de neopreno y poliamidas, este último comercializado y conocido como “Nylon”. La inmensa popularidad del nailon no fue por su uso como sogas para amarrar animales y barcos, hay quienes dicen que se debió a la nueva belleza femenina que irrumpía en un mundo de cambios sociales. Cuentan que, al subir un poco las faldas de las mujeres, las piernas quedaban descubiertas y solo se podían disimular con medias de seda, costosísimas y difíciles de adquirir, pero que gracias a la nueva “fibra sintética” su fabricación y los costos permitieron la proliferación de las famosas “medias de nailon” por todo el globo terráqueo.

Durante la segunda guerra mundial la dificultad en el frente de los “aliados” para obtener materia prima para la fabricación de “cauchos” o llantas, fue extrema, tanto que tuvieron que desarrollar nuevos productos y lograron la “goma sintética”; las “potencias del eje” controlaban los caminos para la extracción de la materia prima desde los países productores. El brillante descubrimiento del Alemán Karl Ziegler en la posguerra posesionó a los científicos de un catalizador capaz de producir polímeros altamente específicos en estructura, hecho demostrado por el Italiano Giulio Natta. Ambos recibieron un Nobel en 1963 por su contribución a la ciencia.

Estos materiales producidos de esta manera son el preámbulo a la posibilidad de crear polímeros completamente programados, para usos muy específicos y de duración controlada: todavía está por verse.
Mención especial a los creadores de la ciencia destaca en John Paul Flory, nacido en Sterling, Ilinois en 1910, Físico químico dedicado al estudio de los polímeros orgánicos, y consiguió establecer las relación entre su estructura tridimensional y sus propiedades físicas y químicas, tanto en disolución como en estado sólido (masa). Hay quienes le catalogan como el padre de la ciencia de los polímeros.

Recibe el Nobel en 1974 y muere en Big Sur, California, en 1985.
Queda pues en manos de la sociedad dar uso racional a tan valiosos materiales. La creación de leyes que regulen la producción y el control de los desechos, las políticas de desarrollo de nuevos materiales polímeros, el mejoramiento de las propiedades y las novedosas aplicaciones de los ya conocidos son un reto para los “hombres” de ciencia. La versatilidad de los materiales polímeros los hacen cada día insustituibles en el avance de la humanidad y cada vez son muchos los descubrimientos que se develan ante los ojos atónitos de quienes buscan en el conocimiento el confort de la sociedad mundial.


Poliestireno Polietilén tereftalato Celulosa “Nitrocelulosa”
Son inmensas las aplicaciones y los tipos de materiales polímeros de que hoy se dispone
Materiales polímeros con excelentes propiedades térmicas y resistentes a la oxidación o los efectos de la luz solar sirven de base para la construcción en general, aunque más sorprendente es su versatilidad y efectividad en la producción de materiales para uso aeroespacial. Livianos y resistentes a la aplicación de fuerzas, muchas veces impenetrables a los impactos de proyectiles
Materiales polímeros capaces de reemplazar los metales en muchas aplicaciones: engranajes, barras, cuerdas, láminas... etc.
Fibras aromáticas altamente resistentes a la tensión, algunas productos de la tecnología del cristal líquido, con aplicaciones que van desde cauchos para automóviles hasta soportes para anclar plataformas submarinas.
Materiales no inflamables o que producen muy poco humo al combustionarse.
Materiales degradables los cuales no solo aminoran la presencia de los mismos en el medio ambiente sino que también sirven como liberadores de fármacos o de componentes químicos para la agricultura.
Materiales polímeros para aplicaciones biomédicas, desde suturas biocompatibles y degradables hasta órganos artificiales.
Materiales polímeros electroconductores con propiedades tanto o más útiles que los metales.
Materiales polímeros inteligentes” capaces de recuperar su estado original una vez que se les haya “ordenado” ejecutar una acción.
Y cuanta fantasía más no hay detrás de estos “advenedizos” del siglo pasado. Sus múltiples aplicaciones y el avance vertiginoso con que el mundo científico acomete nuevos retos y redescubre lo que ya consideraba dilucidado, hacen de la ciencia de los POLÍMEROS un campo promisorio para los relevos generacionales, una pujante plaza industrial para el mundo del comercio, un logro de incalculable valor para la humanidad máxime cuando ya no es un secreto de su aplicación en la biomedicina, al extremo de que aparte del cerebro, por ahora, puede utilizarse como prótesis o implante en cualquier parte del cuerpo o como soporte insoluble de catalizadores en la síntesis de proteínas o ácido nucleico (Bruce Merrifield, premio Nobel en química en 1984)

Los hidrogeles pueden absorber, retener y liberar agua tan controladamente que ya no hay actividad en la vida diaria de la sociedad donde no se le de aplicación específica.
La síntesis de los polímeros puede reducirse a dos grandes métodos o categorías, y de allí derivar un amplio espectro de aplicaciones, a veces con identidad propia que casi obliga a una tercera familia originaria de polímeros.

La polimerización en etapas y la polimerización vía radicales libres definen los confines actuales de la síntesis de los materiales polímeros. Los polímeros de alta dureza, las fibras, termoformables, termoplásticos, resinas son la base de un sin número de materiales que abundan por doquier: botellas, telas para vestido, espumas, láminas transparentes como el vidrio, pinturas, piezas mecánicas, toallas pañales y esponjas; es imposible no tropezar con estos materiales al paso por la vida, amén de aquellas aplicaciones que no resaltan a la vista o que todavía son tan novedosas que su conocimiento se veta al gran público por ser consideradas estratégicas.

Las mezclas de materiales polímeros sintéticos constituyen una vasta industria y sus aplicaciones constituyen uno de los renglones comerciales que atrae mayor atención. Pero las mezclas no solo es entre polímeros de origen sintético sino que también entre polímeros de origen natural y sintético, y también entre polímeros sintéticos y materiales de origen inorgánico.

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