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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Materiales Polímeros Comunes Como ya se ha visto que un polímero es una cadena larga constituida por eslabones de moléculas más pequeñas, unidas covalentemente, es necesario advertir que esos eslabones se denominan unidades estructurales, una vez que el polímero está formado, y que antes de que el polímero se forme, es decir: antes de la reacción de polimerización, esa molécula pequeña se llama monómero, en la ciencia de los polímeros. Aunque parezca lo mismo no es así: el monómero polimeriza, y al hacerlo, se produce un cambio en su estructura y da origen al polímero; de manera que la unidad repetitiva es la menor porción del polímero que se repite muchas veces formando la cadena. La unidad repetitiva, se puede decir, contiene el “resto” de monómero. Polietileno: polímero preparado a partir de un derivado hidrocarbúrico, el etileno. Este monómero es un alqueno, el más pequeño de todos, es un gas incoloro de olor ligeramente dulce, es muy inflamable y arde con una llama brillante. Es muy reactivo y forma fácilmente numerosos productos, entre ellos el polietileno. Se distinguen dos tipos de polietilenos: de baja densidad (0.92-0.93 g/cm3) y el de alta densidad (0.94-0.97 g/cm3), también se produce el lineal de baja densidad. * El de baja densidad es un polímero ramificado, es decir: a la cadena principal se le “pegan” lateralmente trozos de polietileno, lo que lo hace menos compacto. La polimerización se hace en masa y vía radicales libres y a alta presión. El material resultante es un sólido ligeramente flexible, dependiendo de su grosor, ligero de peso y buen aislante eléctrico. Presenta, además, una gran resistencia mecánica y química. Dado su bajo coste se utiliza mucho como papel de envolver, bolsas plásticas, envasado, revestimiento de cables eléctricos, fabricación de tuberías y en la producción de materiales inyección por moldeo. A partir del polietileno de baja densidad se prepara el polietileno reticulado (resultante de la formación de enlaces entre cadenas de polímero), rígido y resistente a la tracción y al cambio de temperaturas, su mayor uso es en la protección y aislamiento de líneas eléctricas de baja y media tensión. * La polimerización del polietileno de alta densidad se lleva a cabo a baja presión y utilizando catalizadores en suspensión. El polímero obtenido es altamente cristalino, de cadena lineal y muy poco ramificada. Su resistencia térmica y química, su dureza, opacidad e impermeabilidad es muy superior a la del polietileno de baja densidad; solo que es menos resistente al agrietamiento y al impacto. Su uso común es en envases contenedores de gases, líquidos, combustibles, como materiales prostéticos y en la industria de la construcción. * El polietileno lineal de baja densidad se obtiene mediante la reacción química del etileno con otro alqueno (reacción de copolimerización), generalmente el 1-buteno, a baja presión, en disolución, suspensión o fase gaseosa y en presencia de catalizadores. El resultado es un polímero altamente lineal con ramificaciones cortas, lo que lo convierte en un polímero resistente a la tracción, con alto punto de fusión y resistente al agrietamiento, mucho más que en el polímero del polietileno de baja densidad. Se aplican fundamentalmente en el revestimiento de cables y en la fabricación de objetos de moldeo por extrusión o soplado en la fabricación de bolsas. Poliestireno: es otro polímero de origen hidrocarbúrico cuyo monómero base se conoce como: estireno. El estireno es un alqueno líquido constituido por un anillo bencénico unido en posición alílica al grupo etilénico (C6H5CH=CH2). A partir de este se obtiene el poliestireno. La versatilidad de este polímero es incomparable, puede ser sintetizado por diferentes métodos y copolimeriza con bastantes monómeros, produciendo inmuebles materiales de amplia aplicación. * Poliestireno cristal, producido por la polimerización directa del monómero, sin aditivo alguno. El material resultante es altamente quebradizo, transparente e inflamable y muy buen aislante eléctrico. * Poliestireno expandido, se prepara mediante el método de suspensión y en presencia de sustancia capaces de liberar gases durante el proceso de polimerización, produciendo la expansión de la masa polímera. Así se obtiene el polímero expandido que popularmente se conoce como “anime”. Sirve para envasar y embalar alimentos, y para el embalaje de artículos frágiles (equipos de tv, sonido, computadores, etc.) * Poliestireno de alto impacto es un material traslúcido altamente