Resumen

La industria de Plásticos es una industria joven que en el año 2004 cumplió 9 años de edad. La investigación de estos materiales se inició desde 1830, cuando la investigación pura conduce a muchos científicos; a diferencia de materiales existentes en la naturaleza, como, la madera y la piel de animales, que han sido utilizados desde el origen de la humanidad. El Polietilentereftalato (PET) es un poliéster Termoplástico y se produce a partir de dos compuestos principalmente; Ácido Terftálico y Etilenglical, aunque también puede obtenerse utilizando Dimetiltereftalato en lugar de Ácido Terftálico. El Polietilen Tereftalato por lo general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y en tenacidad. Al darnos cuenta sobre esta problemática y la gran evolución que se ha dado en los años, encontramos una manera de contribuir para reducir este problema reutilizando las botellas elaborando hilo con éstas. Con este hilo seríamos capaces de sustituir el uso de un hilo común, de igual forma sustituyendo materiales industriales. Su uso cada vez más creciente se debe a las características de los plásticos. Debido a que estos son livianos resultan de fácil manipulación y optimización. Los plásticos son materiales formados moléculas de unas cadenas de átomos. El 99% de la totalidad de plásticos se produce a partir de los combustibles fósiles, lo que provoca una excesiva y gran presión sobre limitadas fuentes de energía no renovables. Su uso más creciente se debe a que son ligeros y manipulables, siendo capaces de adaptar formas como bolsas, envases y botellas.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Los plásticos son materiales formados por moléculas muy grandes de cadenas de átomos. El 99% de la totalidad de plásticos se produce a partir de combustibles fósiles, lo que provoca una excesiva presión sobre las limitadas fuentes de energía no renovables.

Su uso cada vez más creciente se debe a las características de los plásticos. Debido a que son livianos resultan de fácil manipulación y optimización de costos. Los envases plásticos son capaces de adaptar diferentes formas como bolsas o botellas. A pesar de su indiscutible utilidad en la vida cotidiana, una vez que los plásticos se han utilizado se convierten en residuos que forman parte de los residuos sólidos urbanos.

De tal forma que utilizando estos residuos de botellas, podíamos hacer un hilo, que reemplace un hilo común, los usos para manualidades y que se emplee en las prendas de vestir

Antecedentes

La industria del plástico es una industria joven que en el año 2004 cumplió 94 años de edad. Los primeros 50 años correspondieron a la investigación y la implementación de los descubrimientos realizados, los siguientes veinte años en la difusión de información y aprovechamiento de ellos y los últimos veinte años en optimizar el uso de los mismos.

La investigación de estos materiales inició desde 1830, cuando la investigación pura conduce a muchos científicos a la síntesis de materias primas, que después serán aprovechadas en la elaboración de diferentes plásticos.

A diferencia de materiales existentes en la naturaleza como, la madera y la piel de animales, que han sido utilizadas desde el origen de la humanidad; vidrio y metal que registran su uso en las primeras civilizaciones como Babilonia y Egipto; el plástico, es el primer material sintético, creado por el hombre.

Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales, como el betún, gutapercha, goma, laca y ámbar, con los que podían fabricar productos útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que éstas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una variedad de aplicaciones desde el modelo básico de artículos rituales hasta la impregnación de los muertos para su momificación.

El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el inventor estadounidense Wesley Hyatt desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de alcohol. Su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y deteriorarse al exponerlo a la luz.

Sin embargo, no es hasta 1907 cuando se introducen los polímeros sintéticos, cuando el Dr. Leo Baeckeland descubre un compuesto de fenol-formaldehído al cual denomina “baquelita” y que se comercializa en 1909. Este material presenta gran resistencia mecánica aislamiento eléctrico y resistencia a elevadas temperaturas.

Entre los productos desarrollados durante este periodo están los polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de la celulosa, del nitrato de celulosa o del etanoato de celulosa.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química.

Evolución:

Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros. En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que nombraron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).

Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y usado para rodillos y sartenes antiadherentes.

Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno (PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje y aislante térmico.

También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido adípico, formaban polímeros que bombeados a través de agujeros y estirados formaban hilos que podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.

En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.

La Segunda Guerra Mundial

Durante la Segunda Guerra Mundial, tanto los aliados como las fuerzas del eje sufrieron reducciones en sus suministros de materias primas. La industria de los plásticos demostró ser una fuente inagotable de sustitutos aceptables. Alemania, por ejemplo, que perdió sus fuentes naturales de látex, inició un gran programa que llevó al desarrollo de un caucho sintético utilizable. La entrada de Japón en el conflicto mundial cortó los suministros de caucho natural, seda y muchos metales asiáticos a Estados Unidos. La respuesta estadounidense fue la intensificación del desarrollo y la producción de plásticos. Las poliamidas se convirtieron en una de las fuentes principales de fibras textiles, los poliésteres se utilizaron en la fabricación de blindajes y otros materiales bélicos, y se produjeron en grandes cantidades varios tipos de caucho sintético.

