Plastics recovery manual/Chapter 2: Plastics/es

Navegación

Manual de recuperación de plásticos

• Capítulo 1: Propósito de la guía
• Capítulo 2: Plásticos
• Capítulo 3: Colección
• Capítulo 4: La preparación física de los plásticos
• Capítulo 5: El moldeado de los plásticos
• Capítulo 6: Consideraciones económicas
• Capítulo 7: Ecología y seguridad
• Capítulo 8: Apéndices

Descargar ▼

PDF	Download these pages as a PDF so you can print them or read them offline.
Booklet	Download these pages as a PDF that you can print, fold and staple into a booklet.

Aunque su uso es habitual, los plásticos suelen ser poco conocidos y se confunden entre sí. Aparecieron a mediados del siglo XIX, pero su verdadero desarrollo comenzó en los años 60. Hoy en día, su producción supera en volumen a la de los metales. Pertenecen a la familia de las sustancias sintéticas. Sus aplicaciones son muy diversas, desde objetos cotidianos (botellas, bolsas, etc.) hasta aplicaciones de alta tecnología (electrónica, aeroespacial, etc.). Esto se debe a las múltiples propiedades que se pueden obtener de estos materiales.

En general, los plásticos son productos derivados del petróleo. Se estima que solo el 4% del petróleo se utiliza en su fabricación. La producción mundial de plástico ronda los 150 millones de toneladas anuales. Para reciclar los residuos plásticos, es fundamental conocerlos bien. Para ello, debemos partir del componente básico de los plásticos: los polímeros. Al mezclarse con diferentes sustancias (los aditivos), estos polímeros forman plásticos que pueden moldearse para obtener objetos comercializables. Tras su uso, estos objetos constituyen un conjunto de residuos plásticos que pueden reciclarse.

Polímero + aditivos = plásticos + procesamiento = objetos de plástico + utilización = residuos plásticos

Es difícil explicar el concepto de polímeros sin abordar la teoría que lo sustenta. Desde el punto de vista químico, los polímeros están compuestos de macromoléculas; es decir, moléculas de gran tamaño que forman cadenas. Estas cadenas consisten en un conjunto de enlaces idénticos, a menudo denominados unidades constituyentes. Estas unidades están compuestas principalmente por átomos de carbono e hidrógeno, pero también podemos encontrar átomos de nitrógeno, oxígeno, cloro, azufre, etc.

Ejemplo: El polipropileno (PP) es un polímero de uso común. Se utiliza especialmente para fabricar botellas de leche y muebles (sillas, mesas, etc.). Las macromoléculas que forman el PP son del siguiente tipo:

Unidad constituyente

Observamos una secuencia que se repite a lo largo de toda la cadena. Se trata de la "unidad constituyente". Los polímeros suelen representarse simplemente mediante su unidad constituyente entre corchetes.

La letra n indica que la cadena está formada por n unidades constituyentes. Este número es variable y puede llegar a ser muy elevado (hasta varios cientos de miles). Este ejemplo ilustra el caso de un polímero simple. No todos son así. De hecho, una misma cadena puede estar compuesta por diferentes tipos de unidades constituyentes, y su número en cada canal puede variar. Además, las cadenas pueden ramificarse o unirse para formar redes.

• Polímero en cadena lineal
• Polímero en cadena ramificada
• Polímero reticulado (red)

Además, según los distintos tipos de unidades constituyentes, su número y cómo se combinan, obtenemos diferentes tipos de polímeros. Teóricamente, el número de posibilidades es casi ilimitado. De hecho, solo existen unos pocos polímeros que se producen con relativa facilidad en grandes cantidades. Se les denomina polímeros de gran difusión. Los demás, los "polímeros de ingeniería", se utilizan en aplicaciones más específicas y, a menudo, en alta tecnología. ¡Generalmente son más caros!

En general, los polímeros son inmiscibles, es decir, no podemos mezclarlos para obtener un material homogéneo. Este hallazgo tiene una consecuencia grave:es necesario separar los plásticos antes de reciclarlos.

Por lo tanto, debemos identificar el polímero base a partir del cual se fabrican todos los residuos plásticos. Esta identificación no puede realizarse sin conocer los principales polímeros, que se dividen en dos grandes familias: termoplásticos y termoestables.

a. Los polímeros termoplásticos, "se derriten cuando los calentamos".

