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Impacto de los materiales polim�ricos en el medio ambiente

 

Impact of polymeric materials on the environment

 

Impacto dos materiais polim�ricos no meio ambiente

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: napoleon.padilla@hotmail.com

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas �

Art�culo de Investigaci�n

 

* 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 Ingenier�a 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 polim�ricos en el medio ambiente. Desde este an�lisis comprender que la contaminaci�n por pol�meros es un tema complejo en virtud de las aristas que est�n involucradas y las consecuencias a largo plazo. Se concluye que se han desarrollado m�ltiples estudios y discusiones relacionados con el impacto ambiental generado por los pl�sticos, tanto para compararlos con otros materiales, como para establecer diferencias entre distintos pol�meros. A este respecto, es importante se�alar que no existe un m�todo 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 pa�ses, con Estados Unidos en primer lugar. En 2020, Ecuador fue el tercer pa�s de Am�rica Latina que m�s desechos pl�sticos import� desde Estados Unidos solo por detr�s de M�xico y El Salvador. . Existen factores relacionados al impacto ambiental de los pol�meros, tales como el sobreconsumo de pl�stico, la mala gesti�n de los residuos pl�sticos, el incremento de los Nurdles y microesferas:, la ineficacia de las plantas de tratamiento de agua.

Palabras clave: Pol�meros; contaminaci�n; 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 polim�ricos no meio ambiente. A partir desta an�lise entende-se que a contamina��o por pol�meros � uma quest�o complexa devido �s arestas que est�o envolvidas e as consequ�ncias a longo prazo. Conclui-se que v�rios estudos e discuss�es relacionados ao impacto ambiental gerado pelos pl�sticos t�m sido desenvolvidos, tanto para compar�-los com outros materiais, quanto para estabelecer diferen�as entre diferentes pol�meros. Nesse sentido, � importante destacar que n�o existe um m�todo universal para determinar o impacto ambiental de um produto, que � um conceito amplo, no qual interv�m muitos fatores e que podem ter diferentes interpreta��es.No caso do Equador, as importa��es foram feitos de 42 pa�ses, com os Estados Unidos em primeiro lugar. Em 2020, o Equador foi o terceiro pa�s da Am�rica Latina que mais importou res�duos pl�sticos dos Estados Unidos, atr�s apenas de M�xico e El Salvador. . Existem fatores relacionados ao impacto ambiental dos pol�meros, como o consumo excessivo de pl�stico, a m� gest�o dos res�duos pl�sticos, o aumento de Nurdles e microesferas, a inefici�ncia das esta��es de tratamento de �gua.

Palavras-chave: Pol�meros; polui��o; meio Ambiente.

 

Introducci�n

Los pl�sticos de un solo uso son aquellos pol�meros sint�ticos que se suelen utilizar para envases y art�culos destinados a ser utilizados una sola vez, antes de ser descartados (UNEP., 2018). La contaminaci�n que generan estos elementos representa una problem�tica 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 reducci�n dr�stica del pl�stico innecesario, evitable y problem�tico es crucial para enfrentar la crisis global de contaminaci�n, seg�n una evaluaci�n exhaustiva publicada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Es por ello que acelerar la transici�n hacia las energ�as renovables, eliminar subsidios y adoptar enfoques circulares ayudar�n a reducir los residuos pl�sticos en la escala necesaria, de acuerdo con el informe (Geyer, Jambeck, & Lavender, 2017)

Es importante considerar que la contaminaci�n por pl�sticos es una amenaza creciente en todos los ecosistemas, desde donde se origina la contaminaci�n hasta el mar. Tambi�n evidencia que, si bien se tiene� el conocimiento, se� necesita la voluntad pol�tica y la acci�n urgente de los gobiernos para abordar esta creciente crisis.. Al respecto, la contaminaci�n por pl�sticos en los ecosistemas acu�ticos por ejemplo, �ha crecido considerablemente en los �ltimos a�os y que se prev� que se duplique para 2030, con consecuencias nefastas para la salud, la econom�a, la biodiversidad y el clima.. (Jambeck, y otros, 2015)