El auge de la posguerra

Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los descubrimientos y desarrollos de la industria de los plásticos. Tuvieron especial interés los avances en plásticos técnicos, como los policarbonatos, los acetatos y las poliamidas. Se utilizaron otros materiales sintéticos en lugar de los metales en componentes para maquinaria, cascos de seguridad, aparatos sometidos a altas temperaturas y muchos otros productos empleados en lugares con condiciones ambientales extremas.

En 1953, el químico alemán Karl Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados en la actualidad. En 1963, estos dos científicos compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los polímeros.

Las investigaciones de 1990 al 2000 se orientan a la combinación entre polímeros para formar mezclas poliméricas y aleaciones plásticas cuando se adicionan agentes de acoplamiento o compatibilizadores como los silanos, titanatos y hules termoplásticos, siendo la innovación la que mueve el desarrollo tecnológico de esta industria.

El final del Siglo XX se caracteriza por la suma de empresas que se fusionan y unen sus desarrollos originando nuevas oportunidades para el material que se considera la co-creación del hombre el plástico.

Clasificación de los Plásticos

De acuerdo a su importancia comercial por sus aplicaciones en el mercado, se encuentran los denominados COMODITIES los cuales son:

(El código de Identificación es adoptado en México el 25 de Noviembre de 1999 en la NMX-E-232-SCFI-1999 basado en la identificación de Europa y países de América)

INFORMACIÓN POR RESINA:

POLIETILENTEREFTALATO (PET):

El Polietilentereftalato (PET) es un Poliéster Termoplástico y se produce a partir de dos compuestos principalmente: Ácido Terftálico y Etilenglicol, aunque también puede obtenerse utilizando Dimetiltereftalato en lugar de Ácido Tereftálico. Este material tiene una baja velocidad de cristalización y puede encontrarse en estado amorfo-transparente o cristalino.

El Polietilen Tereftalato en general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su orientación presenta propiedades de transparencia, resistencia química; esta resina es aceptada por la Food and Drugs Administration (FDA).

Existen diferentes grados de PET, los cuales se diferencian por su peso molecular y cristalinidad. Los que presentan menor peso molecular se denominan grado fibra, los de peso molecular medio, grado película y, de mayor peso molecular, grado ingeniería.

AplicacionesEn la actualidad se están abriendo cada vez más nuevos campos de aplicación y se desarrollan botellas PET de alta calidad y reducido peso, entre sus aplicaciones más importantes dentro de los siguientes sectores:a) Envase y Empaque

Las firmas de maquinaria han contribuido en gran medida a impulsar la evolución de manera rápida de los envases, por lo que hoy se encuentran disponibles envases para llenado a temperaturas normales y para llenado en caliente; también se desarrollan envases muy pequeños desde 10 mililitros hasta garrafones de 19 litros. Los tarros de boca ancha son utilizados en el envasado de conservas alimenticias.

La participación del PET dentro de este mercado es en:

1. Bebidas Carbonatadas
2. Agua Purificada
3. Aceite
4. Conservas
5. Cosméticos.
6. Detergentes y Productos Químicos
7. Productos Farmacéuticos
8. b) Electro-electrónico: Este segmento abarca diversos tipos de películas y aplicaciones desde las películas ultradelgadas para capacitores de un micrómetro o menos hasta de 0.5 milimetros, utilizadas para aislamiento de motores. Los capacitores tienen material dieléctrico una película PET empleada para telecomunicaciones, aparatos electrónicos entre otros.
9. c) Fibras (telas tejidas, cordeles, etc.): En la industria textil, la fibra de poliéster sirve para confeccionar gran variedad de telas y prendas de vestir.

Debido a su resistencia, el PET se emplea en telas tejidas y cuerdas, partes para cinturones, hilos de costura y refuerzo de llantas. Su baja elongación y alta tenacidad se aprovechan en refuerzos para mangueras. Su resistencia química permite aplicarla en cerdas de brochas para pinturas y cepillos industriales.

Objetivo

Adaptar un cortado industrial para la obtención de hilo a partir de botellas de PET con un método casero

Justificación

Algunos de los problemas ambientales se han generado por el desecho de botellas de plástico.