Los polímeros termoplásticos se ablandan al aumentar la temperatura. Esto se debe a su estructura lineal o ramificada. Al calentarse, las cadenas se separan y se deslizan entre sí, volviéndose maleables. Por lo tanto, estos polímeros termoplásticos pueden fundirse y moldearse sin que sus propiedades se modifiquen demasiado.

b. Los polímeros termoendurecibles "permanecen duros cuando los calentamos".

Una vez moldeados, los polímeros termoendurecibles adquieren su forma final. Su estructura es reticulada. Las cadenas quedan así interconectadas y no pueden moverse. Los polímeros termoendurecibles no se pueden volver a fundir. No podemos reciclarlos mecánicamente.

Notas:

• Ya sean polímeros termoplásticos o termoestables, los polímeros son materiales combustibles: arden con facilidad. Sometidos a altas temperaturas, las cadenas acaban rompiéndose y el polímero se degrada irreversiblemente.
• Contrariamente a algunas ideas erróneas, los cauchos no son materiales plásticos sino materiales elásticos; ¡recuperan su forma original después de ser expandidos! También se les llama elastómeros.

Se utiliza principalmente en la fabricación de neumáticos, suelas de zapatos, gomas elásticas, cámaras, correas,...

Los termoplásticos son, con diferencia, los polímeros más utilizados. Existen cientos de tipos, pero afortunadamente, solo quince se emplean en aplicaciones comunes. Cuatro termoplásticos representan más del 70 % del mercado mundial de polímeros: polietileno, polipropileno, poliestireno y cloruro de polivinilo (conocido comúnmente como PVC). Su facilidad de transformación y las grandes cantidades que se producen los convierten en excelentes candidatos para el reciclaje. Por lo tanto, esta guía se centrará en el reciclaje de estos cuatro polímeros y los analizará en detalle. Para simplificar, en el resto de este libro nos referiremos a los polímeros termoplásticos simplemente como «plásticos».

Polietileno: PE El polietileno (PE) es el polímero más común. También es el que tiene la estructura más simple. Las cadenas están compuestas únicamente por átomos de carbono, cada uno unido a dos átomos de hidrógeno.

Unidad constituyente

Puede representarse simplemente mediante su unidad constituyente colocada entre paréntesis.

Según la estructura de sus cadenas, el polietileno se divide en dos categorías: polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno de baja densidad (LDPE). A diferencia de otros polímeros, el HDPE y el LDPE son miscibles y pueden reciclarse juntos. Sin embargo, para mantener sus propiedades específicas, es preferible separarlos.

El LDPE tiene una estructura ramificada. Es flexible y suave al tacto. Si no contiene pigmentos, es transparente cuando es muy fino (lámina) y blanco lechoso cuando es grueso. Se utiliza para fabricar películas agrícolas y de embalaje, juguetes, mangueras, bolsas, tubos, botellas, tapones de rosca o de corcho, etc.

El HDPE, en cambio, tiene una estructura lineal. Es más resistente, tanto mecánicamente (dureza, rigidez, etc.) como térmicamente. Es opaco independientemente de su grosor. Se utiliza en la fabricación de películas de embalaje industrial, botellas, botellas de leche, bidones, cubos, tapas, juguetes, depósitos de combustible, estanterías reutilizables, etc.

Polipropileno: PP Al igual que el polietileno, el polipropileno (PP) es un polímero compuesto únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Su estructura consiste en cadenas lineales (véanse las figuras 2.2 y 2.3). Es uno de los polímeros más versátiles. Al igual que el EP, es opaco si no contiene pigmento. Sin embargo, es más rígido, más resistente al calor pero más susceptible al frío. Se utiliza especialmente en la fabricación de envases de yogur y margarina, los distintos depósitos de fluidos para automóviles (excepto combustibles), las piezas de electrodomésticos, las cajas de baterías de automóviles, muebles (sillas, mesas, etc.), botellas, etc. La resistencia al impacto del PP es muy apreciada, entre otras aplicaciones, para la fabricación de parachoques para automóviles. Otra gran aplicación es su uso como fibra textil.