resistente al impacto, pero menos resistente a la acción de los químicos. Se utiliza en refrigeración, vasos desechables, cubetas, lámparas, etc. Este se obtiene copolimerizando estireno con butadieno. Policloruro de Vinilo: polímero de origen hidrocarbúrico y se obtiene a partir del cloruro de vinilo. El cloruro de vinilo es un alqueno etilénico al cual le ha sido substituido uno de sus átomos de hidrógeno por un átomo de cloro (CH2 = CHCl). La reacción de polimerización se lleva a cabo en suspensión acuosa, utilizando jabón como emulsificante y persulfato de sodio como iniciador. El polímero resultante es un material duro, resistente al fuego, a los efectos de la luz solar, a los productos químicos, insectos, hongos y a la humedad. Se colorea con facilidad mediante aditivos, permite el reciclado lo que redunda en bajo coste y por consiguiente tiene poco efecto nocivo sobre el medio ambiente. Tiene uso en la fabricación de tuberías en general, láminas y recubrimiento de pisos. Al mezclarlo con aditivos plastificadores se hace flexible y puede dársele usos en envases de alimentos, aislantes en tendidos eléctricos, como cuero sintético y en artículos impermeables. Gomas: con este término se definen una gran cantidad de polímeros cuya propiedad de elasticidad los ha hecho muy útiles y versátiles en el desarrollo y aplicación de los materiales polímeros. Los monómeros originarios de los polímeros presentan en su estructura dos funciones alquénicas, de las cuales una es consumida por la reacción de radicales libres y la otra queda disponible para futuros procesos con el polímero; sirve de fuente para la vulcanización con azufre o para el entrecruzamiento con otros monómeros capaces de reaccionar con este doble enlace. Monómeros como el isopreno, butadieno y metil butadieno, clropreno, etc. son una pequeña muestra de esta familia. El isopreno es conocido como constituyente del caucho natural (poliisopreno), el butadieno y el metil butadieno han sido utilizados para la fabricación de gomas, llantas, correas, mangueras, etc. Del cloropreno se obtiene un polímero de muy buena resistencia, sobre todo a las condiciones climáticas; se usa para elaborar llantas y ha sido comercializado como neopreno. Las gomas son materiales que al quemarse desprenden mucho residuo por la incompleta combustión y su densa columna de humo contamina durante mucho tiempo las áreas hacia donde el aire lleva la masa de los productos de combustión. Inmensas montañas de cauchos (llantas) se levantan en vastas regiones de algunos países, sobre todo los más “desarrollados”; muchas veces los gobiernos de estos países buscan venderle las llantas usadas a los países menos desarrollados con el único fin de deshacerse de su problema. Polietilén tereftalato: este polímero pertenece a la familia de los poliésteres. Es un polímero que resulta de condensación de una molécula de diol con una de diácido. Algunas veces las funciones “ol” y “oico” están contenidas en la misma molécula monómera. Este polímero resulta de la reacción de etilenglicol con ácido tereftálico o dimetil tereftalato. El resultado es una resina que forma fibras y se emplea en la producción de envases, botellas, telas para vestido, cuerdas, cauchos, etc. Se ven por doquier en las ciudades populosas porque las botellas de refresco o agua natural viene envasada en botellas echas de este material. Poliuretanos: quién no ha visto una hermosa figura desplazarse por las calles de la ciudad llevando puestas unas ropas brillantes que se estiran sin arrugarse y haciendo más delicioso el vaivén y destacando las delicadas curvas. Cuántas veces no se ha oído decir que ni siquiera los condones de latex son inmunes al virus del mortal SIDA: su poro es muy grande, mientras que los fabricados con poliuretanos, ademas de suavidad, proporcionan seguridad por su poro más pequeño (avanti, así los llaman). Quien no tiene un refrigerador o una “cava” para los días de esparcimiento en la montaña o la playa, y a quién no le agrada dormir en un colchón de espuma entre suave y dura. Bueno, estos polímeros con que se fabrican estas cosas y muchísimas más se conocen como poliuretanos, son sintéticos y cada vez invaden más la vida cotidiana. Se fabrican a partir de un compuesto químico conocido como diisocianato el cual se hace reaccionar con un diol. Son tantos los monómeros diisocianto que existen y tantos los monómeros diol que se puede decir con propiedad que son indeterminados los tipo de polímeros que con ellos se pueden fabricar. En un principio su gran inconveniente se debió a la innumerable cantidad de tóxicos que desprenden al quemárseles; también