​​Se comprende entonces que la contaminaci�n por pl�sticos es una problem�tica de car�cter 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 problem�tica debe abordarse desde un enfoque de ciclo de vida, que comience con la reducci�n de los desechos pl�sticos, disminuyendo el uso y consumo. Actualmente se estima que hay m�s de 150 millones de toneladas de desechos pl�sticos en los oc�anos y cada a�o se suman entre 8 y 13 millones de toneladas m�s (Jambeck, y otros, 2015). M�s de 690 especies marinas est�n siendo impactadas de forma negativa por los desechos pl�sticos (Wilcox, Mallos, Leonard, B., & .Hardesty, 2016)

Se estima que, para 2050, todas las especies de aves marinas estar�n aliment�ndose de desechos pl�sticos (Wilcox et al., 2015) y que el 73 % de los desechos en las costas ser�n pl�sticos (Wilcox. C., 2015) Por ejemplo, el Poliestireno Expandido (EPS) o icopor, es capaz de absorber, a trav�s de su superficie porosa, contaminantes de la columna de agua del oc�ano y transportarlos a trav�s de largas distancias.

A partir de lo anterior el objetivo de este ensayo consiste en analizar del impacto de los materiales polim�ricos en el medio ambiente. Desde este an�lisis comprender que la contaminaci�n por pol�meros es un tema complejo en virtud de las aristas que est�n involucradas y las consecuencias a largo plazo

 

Desarrollo

Los pol�meros son macromol�culas formadas a partir de la uni�n de mol�culas org�nicas de menor tama�o denominadas mon�meros. El proceso por el cual se sintetiza un pol�mero a partir de sus mon�meros se denomina polimerizaci�n. En funci�n de la configuraci�n de las cadenas, los pol�meros pueden presentar diversas estructuras con propiedades muy variadas, lo que les otorga una elevada versatilidad. Los t�rminos pol�mero y pl�stico se toman frecuentemente como sin�nimos pero de hecho existe una distinci�n. El pol�mero es el material puro que resulta del proceso de polimerizaci�n y generalmente se utiliza para nombrar los materiales que poseen largas cadenas moleculares.

Los pol�meros puros rara vez se usan y es en la presencia de aditivos en la que se aplica el t�rmino pl�stico. Los principales aditivos usados en pl�sticos 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 pol�meros materiales de elevado inter�s industrial son su baja densidad, alta relaci�n resistencia/peso, alta resistencia a la corrosi�n y disolventes qu�micos, baja conductividad el�ctrica y t�rmica y facilidad en los m�todos de fabricaci�n.

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

Desde un punto de vista termomec�nico, los pol�meros pueden ser clasificados como termoestables, termopl�sticos y elast�meros. Esto es as� debido a que las cadenas moleculares que forman los pol�meros pueden estar unidas de diversas formas y en funci�n del tipo de enlace que se establezca se obtendr�n materiales con distintas propiedades donde destaca la diferente respuesta ante cambios de temperatura. (Monea, A. Van Perre, G. Baeck, K. Delye, H., 2014).

Los pol�meros termopl�sticos destacan por su alta sensibilidad a la temperatura y velocidad de deformaci�n. Las propiedades mec�nicas de los pol�meros termopl�sticos disminuyen al aumentar la temperatura hasta el punto de superar la temperatura de fusi�n, a partir de la cual el pol�mero fluye como un fluido viscoso. Entre las aplicaciones de los pol�meros termopl�sticos se encuentran la fabricaci�n de elementos y componentes aeron�uticos y de automoci�n, equipamiento biom�dico y materiales aislantes en la industria el�ctrica y electr�nica entre otras. . (Ribeiro, C. Correia, D. Ribeiro, S. & Fernandes, M., 2018)

 

 

Figura 1: Clasificaci�n de los pol�meros. (Labeaga, 2018)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Adem�s de su elevada rigidez, resistencia y tenacidad, estos materiales destacan por su estabilidad t�rmica ya que, al contrario que los termopl�sticos las cadenas no fluyen y mantienen sus propiedades mec�nicas hasta que se degradan. Algunos ejemplos de pol�meros termoestables incluyen: resinas epoxy, poli�ster, silicona y poliuretano.