Cloruro de polivinilo: PVC. El cloruro de polivinilo es más conocido como PVC. Es uno de los polímeros más antiguos (1931). La unidad constituyente de las cadenas está compuesta por átomos de carbono e hidrógeno, pero también contiene un átomo de cloro.

El PVC es un polímero duro y rígido. Puede ser transparente. Se utiliza principalmente en la fabricación de tuberías (canalones, etc.) y perfiles (marcos de ventanas, etc.). Para aumentar su flexibilidad, se le añaden entre un 10 y un 50 % de plastificantes. Estas moléculas complejas se intercalan entre las cadenas poliméricas para reducir su rigidez. En ese caso, se denomina «plástico PVC». Se puede utilizar para fabricar objetos inflables, zapatos, botas, pelotas, mangueras de agua y gas, para el aislamiento de cables eléctricos, etc. El PVC y el «plástico PVC» se pueden reciclar juntos. Las propiedades (rigidez) del producto resultante dependerán de las proporciones en que se combinen.

Notas: Si bien la unidad constituyente del PVC contiene un átomo de cloro, este componente representa el 57% del peso del polímero. Al quemarse, el átomo de cloro se libera e inhibe la combustión. En otras palabras, un objeto de PVC en llamas tiende a desaparecer. Esto le confiere al PVC una excelente resistencia al fuego. Sin embargo, libera ácido clorhídrico (HCl), que es tóxico y corrosivo.

Poliestireno: PS La estructura del poliestireno (PS) puede parecer más compleja que la de polímeros anteriores. Al igual que en el PP y el PVC, un átomo de hidrógeno se sustituye por un "anillo de benceno", es decir, un anillo compuesto de carbono e hidrógeno.

Este anillo se representa tradicionalmente de forma esquemática mediante un círculo inscrito en un hexágono. La unidad constituyente del poliestireno se describe entonces de la siguiente manera:

El PS es popular en el envasado de alimentos por su excelente estabilidad química. Existen varios tipos de PS, de los cuales tres son comunes:

• Poliestireno estándar (PS): Es duro, rígido y transparente, pero quebradizo y poco resistente a los golpes. Se utiliza en electrodomésticos, vasos desechables, equipos de audio y vídeo, pinzas para la ropa, etc.
• Poliestireno de alto impacto (PS): Al modificar ligeramente su estructura, el PS se vuelve más flexible para resistir mejor los impactos. Se utiliza para el envasado de productos lácteos (yogur, margarina, juguetes, cajas de pequeños electrodomésticos, etc.).
• poliestireno expandido (EPS):

Al añadir un agente espumante, el poliestireno (PS) se expande muy bien. Es posible obtener un producto con un contenido de aire del 96 al 98 %. Esta propiedad del PS se utiliza ampliamente en el envasado de alimentos, pero también como aislante (frigolita).

Otros polímeros Los cuatro polímeros descritos anteriormente representan una gran proporción de los productos poliméricos (más del 70%). A estos polímeros de gran difusión, debemos añadir el tereftalato de polietileno (PET). Este polímero termoplástico está sustituyendo cada vez más al PVC en la fabricación de botellas.

Tabla 2.1: Otros polímeros Nota: azul claro (aguamarina) = polímero termoplástico; azul oscuro (aguamarina) = polímero termoestable

Sin embargo, no debemos olvidar que existen muchos otros polímeros. A modo de referencia, la Tabla 2.1 ofrece una lista parcial de ellos, así como algunas de sus aplicaciones actuales. El reciclaje de estos polímeros no se trata en este libro por dos razones:

• O bien, las cantidades limitadas disponibles no justifican el reciclaje;
• O bien, el reciclaje requiere el uso de herramientas demasiado caras y/o sofisticadas.

Para obtener más información sobre los polímeros:

• http://web.archive.org/web/20140707081735/http://www.ac-nancy-metz.fr:80/enseign/physique/chim/jumber/Default.htm

Curso general de química orgánica (no solo sobre polímeros)

• http://web.archive.org/web/20031004084715/http://fr.search.encyclopedia.yahoo.com:80/

Búsqueda: "plásticos" Resumen, en 6 páginas, de los principales polímeros.