Al darnos cuenta sobre esta problemática y la gran evolución que se ha dado en los años hemos encontrado una manera de contribuir para reducir este problema reutilizando las botellas elaborando hilo con éstas de una manera fácil, económica y casera, así reemplazando lo que un cortador industrial es capaz de hacer empleando un método que no contamina ya que no utiliza ningún tipo de energía o combustible para funcionar.

Con este hilo seríamos capaces de sustituir el uso de un hilo común, de igual forma sustituyendo materiales industriales por materiales que son de fácil acceso, para un mayor beneficio y así reducir el desecho de las botellas de PET.

Hipótesis

Si logramos adaptar un cortador industrial a una forma casera, entonces obtendríamos hilo a partir de botellas e PET

Método (materiales y procedimiento)

Materiales.

1. Un formón o punzón de 3/8
2. Una regla
3. Una lima de acero pequeña o mediana
4. Un cúter o su navaja (ancho de la navaja, 1.8 cm)
5. Una tabla de madera de 5.50 o 5 cm de base, 14 cm de altura y 1.70 cm de profundidad o grosor
6. Tijeras
7. Botellas o PET (no importa el tamaño)
8. Plumón indeleble y un lápiz

PROCEDIMIENTO

1. Ubicar con la regla en la tabla, la mitad de la base y a partir de ahí hacia ambos lados marcar una medida de .8 aproximadamente a parir del centro.
2. Tomando como referencia la altura de la tabla y los puntos marcados anteriormente, marcamos del punto exterior hacia el interior una longitud de 3 cm en ambos extremos marcados.
3. Ubicando el grosor de la tabla y con el punzón y la lima atravesar por la mitad exactamente hacia el centro con la misma dirección y que pase ligeramente del ras anteriormente establecido para que al introducir la botella haga bien el engrane.
4. Una vez hechos los cortes, limar toda la tabla para quitar restos y astillas.
5. Marcar y cortar diferentes medidas de entrada para el cúter para su engrane, tomando en cuenta del ras hacia arriba, por ejemplo, establecer una separación de medio centímetro.

6. Con el plumón y la regla marcar la mitad exacta de la botella y con las tijeras o el cúter cortar la misma

7. Introducir la boca ancha de la botella cortada atravesando la parte del ancho de la tabla y con el cúter atravesar el plástico estableciendo la medida del corte.
8. Tomar la botella y girar hasta que salga la tira y sin soltar el cúter ir tirando para que el cúter valla cortando la botella mientras se tira del hilo desprendido.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos un cortador casero con medidas de aproximadamente de 5.5 cm de base, 14 cm de altura y 1.70 cm de profundidad con el resultado de un hilo de .5 cm de grosor aproximadamente, en forma de espiral por la razón redonda de la botella, quedó muy delgado o muy fino; se aprovechó en su totalidad con la excepción de la base y la boca de la botella. El color característico del hilo va dependiendo del color de la botella.

Galería Resultados

Discusión

Nuestro adaptador a comparación de uno industrial; no utiliza algún tipo de combustible o energía para funcionar, utiliza materiales de fácil acceso y de un bajo costo, además de que su proceso de elaboración es muy fácil; con el único inconveniente de contar con un ligero  riesgo de cortarse a menos de contar con el cuidado y las medidas de seguridad adecuadas.

Conclusiones

Al haber finalizado el procedimiento obtuvimos como resultado la posibilidad de adaptar un cortador industrial a una manera casera que nos permitió generar hilo a partir de botellas de PET, y así pudiendo reducir el desecho de éstas con un método alternativo de reúso.

Bibliografía

• «Enciclopedia del Plástico 2000»; Centro Empresarial del Plástico
• http://www.anep-pet.com/index.php?option=com_content&view=article&id=6&Itemid=10
• http://www.elecologista.com.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=108:el-problema-del-pet&catid=9:cambio-climatico&Itemid=56
• http://www.taringa.net/comunidades/hazlo-tu/6325406/Aporte-Como-Crear-Cortador-De-Botellas-Pet-Varios-Ejemplos.html
• Video del corte de la botella: https://www.youtube.com/watch?v=hxauqiMqIfw&feature=youtu.be

Summary

The plastics industry is a young industry that in 2004 got 9 years of age. The investigation of these materials began since 1830, when the pure investigation goes to a lot of scientists, in difference with existance materials in the environment like, wood and animals skin that have been used since the humanity origins. The “Polietilenterephthalic” is a Thermostatic  poliester and is produced by two compounds principally; Terephthalic Acid and Etilenglical, and it could be obtained using Dimethyl Tereftalato instead of TerephThalic Acid. The Polietilenterephthalic is characterized in general because of its high purity, high resistance and the evolution that has been given in the years, finding a way to help reducing this problem reusing the bottles, making thread with them. With this thread we will be able to change the uses of a common thread, at the same time not using industrial materials. Is necessary uses is because they are light and easy to manipulate and optimize costs. The plastics are materials formed by big molecules of atom chains. The 99% of all the plastics are produced by fossil fuels, what produces an excessive and high pressure on the limited no renovables  power sources. This is they can be manipulable and able to adapt different forms like bags, recipes and “bottles”

Research Question

Problem approach

Plastic are materials formed by big molecules of chains of atoms.

