Elaboración de muebles a partir de botellas de PET.


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Medio Ambiente

Asesor: Marisa Calle Monroy.

Miembros del equipo:
Martín Sebastian Martínez Sánchez(), Xcaret,
Ángel Guzmán Tek(), Xcaret,
Jorge Daniel Solorio Álvarez(), Xcaret,

Resumen

El PET es un tipo de material primario plástica derivada del petróleo o gas natural, el cual debido a sus propiedades posee una gran resistencia y alta durabilidad, por lo que tarda varios años en descomponerse. Pertenece al grupo de los materiales sintéticos denominados poliéster, fue descubierto por los científicos británicos Whinfield y Dickson en el año de 1941, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación de fibras. Este material es utilizado en su mayor parte, para fabricar envases de bebidas, como agua y refrescos o limpia hogares.Es el polimero para el cual los los fabricantes de maquinas internacionales han dedicado el mayor esfuerzo técnico y comercial generando asi un alto consumo de recursos y energia para su produccion. El excesivo consumo de este material trajo serias repercusiones en el planeta, afectando al suelo, a los cuerpos de agua y al aspecto del medio ambiente, ademas de afectar la salud de las personas a largo plazo generando enfermedades respiratorias o problemas en la piel. Es por esto que su reutilizacion es una forma de evitar su desperdicio y reducir las consecuencias que genera en el ambiente, ya que la durabilidad de este material permite que pueda ser usado repetidas veces. Esta propiedad sera utilizada para elaborar muebles a partir de botellas de PET , con esto se contribuirá a mejorar el ambiente y se obtendrán muebles de mayor durabilidad, resistencia y de bajo costo como ademas de su sencilla fabricacion

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar muebles a partir de botellas de PET?

Planteamiento del Problema

La producción del PET o Politereftalato de etileno ha aumentado con el paso de los años y su excesivo consumo, ha generado un gran desperdicio de este material, lo cual trae repercusiones en el ambiente.

Debido a que el PET es creado mediante  un proceso químico de petróleo y gas natural, agrede al planeta con sus toxinas afectando al suelo y a los cuerpos de agua, igualmente perjudica el aspecto del medio ambiente y trae consecuencias a la salud a largo plazo como enfermedades respiratorias o problemas en la piel, además de consumir una gran cantidad de energía en el proceso de su producción.

Su reutilización es una importante manera de evitar su desperdicio y de esta forma reducir las consecuencias que genera ya que al ser un material resistente y duradero, se puede utilizar varias veces de manera que podamos aprovechar completamente la utilidad de dicho polímero.

Antecedentes

El PET es un tipo de material primario plástica derivada del petróleo, correspondiendo su fórmula a la de un poliéster aromático. Su denominación técnica es Polietilén Tereftalato o Politereftalato de etileno. Empezó a ser utilizado como materia prima en fibras para la industria textil y la producción de films

El PET perteneciente al grupo de los materiales sintéticos denominados poliésteres, fue descubierto por los científicos británicos Whinfield y Dickson, en el año 1941, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación de fibras. Se debe recordar que su país estaba en plena guerra y existía una apremiante necesidad de buscar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto. Recién a partir de 1946 se lo empezó a utilizar industrialmente como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se lo comenzó a emplear en forma de film para el envasamiento de alimentos. Pero la aplicación que le significó su principal mercado fue en envases rígidos, a partir de 1976; pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud para el embotellado de bebidas carbonatadas.

Es el polímero para el cual los fabricantes de máquinas internacionales han dedicado el mayor esfuerzo técnico y comercial. Efectivamente, los constructores han diseñado ex profeso y con inversiones cuantiosas, equipos y líneas completas perfectamente adaptadas a los parámetros de transformación del PET, cuya disponibilidad accesible a todos los embotelladores, unida a la adecuada comercialización de la materia prima, permitió la expansión de su uso en todo el mundo.

El Politereftalato de etileno, más bien conocido por sus siglas en inglés “PET” (polyethylene terephtalate)

Es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Algunas compañías manufacturan el PET y otros poliésteres bajo diferentes marcas comerciales, por ejemplo, en los Estados Unidos y el Reino Unido usan los nombres de Mylar y Melinex.

Químicamente el PET es un polímero que se obtiene mediante una reacción de policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de materiales sintéticos denominados poliésteres.

Es un polímero termoplástico lineal, con un alto grado de cristalinidad. Como todos los termoplásticos puede ser procesado mediante extrusión, inyección, inyección y sopladosoplado de preforma y termoconformado. Para evitar el crecimiento excesivo de las esferulitas y lamelas de cristales, este material debe ser rápidamente enfriado, con esto se logra una mayor transparencia, la razón de su transparencia al enfriarse rápido consiste en que los cristales no alcanzan a desarrollarse completamente y su tamaño no interfiere con la trayectoria de la longitud de onda de la luz visible, de acuerdo con la teoría cuántica.