• http://web.archive.org/web/20050207085015/http://www.psrc.usm.edu:80/french/index.htm

Curso específico sobre polímeros (5 niveles de dificultad)

• http://perso.wanadoo.fr/olivier.albenge/page_site/Site_mat/polyms/pol_accueil.htm

Descripción de diferentes polímeros (desde la estructura química hasta el formato)

• http://chemphys.u-strasbg.fr/ ~ mpb / enseñar / HDPE /

Sitio web dedicado a los polietilenos.

• http://web.archive.org/web/20050827064035/http://www.dromadaire.com:80/mess20/pvc/

Sitio web con toda la información sobre el PVC (general, seguridad, reciclaje, etc.).

• http://www.spmp.org

Unión de Productores de Plásticos. Su sitio web vende plásticos y ofrece mucha información sobre sus características específicas.

Los polímeros se fabrican en grandes reactores industriales. Podrían utilizarse tal cual, pero generalmente se les añaden diversos aditivos para mejorar sus propiedades. La mezcla de polímeros y aditivos se denomina premezcla compuesta o, simplemente, plástico. No es importante conocer en detalle la naturaleza de estos agentes, sino saber si están presentes en diferentes proporciones en los polímeros.

• Antioxidantes y estabilizadores

Los antioxidantes reducen la degradación de los plásticos por el oxígeno y los contaminantes atmosféricos. Se encuentran principalmente en el PE y el PP. Los estabilizadores limitan la degradación de los plásticos por el calor y la luz, especialmente en el caso del PVC, que es muy susceptible a estos efectos.

• Plastificantes

Los plastificantes son sustancias que se añaden para ablandar los polímeros rígidos. Se utilizan principalmente para el PVC (PVC plastificado, véase más arriba).

• Agentes espumantes

Estos agentes se utilizan para transformar ciertos polímeros en espuma. En general, este hidrocarburo tiene un punto de ebullición bajo. El caso más conocido es el del poliestireno expandido (frigolita).

• Retardantes de llama

Los retardantes de llama se añaden para reducir la inflamabilidad de los plásticos. Están presentes en grandes cantidades, incluso en todos los plásticos utilizados en aplicaciones eléctricas (pequeños electrodomésticos, cables, interruptores, etc.).

• Pigmentos y tintes

Los colorantes y pigmentos son sustancias que se añaden en pequeñas cantidades (del 0,1 al 5 %) para dar color a los plásticos. Los colorantes son líquidos orgánicos que tiñen los plásticos al disolverse en los polímeros. Los plásticos así obtenidos pueden conservar su transparencia o translucidez. Los pigmentos colorean los polímeros dispersándose entre las cadenas poliméricas. Los pigmentos utilizados suelen ser óxidos o sales de metales: dióxido de titanio (blanco), óxido de hierro (rojo), sulfuro de cadmio (amarillo), negro de humo (negro), etc. Los plásticos obtenidos son siempre opacos.

• Relleno y refuerzos

Los rellenos son materiales económicos que se incorporan a los plásticos para reducir sus costos entre un 5 % y un 60 %, pero también para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas y térmicas. Estos cambios varían en importancia según la naturaleza (mineral, vegetal, sintética, etc.) y la forma (polvo, fibra, etc.) del relleno.

• Lubricantes

Estos aditivos se incorporan a los polímeros para proporcionar lubricación interna y externa. La lubricación externa reduce la fricción entre el polímero y las paredes metálicas del equipo que necesita reparación. La lubricación interna favorece el flujo de los polímeros y limita los daños por cizallamiento en las máquinas. El PVC rígido requiere lubricación interna; sin ella, se deteriorará durante su primer uso. El PE, el PP y el PS también deben lubricarse. Muchos lubricantes cumplen ambas funciones (lubricación interna y externa).

Las proporciones de los distintos componentes de un plástico (polímero + aditivos) constituyen su "formulación". Al comprar plásticos, estos suelen presentarse en forma de gránulos que ya contienen los diferentes aditivos según las formulaciones propuestas por los fabricantes. Generalmente, solo los pigmentos son añadidos por los procesadores.

La transformación de gránulos de plástico en objetos comercializables se realiza mediante el uso de máquinas de procesamiento. Los principales métodos de conformado se describen en el Capítulo 5. En esta etapa es importante hacer dos observaciones:

• Un objeto de plástico puede estar compuesto de diferentes tipos de plásticos;
• Un objeto de plástico puede contener otros materiales además de plástico.