The 99% of all plastics are produced by fossil fuels, which produces an excessive pressure on limited sources of non renewable energy.

The increasingly uses are caused by the plastic characteristics. Because they are light, they result easy to manipulate and optimize costs. Plastic containers are able to adapt different forms like bottles or plastic bags.

Despite its unquestionable utility in common life, once the plastics have been used they become part of the solid urban trash.

So, reusing this wasted bottles, we could do a thread, that replaces a common one made of nylon, and use it to make crafts and apply it to make clothing.

Background

Objective

To adapt an industrial cutter to obtain a thread from PET bottles using a homemade method.

Justification

Nowadays, some of the most serious environmental problems have been caused by the trash of plastic bottles.

Bearing in mind this problem and the great evolution that the recycling tendency has been having during the last years, we have found a way to reduce this problem by reusing the bottles making thread with them on an easy, economic and homemade way. Replacing what an industrial cutter is able to do, we developed a method which does not pollute because it does not use any gas or fuel to work.

With this thread we would be able to replace the uses of a common thread, at the same time replacing industrial materials to others that are easily accessible, for a better benefit and then reduce the excess of PET bottles.

Hypothesis

If we achieve to adapt an industrial cutter in a homemade way, then we will obtain a thread made of PET bottles.

Method (materials and procedure)

Materials

1. An awl
2. A ruler
3. An iron lime
4. A cutter or razor
5. A wood Block, 5.50 cm base, 14 cm height and 1.70 cm depth
6. scissors
7. PET  bottles
8. An indelible marker and a pencil

Procedure

1. Locate with the ruler on the wood block the middle part of the base and from there to both sides mark a measure approximately of 0.8 cm from the center.
2. Having as reference the height of the block, and the points marked, mark a length from the external point to the internal point of 3 cm in both marked sides.
3. Locating the depth of the block and with the awl and the lime cross traverse exactly down the middle with the same direction and slightly exceed the ras established, so that introducing the bottle makes a right gear.
4. Once having this done, file with the lime all the block to remove splinters.
5. Mark and cut different entrance modes for the cutter for the gear, taking into account the ras, for example, establish a half centimeter separation.
6. With the marker and the ruler mark exactly the middle part of the bottle and with the scissors or the cutter cut it.
7. Introduce the wide mouth of the bottle traversing the depth part of the block and with the cutter traverse the plastic, establishing the cutting measure.
8. Take the bottle and twist until the thread goes out and without realising the cutter, pull to make the cutter cut the plastic while the thread is pulled.

Method Gallery

Results

We obtained a homemade cutter which measures approximately of 5.5 cm of base, 14cm high  and 1.7 cm of width, with the result of a thread of 0.5 cm width approximately, in a spiral form because of the rounded form of the bottle. It worked well, taking a total advantage of the material except on the base and the mouth of the bottle. The characteristic color was the same as the one that the bottle had.

Results Gallery

Discussion

Our cutter, in comparison with an industrial one, does not use any kind of gas or electricity to work, it uses a cheap and easy to get materials, besides that the elaboration process is easy as well, with the only inconvenient that exist a slight risk to get cut unless we count with the needing security ways and care.

Conclusions

Having done this procedure, we obtained as a result the opportunity to adapt an industrial cutter in a homemade way which let us to produce thread from PET bottles, therefore we will reduce the bottles littering in a reusing alternative way.

Bibliography

• «Enciclopedia del Plástico 2000″; Centro Empresarial del Plástico
• http://www.anep-pet.com/index.php?option=com_content&view=article&id=6&Itemid=10
• http://www.elecologista.com.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=108:el-problema-del-pet&catid=9:cambio-climatico&Itemid=56
• http://www.taringa.net/comunidades/hazlo-tu/6325406/Aporte-Como-Crear-Cortador-De-Botellas-Pet-Varios-Ejemplos.html
• Cutting the bottle video: https://www.youtube.com/watch?v=hxauqiMqIfw&feature=youtu.be