Ventajas

Propiedades únicas

Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas.

Costo/Performance

El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.

Disponibilidad

Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica.

Reciclado

El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura la esterilización del producto.

Características del PET

Biorientación

Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización de espesores.

Cristalización

Permite lograr resistencia térmica para utilizar bandejas termoformadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción.

Esterilización

El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación gamma

Alternativas ecológicas

  • Retornabilidad
  • Reuso de molienda
  • Fibras
  • Polioles para poliuretanos
  • Poliésteres no saturados
  • Envases no alimenticios
  • Alcohólisis/ Metanólisis
  • Incineración.

Resistencia Química del PET

Buena resistencia general en especial a:

Grasas y aceites presentes en alimentos, soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales, jabones, hidrocarburos alifáticos y alcoholes.

Poca resistencia a:

Solventes halogenados, aromáticos y cetonas de bajo peso molecular.

Algunas aplicaciones del PET

Envases

Fabricados por inyección o soplado con biorientación, por extrusión o soplado.

Usos: gaseosas, dentífricos, lociones, polvos y talcos, aguas y jugos, champús, vinos, aceites comestibles y medicinales, productos capilares, fármacos, industria de la alimentación y laboratorios de cosmética y farmacéuticos.

Láminas y películas

Fabricadas por extrusión plana o coextrusión por burbuja. Películas biorientadas.

Usos: cajas, blisters, pouches para envasado de alimentos, medicamentos, cosméticos.

Otros

Piezas de inyección, fabricación de plásticos de ingeniería usados para casos de alta exigencia térmica, mecánica.

Usos: Fabricación de carcazas de motores, envases resistentes a congelamiento y ulterior autoclavado, monofilamentos resistentes a temperatura en medio ácido.

Existen diferentes alternativas en las cuales se puede reciclar el PET desde el reciclado mecánico , químico y algunos que han sido planteados en otros países para reutilizar el PET o encontrar utilidad a los envases de PET con el fin de disminuir su impacto ambiental y el volumen de estos en los tiraderos de basura.

  • Reciclado mecánico: este tipo de sistema de reciclado es el más convencional para el PET, consiste en una serie de etapas a los que el material es sometido para su limpieza y procesamiento, sin involucrar un cambio químico en su estructura. Al considerar este tipo de reciclado de PET es importante conocer el origen del residuo (residuo de proceso industrial o residuo post-consumo), además es importante considerar la aplicación a la cual será destinada (fibra, lámina, botella, bidón, fleje…) y sí este tendrá algún contacto con alimento. La calidad del producto resultante ira ligada completamente con la separación previa de los materiales plásticos, ausencia de impurezas y por supuesto de su limpieza. De esta manera es de suma importancia realizar de manera minuciosa la selección de procesos y sub-procesos (separación, lavado en frío, lavado en caliente, secado, etc.) para cada caso. Dentro del reciclado mecánico existen dos tipos de proceso: siendo uno de estos el reciclado mecánico convencional y el proceso de súper limpieza; siendo el segundo complementario del primero.

La ventaja al hacer uso de catalizadores en el proceso radica en la selectividad, ya que al hacer uso de estos se reduce significativamente la producción de oligómeros. Mientras que el Pt/Al2O3 realiza simultáneamente la degradación del poliestireno y la hidrogenación de productos con el objetivo de reducir el contenido de aromáticos en el producto final; pero cabe destacar que inhibe parcialmente la degradación del polímero al compararla con el proceso térmico.

  • Hidrólisisalcalina: son triturados los desechos de PET con una solución de NaOH, la mezcla de la reacción se somete a calor hasta que alcance el punto de ebullición, al finalizar se enfría y los residuos son filtrados. El filtro alcalino obtenido es neutralizado con un diluido de ácido hidro-clorhídrico, el producto final se filtra mediante succión y es deshidratado a una temperatura de 40°C por un tiempo de 24 horas en presencia de P2Cl5.
  • La utilización de agentes catalizadores en la hidrólisis alcalina de PET son mejores que las técnicas que no hacen uso de catalizadores.
  • Degradación de termo- oxidación: en este mecanismo de degradación el oxígeno maneja un rol fundamental para que se pueda llevar a cabo este proceso ya que depende en gran medida de la disponibilidad de oxígeno.