Por ejemplo, consideremos el caso sencillo de una lata de aceite. Aparentemente, es un bonito objeto de HDPE que resulta interesante reciclar. Al examinarlo en detalle, descubrimos que está equipado con:

• Una tapa y un anillo de bloqueo;
• Una etiqueta.

La tapa y el anillo suelen ser de un color diferente al de la lata y pueden estar hechos de otro polímero. La etiqueta de papel o plástico está pegada a la botella.

Estos componentes pueden representar entre el 5 y el 10 % del peso de la lata. Interfieren con el proceso de reciclaje, por lo que debemos separarlos. La tapa y el anillo se pueden reciclar por separado. La etiqueta y el pegamento deben desecharse correctamente.

Este ejemplo ilustra el concepto de Nivel de Contaminación (NC). Este es el índice (expresado en porcentaje) entre el peso de los materiales distintos del plástico que deseamos reciclar y el peso total del objeto; es decir:Ddo(%)=WmiightoFthmidoonortetametroinorteatinortegmetroatmirial/TotalwmiightoFthmiobjmidotincógnita100

En el caso de la lata de aceite, si se desea reciclar únicamente el envase de plástico, los materiales contaminantes son la tapa, el anillo, el papel y el pegamento. Encontramos:Ddo=Wmiight(doapag,rinorteg,pagapagmir,gltúmi)/TotalwmiightoFthmidoanorteincógnita100Ddo=5−10%

Esto significa que, de un lote de 100 kg de latas, entre 5 y 10 kg no son reciclables. El grado de contaminación es cero para objetos fabricados exclusivamente con un solo tipo de plástico (bandejas de cerveza, sillas, lavabos, etc.). En ocasiones, puede ser muy elevado. Un ejemplo flagrante son las baterías de coche. La bandeja (de PP) pesa prácticamente nada en comparación con el resto (plomo, ácido, marcos metálicos, etc.). El grado de contaminación puede alcanzar el 90 %.

Nota: Es importante introducir el concepto de «envases multicapa». Como su nombre indica, estos envases constan de varias capas de diferentes materiales: papel, cartón, aluminio, plástico, etc. Están estrechamente unidos entre sí. Rara vez es posible separarlos para su reciclaje. Un ejemplo conocido es el envase de leche. De hecho, está compuesto por varias capas de cartón, aluminio y polietileno. No es posible separar las diferentes capas para reciclar los distintos materiales de forma aislada.

Tras su uso, los objetos se convierten en residuos plásticos de los que los usuarios desean deshacerse. Algunos plásticos, como los envases, se convierten en residuos rápidamente; otros tardan varios años: piezas móviles de automóviles o electrodomésticos, plásticos utilizados en la construcción... Durante su vida útil, los residuos plásticos se alteran y ensucian en mayor o menor medida. La alteración es la modificación de la estructura química de los polímeros. Es el resultado del envejecimiento natural de los polímeros, pero también se debe a la oxidación, el calor, la luz... La contaminación puede tener dos orígenes:

• Contaminación por residuos propios: esta proviene de los restos que aún se encuentran dentro de los desechos. Se refiere principalmente a envases y embalajes, por ejemplo, restos de champú en una botella, residuos de margarina en un bote, etc.
• Contaminación procedente de fuentes externas: se trata de la suciedad acumulada por los residuos antes de su recogida. Esta suciedad puede ser considerable si los residuos se mezclaron con otros o si permanecieron en el suelo.

El grado de suciedad (GS) es el nombre que se le da al porcentaje de suciedad que contienen los residuos. Estos valores son específicos de cada residuo o fuente externa. Se determina pesando los residuos antes y después del lavado.

DF(%)=(1−WmiightbmiFormiwashinorteg/WmiightaFtmirwashinorteg)incógnita100

El grado de contaminación de los residuos es un parámetro importante a la hora de evaluar un proyecto de reciclaje. Cuanto mayor sea:

• cuanto más largo y difícil sea el lavado de los residuos;
• Cuanto menor sea la cantidad de plástico sobrante, mejor.