Ahora bien, seg�n la organizaci�n ecologista Greenpeace, la creciente producci�n y uso de los pl�sticos, as� como la inconciencia del hombre han provocado una gran contaminaci�n ambiental, sobre todo del mar. Cada a�o, los mares son contaminados por hasta 12 millones de toneladas de basura. Cabe recalcar tambi�n que lo que m�s resulta perjudicial son los llamados micropl�sticos, 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 alimentaci�n y reproducci�n (Chouirfa, H. Bouloussa, H. Migonney,V., 2019).. Pero eso no es todo, seg�n el canal National Geographic, este menciona que los micropl�sticos est�n tambi�n presentes el aire. Seg�n estudios cient�ficos, se registraron una tasa diaria de 365 part�culas de micropl�stico por metro cuadrado en las monta�as de los Pirineos del sur de Francia, concluyendo que tambi�n podr�an estar presentes en los vegetales y animales que consumimos. Por lo tanto, nosotros tambi�n somos v�ctimas directas de esta contaminaci�n. (Askeland, D. Wright, W., 2017)

Se han desarrollado m�ltiples estudios y discusiones relacionados con el impacto ambiental generado por los pl�sticos, tanto para compararlos con otros materiales, como para establecer diferencias entre distintos pol�meros. A este respecto, es importante se�alar que no existe un m�todo 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 metodolog�as de evaluaci�n que ha cobrado fuerza en los �ltimos a�os es el an�lisis de ciclo de vida Un producto o servicio puede afectar a uno o m�s de los elementos que conforman el ambiente. (Tabone,M. Cregg,J. Beckman, E., 2010)

Las consecuencias de la contaminaci�n pl�stica 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 pl�sticos: la basura en los oc�anos ha llegado a crear enormes islas de pl�stico en los grandes oc�anos de la Tierra. Actualmente, existen 5 islas que se han formado all� donde confluyen las corrientes oce�nicas. La isla m�s grande es la del Pac�fico, que cuenta con un tama�o similar al de Espa�a, Francia y Alemania juntas. (Garc�a, 2019)

� La p�rdida de biodiversidad: la ingesta de pl�sticos por los animales les provoca laceraciones, heridas internas e incluso la muerte. Pero los organismos acu�ticos no solo mueren por su ingesta, en otros casos mueren por quedar atrapados, por ejemplo, en redes de pesca abandonadas, o sufren la malformaci�n o la amputaci�n de extremidades por la misma raz�n. Tambi�n puede afectar a la fisiolog�a de los animales. En algunas tortugas marinas se ha observado que debido a los pl�sticos que tienen en su est�mago e intestinos, flotan y, por tanto, no pueden hundirse para buscar comida y finalmente mueren. De este modo, la existencia de pl�sticos est� conduciendo a una extinci�n de especies y a la p�rdida de biodiversidad.

Las amenazas a la salud p�blica: al igual que otros animales, los humanos tambi�n podemos consumir pl�sticos debido a la bioacumulaci�n en la cadena alimenticia. Pero los humanos y animales no solo estamos expuestos al peligro de los pl�sticos por su consumici�n. Durante la fabricaci�n de los pl�sticos, 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 cancer�genas. Estos compuestos tambi�n se liberan durante la degradaci�n de los pl�sticos aumentando as� el radio de contaminaci�n de estos. La Contribuci�n al efecto invernadero: los pl�sticos est�n formados por carbono y proceden del petr�leo, por lo que su quema, a parte de otros compuestos peligrosos, libera gases de efecto invernadero.