Ya que en presencia de oxígeno, las reacciones de escisión de la cadena dominan sobre las reacciones de ampliación moleculares. Los radicales alquilo reaccionan rápidamente con el oxígeno y forma radicales peróxido, lo que se puede hacer abstracción de hidrógeno inter o intermolecular para formar hidroperóxidos poliméricos. La Termo-oxidación y la oxidación de los productos de polietileno se llevan a cabo a un rango de temperaturas de 150-250°C, es decir, las condiciones de procesamiento, han sido objeto de varios estudios. El proceso y los mecanismos de degradación a altas temperaturas difieren de los mecanismos que tienen lugar durante envejecimiento a largo plazo a temperaturas moderadas. Una temperatura más alta significa reacciones más rápidas y mayor cantidad de radicales libres. La disponibilidad de oxígeno llegará a ser limitada debido a que la velocidad de difusión y solubilidad de oxígeno es demasiado baja. Mientras que a menor concentración de oxígeno, la probabilidad de que dos radicales alquilo vecinos sobrevivirá el tiempo suficiente para reaccionar con cada uno otro en lugar de reaccionar con el oxígeno es más alta y las reacciones de ampliación moleculares estarán conduciendo a una ampliación dominante de la distribución del peso molecular. A temperaturas de reacción más bajas, que son las reales durante la degradación ambiental, la degradación así como los tiempos de reacción son mucho más largos, el número de radicales es más pequeño y el oxígeno tiene más tiempo para difundir a los sitios de reacción.

La botella de plástico es muy utilizada en la comercialización de líquidos en productos como de lácteos, bebidas o limpia hogares. También se emplea para el transporte de productos pulverulentos o en píldoras, como vitaminas o medicinas. Sus ventajas respecto al vidrio son básicamente su menor precio y su gran versatilidad de formas.

El plástico se moldea para que la botella adquiera la forma necesaria para la función a que se destina. Algunas incorporan asas laterales para facilitar el vertido del líquido. Otras mejoran su ergonomía estrechándose en su parte frontal o con rebajes laterales para poder agarrarlas con comodidad. Las botellas con anillos perimetrales o transversales mejoran su resistencia mecánica al apilamiento. Las estrechas y anchas mejoran su visibilidad en el lineal al contar con un facing de mayor superficie.

El tapón de rosca, también de plástico, es el cierre más habitual de las botellas de plástico. Su diseño puede incrementar sus funcionalidades actuando como difusor en spray, dispensador de líquido, medida de dosificación o asidero, en este caso, por ejemplo, para garrafas pesadas.

Las botellas de plástico se fabrican en gran variedad de materiales, escogidos en función de su aplicación.