Además, los residuos procedentes de los vertederos presentan un grado de contaminación que puede alcanzar hasta el 25 %. Esto significa que por cada 100 kg de plásticos recuperados, hay también 25 kg de suciedad. Solo se pueden separar 75 kg.

Sin embargo, los residuos plásticos son mucho menos contaminantes cuando se recogen en los hogares. En ese caso, el grado de contaminación es inferior al 10 %.

La identificación de los plásticos es un paso crucial en el proceso de reciclaje. Como se explicó anteriormente, los plásticos se mezclan mal al fundirlos para su remodelación. Por lo tanto, la clasificación es siempre necesaria. Todos conocemos la diferencia entre un cable de cobre y un cable de acero. Sin embargo, el reconocimiento de los distintos tipos de plásticos es menos obvio y presentan similitudes. Además, dentro de la misma familia, pueden tener apariencias muy diferentes. La identificación requiere cierta práctica, pero rápidamente se vuelve muy sencilla. Se estima que una persona tarda dos semanas en familiarizarse con el reconocimiento y la clasificación de los principales plásticos. En caso de duda, solo las pruebas permiten determinar a qué categoría pertenece un plástico. Estas pruebas se describen en los siguientes párrafos en orden de dificultad de implementación. Si no se puede identificar un plástico con certeza, no debemos olvidar que puede pertenecer a una familia distinta a PE, PP, PS o PVC.

En la siguiente tabla se incluyen algunas propiedades generales de los plásticos. Estas pueden servir como punto de partida para su identificación.

Tabla 2.2: Propiedades generales de los plásticos

Resulta difícil comparar los plásticos según su flexibilidad, ya que esta varía en función de su grosor. El criterio de transparencia solo es válido si los plásticos no están sucios. Otra propiedad interesante de los plásticos es su capacidad de penetración, que puede estimarse mediante la prueba del punzón.

Prueba de punzonado : Esta prueba se realiza con una herramienta de perforación (por ejemplo, perforadora, cinta perforadora, punzón, etc.). Para perforar una pieza de plástico PE, PP o PVC, es necesario ejercer una presión continua, de modo que se sienta cómo la herramienta penetra en el plástico. Sin embargo, el PS, el PET y el PVC rígido se perforan con un golpe seco acompañado de un sonido de rotura.

Desde hace varios años, algunos países (EE. UU., Canadá, Japón, Australia, Europa,...) exigen que los plásticos que se comercializan estén marcados con el sistema de numeración internacional:

Tabla 2.3: Sistema de marcado internacional

Esto facilita enormemente la clasificación. Estos acrónimos se colocan en relieve en la parte posterior de las piezas moldeadas, se imprimen en las piezas extruidas o en las películas:

Los objetos de plástico conservan marcas de su proceso de moldeado. Estas marcas varían según la técnica de transformación empleada. Las técnicas descritas en el capítulo 5 son más o menos aplicables según el tipo de plástico. A partir de las marcas de moldeado, se puede determinar la técnica utilizada y, por lo tanto, identificar el tipo de plástico. La siguiente tabla muestra los métodos de transformación más comunes y su importancia en relación con los principales plásticos.

Tabla 2.4: Transformación de los plásticos

Observamos que casi todos los métodos se utilizan para todo tipo de plásticos. Por lo tanto, la clasificación de los residuos plásticos según sus marcas de fabricación tiene aplicaciones limitadas. No obstante, se trata de un método muy rápido en casos específicos.

Ejemplo: Un ejemplo importante es la distinción entre las botellas de PVC y las de PET. Las botellas de PVC se fabrican mediante extrusión seguida de soplado en un molde. La base de la botella presenta una marca lineal resultante del cierre del molde. Las botellas de PET, en cambio, se fabrican mediante inyección-soplado. En este caso, la base de la botella presenta una marca de inyección circular.

Cada vez se ven menos botellas de PVC. Estas están siendo reemplazadas gradualmente por botellas de PET, que son más impermeables a los gases y más resistentes a la presión (para refrescos).