Por �ltimo, la asociaci�n con contaminantes org�nicos peligrosos: los pl�sticos 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 arom�ticos polic�cliclos 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. Adem�s, estos contaminantes tienen la capacidad de bioacumularse y biomagnificarse en la cadena tr�fica, 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 pl�sticos, entre 2018 y enero de 2022. Durante este lapso, el 2020 fue el a�o con m�s importaciones de este tipo: 13.151 toneladas, a un costo de m�s de cinco millones de d�lares. Este es uno de los principales hallazgos de la �ltima investigaci�n de la Alianza Basura Cero de Ecuador, en coordinaci�n con la Alianza Global para Alternativas a la Incineraci�n (GAIA, por sus siglas en ingl�s), que desde 2019 ha hecho un seguimiento al movimiento transfronterizo de este tipo de residuos en cuatro pa�ses de la regi�n.

En el caso de Ecuador, las importaciones se han hecho desde 42 pa�ses, con Estados Unidos en primer lugar. En 2020, Ecuador fue el tercer pa�s de Am�rica Latina que m�s desechos pl�sticos import� desde Estados Unidos solo por detr�s de M�xico y El Salvador. Entre 2018 y enero de 2022, desde ese pa�s llegaron 27.338 toneladas de esos materiales, lo que representa el 56% del total de estas importaciones. Le siguen Rep�blica Dominicana, M�xico, Colombia y Costa Rica.

Estas cifras confirman una vez m�s que Ecuador es uno de los principales receptores de desechos pl�sticos en la regi�n. En 2021, GAIA inform� que Am�rica Latina se ha convertido en uno de los destinos emergentes de la basura pl�stica mundial.

 

Figura 2: Estimado de toneladas de pol�meros que ingresan a Ecuador� (Primicias, 2021)

 

Los residuos pl�sticos son una preocupaci�n global, debido a que su degradaci�n toma cientos de a�os y, si no se gestionan adecuadamente contaminan el ecosistema durante un largo per�odo de tiempo. Por lo tanto, el rol del Estado es vital para la gesti�n de residuos pl�sticos con el desarrollo de pol�ticas p�blicas que apoyen a los pa�ses para reducir el consumo de pl�stico

 

Conclusiones

El Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2018) (UNEP, por sus siglas en ingl�s), ha emitido algunas directrices para abordar la problem�tica de la contaminaci�n por pl�sticos desde un enfoque de pol�ticas p�blicas. Entre las recomendaciones emitidas se hace especial �nfasis en la reducci�n de la contaminaci�n, teniendo en cuenta que el pl�stico contamina durante todo su ciclo de vida: desde que se produce hasta que se desecha. Adicionalmente, se recomienda tener en cuenta un enfoque de jerarquizaci�n de residuos s�lidos, en donde hay soluciones, como la reducci�n de los desechos generados, que tienen un mayor impacto que otros abordajes, como podr�an ser la incineraci�n o el reciclaje. Adicionalmente, se recomienda que las alternativas a los pl�sticos de un solo uso sean biodegradables en condiciones naturales, ya que uno de los principales inconvenientes de los pl�sticos de un solo uso son su persistencia en el ambiente (UNEP, 2018).

Existen factores relacionados al impacto ambiental de los pol�meros, tales como el sobreconsumo de pl�stico, la mala gesti�n de los residuos pl�sticos, 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 ingenier�a de los materiales. S�ptima edici�n. M�xico D.F.: Cengage Learning.

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

3.      Garc�a, A. (2019, 07 10). Contaminaci�n por pl�sticos: 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). Pol�meros biodegradables. Importancia y potenciales aplicaciones. Universidad Nacional de Educaci�n 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 pa�s de la regi�n que m�s basura pl�stica 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 polyetheretherketone�s compressive yield stress, Materials & Design.

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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.

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� 2022 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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