la manipulación de los monómeros isocianato fue un gran problema por su toxicidad. Hoy día la tecnología en su rededor ha mejorado muchísimo y se le aplica en casi todas las manifestaciones de la vida diaria y hasta en los programas espaciales. Espumas, cauchos, correas, prendas de vestir, zapatos, botes, carrocerías de vehículos, condones, revestimiento para casas (conservan muy bien la temperatura), recubrimiento de naves espaciales, en agricultura, implantes y prótesis. Infinitas posibilidades con ellos. Cuando se dejan a la atmósfera se degradan produciendo sus monómeros de partida, es decir: depolicondensan. Quiere decir que si se le controla una vez que se desecha sería posible recuperar los monómeros y volver a fabricarlos; casi se puede decir que sí son verdaderamente reciclables. Los cauchos de poliuretanos, una vez vencidos, se pueden rebanar y cortar en trozos para construir baldosas para canchas deportivas y muchas aplicaciones más. Sin embargo los isocianatos son altamente tóxicos. La cosa es no tirarlo a la atmósfera. Teflón: saltar la página sin mencionar a uno de los más conocidos polímeros sería una injusticia. Desde 1938, gracias a un joven de 27 años, y por accidente, Roy Plunkett, de la empresa DuPond, consiguió un polvo que al tratarlo descubrió que era un polímero. No lo atacaba ni el gas cloro, que es uno de los agentes más reactivos que se conocen, además se enfriaba por debajo de –240 C sin que se volviese rígido y al calentarlo hasta 250 C no se veía afectado su rendimiento. Más todavía, siendo un polímero carbonado, obtenido a partir del monómero llamado tetarafluoroetileno, no se quemaba a 500 C y se hacía resbaladizo. Sartenes, ollas y cuanto utensilio de cocina se requiere en un hogar fueron recubiertos con el material. También los trajes espaciales y deportivos se recubren con el material; estos tejidos tienen millones de microporos que permiten que el sudor sea expelido al sudar pero una gota de agua no puede penetrar a su interior. Su uso como recubrimiento en las naves espaciales es único así como en cualquier ambiente de la casa donde habitamos., hasta en venas y arterias artificiales se les da uso, por su porosidad. Hidrogeles: son materiales tan novedosos que ni siquiera los diccionarios comunes han incluido la palabra entre sus páginas. Estos polímeros son formulaciones químicas complejas que escapan de una simple descripción, pero lo que sí se puede decir es que son tan novedosos y versátiles que se les aplica tanto en medicina como en agricultura y en muchas formas más. Estos materiales son capaces de absorber muchísima cantidad de agua, retenerla y liberarla controladamente, si es necesario, como en el caso de la agricultura; pero si se le usa como pañal o toalla sanitaria puede cargarse durante horas que no causa molestia ni se derrama nada. Como liberadores de fármacos son fenomenales. Imaginen un diabético que debe inyectarse insulina con regularidad; se ha avanzado tanto que es posible implantar bajo su piel, en áreas de escasos centímetros, el hidrogel impregnado con la droga, de manera que solo sea liberada cuando el organismo sienta necesidad de insulina. Genial, pero hay muchas aplicaciones más... Este congreso reúne, desde hace diez años, a un grupo internacional de investigadores que se dedican a este campo, y que hoy han venido a nuestra Mérida gracias a nuestra actividad y en gran medida al financiamiento obtenido a través del proyecto VIII.8 del CYTED. Hablar de polímeros inteligentes no es nada extraño hoy día, y los hidrogeles se cuentan entre ellos. Conclusión y Recomendación La forma más certera de combatir el mal uso de los residuos industriales o de los materiales de consumo es educando a la población sobre las consecuencias que derivan del desconocimiento de los efectos nocivos que estos acarrean al ambiente. La educación temprana en los niños y los programas de concienciación entre el colectivo adulto ahorraría esfuerzos y reduciría las inversiones para enmendar los daños provocados por el uso inconsciente de los materiales polímeros. Se recomienda la creación de un aula abierta que opere en los planteles educativos de Preescolar, Media, Técnica, Diversificada y Universitaria donde se instruya al estudiantado sobre las grandes posibilidades de control de desechos en las ciudades. Buscar la manera de que los medios de comunicación incluyan dentro de su estrategia comercial y divulgativa la culturización de las masas poblacionales en el uso del recurso y control de los desechos. Un ensayo para recolectar la basura al nivel escolar Para que dentro de unos cuantos años nuestra