Nota: A menudo resulta útil separar los objetos de plástico según su método de transformación. Como se explicó anteriormente, los plásticos están compuestos de polímeros a los que se añaden aditivos, como lubricantes y plastificantes. Estos se incorporan en proporciones variables según la aplicación. En el mercado de plásticos, encontramos, por ejemplo, "HDPE para inyección" o "HDPE para películas". Se trata del mismo polímero, pero los fabricantes han añadido aditivos que facilitan, respectivamente, la inyección o la formación de películas. Si bien pueden reciclarse juntos, preferimos separarlos para obtener plástico reciclado con las mismas propiedades.

La prueba de dureza consiste en intentar rayar el plástico con la uña. Esta sencilla prueba no siempre es fiable. Puede dar una idea inicial, pero a menudo requiere confirmación. La siguiente tabla muestra los diferentes resultados al rayar el plástico con la uña.

Tabla 2.5: Dureza del plástico

La prueba de la llama es rápida y fiable. Consiste en quemar un trozo de plástico y observar su comportamiento: inflamabilidad, color de la llama, humo, olor, gotas, etc.

Descripción de la prueba: Corta una tira de plástico de aproximadamente 5 cm de largo y aproximadamente 1 cm de ancho. Pásala por encima de la llama de un encendedor, sobre una superficie inerte (por ejemplo, un cenicero).

Interpretación: Al observar el comportamiento del plástico en contacto con la llama, es posible identificar, a partir de los siguientes criterios:

• Facilidad de combustión
• Color de la llama
• Formación de gotitas (inflamadas o no)
• Color del humo
• Olor a quemado

Estos diferentes criterios de clasificación se muestran en la siguiente tabla para los principales plásticos:

Tabla 2.6: Prueba de llama

Recomendaciones:

• Realice la prueba en un espacio bien ventilado y evite inhalar los vapores.
• No utilice velas, el humo negro que producen puede provocar errores;
• Realice la prueba sobre una superficie adecuada (por ejemplo, cenicero, placa de piedra, metal,...) para evitar cualquier riesgo de incendio debido a la combustión o inflamación de las gotas.

Es importante recordar que algunos plásticos contienen retardantes de llama. Estos pueden alterar el comportamiento de los plásticos en llamas.

La prueba de densidad se basa en el siguiente principio: "Un cuerpo sumergido en un líquido flota o se hunde dependiendo de si su densidad es menor o mayor que la del líquido". Por lo tanto, es posible obtener información sobre la densidad de un trozo de plástico cuando este se sumerge en un líquido de densidad conocida.

• Si se hunde, su densidad es mayor que la del líquido;
• Si flota hasta la superficie, su densidad es menor que la del líquido.

Las densidades de los principales plásticos se encuentran entre 0,90 y 1,40 kg/dm³:

Tabla 2.7: Densidad de los principales plásticos

Mediante el uso de líquidos de diferentes densidades, es posible clasificar los plásticos sucesivamente según su categoría. Si bien el principio es sencillo, la prueba de densidad requiere más tiempo que las demás, ya que implica múltiples manipulaciones. Es muy fiable, salvo en el caso de plásticos con alto contenido de relleno. Los rellenos (y otros aditivos) modifican la densidad de los plásticos.

Material:

• Envases de un litro como mínimo, preferiblemente transparentes;
• Una herramienta de corte para eliminar virutas de plástico: cortador, perforador,...
• Sal de cocina (NaCl);
• Etanol, metanol: hasta 110 ml por litro. Compre un producto cuya densidad esté indicada con precisión en la botella;
• Una herramienta para mezclar las soluciones.

Descripción de la prueba: Tome un pequeño trozo de plástico del tamaño de un confeti con un cortador, un perforador, un punzón para cinturones, etc., y luego sumérjalo en un líquido de densidad conocida. Se pueden usar diferentes líquidos para probar la densidad. El líquido más simple es el agua (γ _agua = 1 kg/dm³) con la que podemos diferenciar PP, LDPE y PEHB de PS, PET y PVC. Con su densidad inferior a 1, PP, LDPE y PEHB flotan mientras que los demás se hunden. Para diferenciar PS y PVC, podemos usar agua saturada con sal (NaCl). Dicha solución se obtiene agregando sal al agua. La solución está saturada cuando ya no es posible disolver más sal. Podemos ver cristales de sal en el fondo. La densidad del líquido es entonces más o menos de 1,2 kg/dm³. En dicho líquido, el PS flota mientras que el PVC y el PET se hunden.

Las diferencias entre PP/HDPE y LDPE/PEHB son más difíciles de determinar, pero se pueden calcular con un líquido de densidad inferior a 1 kg/dm³, que se obtiene mezclando agua y alcohol. Para conocer la cantidad "x" (en ml) de alcohol con densidad γ _alc . que se debe añadir a un litro de agua para obtener un líquido con una densidad γ _sol. , podemos utilizar la siguiente fórmula:incógnita(metrol)=1−y<stúb>sol.</stúb>/y<stúb>sol.</stúb>−y<stúb>aldo.</stúb>incógnita1000

Los alcoholes más fáciles de encontrar en las tiendas son el metanol (densidad = 0,79 kg/dm³) y el etanol (densidad = 0,81 kg/dm³) ^{[ 1 ].} Un líquido con una densidad de 0,93 kg/dm³ se puede obtener añadiendo 500 ml de metanol o 580 ml de etanol a un litro de agua. En dicho líquido, el HDPE se hunde mientras que el PP y el LDPE flotan. Para líquidos con otras densidades, utilizamos la fórmula anterior o la siguiente tabla. Esta indica la cantidad de alcohol que se debe añadir a un litro de agua para obtener un líquido con la densidad deseada.

Tabla 2.8: Densidad de mezclas de agua + alcohol

En la práctica, resulta difícil diferenciar el PP del LDPE mediante esta prueba, ya que sus densidades son muy similares. Sin embargo, la prueba de rayado con la uña permite distinguirlos.

Precauciones:

• Los alcoholes son altamente inflamables y relativamente tóxicos. Debemos preparar las mezclas en un área bien ventilada y evitar inhalar los vapores. Además, debemos mantener estos productos fuera del alcance de los niños.
• El alcohol se evapora rápidamente. Una vez finalizada la prueba, es necesario cerrar el recipiente.
• Las impurezas (partículas finas y líquido residual) pueden alterar la densidad de las soluciones. Es necesario reemplazarlas una vez que comiencen a verse turbias.

La densidad de los líquidos se puede controlar mediante un hidrómetro. Este instrumento consta de un vidrio flotante, lastrado con plomo y montado sobre una varilla graduada.

El flotador se hunde en el líquido hasta que el peso del líquido desplazado coincide con el peso del flotador (principio de Arquímedes). El hidrómetro flota a mayor o menor altura según la densidad del líquido. Las graduaciones están calibradas para coincidir con la superficie del líquido.

Los hidrómetros cuestan entre 25 y 75 € cada uno, sin incluir los gastos de envío. Se recomienda una precisión de 1-2 g/l. Es fundamental que el rango de densidad que cubren esté entre 0,850 y 1,250 kg/l. Para ello, suele ser necesario adquirir dos. También podemos fabricar nuestros propios hidrómetros, pero a menudo resulta difícil obtener la precisión necesaria para la separación de los plásticos.

Sitios web para obtener un hidrómetro:

• www.labomoderne.com
• www.vwrsp.com
• www.bioblock.be
• www.coleparmer.com

Además de las pruebas generales descritas anteriormente, también existen otras pruebas más específicas para diferenciar ciertos tipos de plástico.

• PVC: Derrita una pequeña cantidad de plástico presionando un alambre de cobre sobre una muestra. Caliente este alambre con la llama de un encendedor. Una llama verde indica la presencia de cloro en el PVC.
• PVC-PET: sumergirlos en agua caliente. El PVC se ablanda, pero el PET no.
• Las bolsas suelen estar hechas de HDPE y LDPE. Las bolsas de HDPE tienen un aspecto más moteado y siempre son opacas.
• Termoplásticos-termoestables: introduzca un alambre caliente en una muestra. Si la penetra, es un termoplástico; de lo contrario, es un termoestable.
• Goma: basta con presionar con la uña. La goma se deformará, pero recuperará rápidamente su forma original.

Nota: Identificar plásticos se convierte rápidamente en un hábito, y las pruebas se utilizan más como herramientas de confirmación. Es interesante crear una base de datos con los principales tipos de objetos de plástico de uso frecuente. Esto se puede hacer colocando una copia de cada uno sobre una estantería. Cada objeto debe estar etiquetado.