sociedad alcance el nivel mínimo de una saludable convivencia, queremos proponerles un plan para ayudarles a que los niños comiencen a pensar en lo perjudicial que resulta para la naturaleza, y para el habitat donde vivimos, el tirar la basura en cualquier parte, sin pensar que, aparte de verse feo, también es un grave peligro para algunos animales. Por ejemplo: una bolsa de pepito puede destrozarle el estomago a una vaca y matarla, o un pobre pecesito que se meta dentro de una bolsa plástica tirada en el río puede morir de asfixia. Mostrándole a los niños que hay muchas formas de hacer empaques de alimentos, y que hay muchos materiales para hacerlos, haremos que los jóvenes y los futuros adultos tengan la educación mínima para hacer su vida mejor. Son muchas las variedades de envases hechos con materiales derivados de los polímeros (plásticos) y para colmo de males, cuando se requiere reprocesar la pieza desechada, resulta que no se pueden mezclar una variedad con otra, son incompatibles en la mayoría de los casos. Así que, para poder “reciclarlas” o “reutilizarlas” hay que clasificarlas bien, para que, al mezclarlas, cada tipo esté en su lugar apropiado. Recogiéndolas por separado, los niños comienzan a comprender que las piezas no son lo mismo y que es posible amontonar basura en paquetes muy bien definidos para trabajar con esta técnicamente. Dicho sea de paso, también comienzan los niños a familiarizarse con la tecnología química de estos nuevos materiales. Las personas que recogen las basuras en el colegio tendrán una etiqueta para cada bolsa y se la pegarán antes de que pase el camión del aseo. Por ahora, lo que queremos es que los niños y jóvenes aprendan buenos modales y se identifiquen con los materiales polímeros, luego, y por cosas de la casualidad, tenemos la esperanza de que, en lo vertederos de basura, haya gente curiosa que se encargue de éstos amontonándolos por grupos, para que, si Dios quiere, cuando surja una persona con ideas de industrializar los materiales de desecho, pueda tener materia prima para su negocio. La idea es colocar varios recolectores de basura, cada uno con su nombre respectivo y con un dibujo de la fórmula química del material. A cada recolector se le debe colocar, en la parte exterior que ve la persona que va a depositar la pieza de desecho, una muestra de los empaques o vasijas, de las marcas más comunes (pepito, dorito, botellas de agua, botellas de refresco, bolsas plásticas, vasos plásticos, tapas plásticas, etc). En la pared donde están los envases debe colocarse el nombre del material con su fórmula química y, además, esa pared la deben convertir en cartelera para exponer la temática relacionada con el medio ambiente y su conservación. La Escuela Iberoamericana de Polímeros estará monitoreando esta iniciativa, recogiendo opiniones del trabajo en cada centro donde haya uno de estos murales y tomando fotos para premiar, cada año, las instituciones más destacadas en la iniciativa por culturizar la población en la preservación del ambiente. Es necesario hacer conocer a los niños y jóvenes que los polímeros son cadenas macromoleculares, es decir, que los constituye una asociación determinada de moléculas, una tras otra como los eslabones de una cadena de las que vemos en ferreterías, y que el material procesado que llega a nuestras manos está constituido por millones de cadenas macromoleculares, es decir: millones de pedazos larguísimos de cadenas; por supuesto que de tamaño ultramicroscópico. Estas macromoléculas pueden ser naturales o sintéticas. Algunas de las naturales son: papel, madera, algodón, almidón, carne, etc. Entre las sintéticas podemos encontrar: bolsas de pepitos, doritos, botellas de agua y refresco, tuberías de agua, ropa de poliéster, cauchos, vasos plásticos, tobos de basura, cucharas tenederos y cuchillos plásticos, etc. Las macromoléculas naturales las degrada la naturaleza con rapidez, pero a los materiales sintéticos los degrada en muchísimos años (6000-12000); por ello es que debemos cuidarnos y recoger la basura. Otro punto importante es que el niño y el joven deben distinguir los términos. Por ejemplo: macromolécula es el nombre científico y polímero es la clasificación científica propia de esos materiales, sobre todo los sintéticos. La palabra plástico es la popularmente conocida para los polímeros sintéticos, pero es necesario que sepan que el término plástico se refiere a los polímeros que se les ha adicionado estabilizadores, colorantes etc, es decir, otros materiales que los hace moldeables, blandos y flexibles.
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