  • Polietileno de Alta Densidad. PEAD es la resina más extendida para la fabricación de botellas. Este material es económico, resistente a los impactos y proporciona una buena barrera contra la humedad. PEAD es compatible con una gran variedad de productos que incluyen ácidos y cáusticos aunque no con solventes. PEAD es naturalmente traslúcido y flexible. La adición de color puede convertirlo en opaco pero no en un material brillante. Si bien proporciona buena protección en temperaturas bajo el nivel de congelación, no puede ser utilizado para productos por encima de 71.1 ℃ o para productos que necesitan un sellado hermético.
  • Polietileno de baja densidad. La composición del PEBD es similar al PEAD. Es menos rígido y, generalmente, menos resistente químicamente pero más traslúcido. También es significativamente más barato que el PEAD. PEBD se usa fundamentalmente, para bebidas.
  • Politereftalato de etileno. El Politereftalato de etileno (PET) se usa habitualmente para bebidas carbonatadas y botellas de agua. PET proporciona propiedades barrera muy buenas para el alcohol y aceites esenciales, habitualmente buena resistencia química –aunque acetonas y ketonas atacan el PET– y una gran resistencia a la degradación por impacto y resistencia a la tensión. El proceso de orientación sirve para mejorar las propiedades de barrera contra gases y humedad y resistencia al impacto. Este material no proporciona resistencia a aplicaciones de altas temperaturas —max. temp. 160 ℉ (71.1 ℃).
  • Policloruro de vinilo. PVC es naturalmente claro, tiene gran resistencia a los aceites y muy baja transmisión al oxígeno. Proporciona una barrera excelente a la mayoría de los gases y su resistencia al impacto por caída también es muy buena. Este material es resistente químicamente pero vulnerable a solventes. PVC es una elección excelente para el aceite de ensalada, aceite mineral yvinagre. También se usa habitualmente para champús y productos cosméticos. PVC exhibe poca resistencia a temperaturas altas y se degrada a 160 ℉ (71.1 ℃) haciéndolo incompatible con productos calientes.
  • Polipropileno. El polipropileno (PP) se usa sobre todo para jarras y cierres y proporciona un embalaje rígido con excelente barrera a la humedad. Una de las mayores ventajas del polipropileno es su estabilidad a altas temperaturas, hasta 200 ℉. El polipropileno ofrece potencial para esterilización con vapor. La compatibilidad del PP con altas temperaturas explica su uso para productos calientes tales como elsirope. PP tiene excelente resistencia química pero tiene escasa resistencia al impacto en temperaturas frías.
  • Poliestireno. Ofrece excelente claridad y rigidez a un coste económico. Generalmente, se usa para productos secos comovitaminas, gelatina de petróleo o especias. El poliestireno no proporciona buenas propiedades barrera y muestra poca resistencia al impacto.
  • Por suerte, el PET es el plástico más reciclado en Europa y Estados Unidos, así como es menos perjudicial para el medio ambiente que otros tipos de plástico como el PVC.
  • No por ello se libra de perjudicar el medio ambiente, ya que en su elaboración se utilizan metales pesados y sustancias irritantes que se expulsan al medio ambiente. Es por ello que es necesario el reciclaje de plásticosea de PET o cualquier otro tipo.
  • Algunas organizaciones como Greenpeace siguen una lucha para que el reciclaje de PET esté subvencionado. Otras organizaciones buscan limitar el uso de este material plástico en determinados envases que podrías sustituirse por otros con propiedades menos nocivas y biodegradables.
  • ¿Por qué?
    Uno de los grandes problemas del mundo de hoy es que la basura que se genera es de tal volumen y magnitud que no hay tiempo para tratarla. Sin embargo, una empresa en Sao Paulo, Brasil está haciendo la diferencia al usar en su producción un material que usamos y desechamos todos los días: botellas o garrafas PET.
  • El uso efímero que le damos a las mismas no se compara con la cantidad de años que se requieren para que ese material se degrade por sí mismo. En grandes ciudades se pueden recolectar más de 2,700 de estos envases por día.
  • Atentas a esta situación, en Sao Paulo existen varias empresas que basan su producción en material reciclado a partir de botellas PET.
  • Lo más importante y significativo de este proceso, es que se está generando un movimiento que no sólo está contribuyendo con la vida útil de los rellenos sanitarios. Se le está echando una mano al planeta al ahorrar energía, pues es más barato procesar ese material en vez del acrílico y por otro lado, la colectividad de empresarios y consumidores ha reaccionado de manera muy positiva. Por donde se le mire, se convierte en un negocio muy atractivo.
  • ¿Cómo?
    El PET (Tereftalato de Polietileno) es un poliéster, un polímetro termoplástico. Es el mejor y más resistente plástico para la fabricación de botellas o garrafas para agua, jugos, refresco, aceites y un largo etcétera. Son 100%reciclables y su composición química no libera ningún producto tóxico.
  • En este negocio es fundamental la recolección selectiva de desechos para crear una oportunidad de negocios tal como lo hacen los empresarios de Brasil.
  • Un claro ejemplo es lo que hace una compañía gráfica de Sorocaba (municipio ubicado en Sao Paulo), que produce diversos materiales: desde cubiertas plastificadas para cuadernos, láminas para encuadernar, bolígrafos, tarjetas plastificadas para carnets y tarjetas de crédito, juegos de geometría (reglas, escuadras, compases) hasta placas de señalización de tráfico.
  • La producción se duplica cada dos años, lo que ha contribuido al aumento de la facturación. La inversión para este tipo de empresa fue unos 400 mil reales, y mediante ensayo y error dieron con el nicho y con los productos que hoy han contribuido a que sean pioneros en el mundo en este tipo de productos.
  • Las botellas son recogidas por personas que hasta hace muy poco vivían de los desechos de restaurantes, ahora se han organizado en cooperativas y colectan material reciclable que va desde papel, plásticos,cartones y por supuesto las botellas. Estas son almacenadas, clasificadas por peso y colores, se comprimen en una prensa, pues aunque es un material muy leve ocupa mucho volumen y luego es vendida a las empresas que las procesan.
  • Éstas a su vez sacan un producto terminado en forma de láminas que es vendido a la fábrica en cuestión.

Se pueden distinguir tres tipos fundamentales de PET, el grado textil, el grado botella y el grado film.

El grado textil fue la primera aplicación industrial del PET. Durante la Segunda Guerra Mundial, se usó para reemplazar las fibras naturales como el algodón o el lino. Al poliéster (nombre común del PET grado textil), se le reconocieron   excelentes cualidades desde un inicio para el proceso textil, entre las que se encuentran su alta resistencia a la deformación y su estabilidad dimensional, además del fácil cuidado de la prenda tejida (lavado y secado rápidos sin necesidad de planchado). Entre algunas limitaciones que presenta este material son: difícil tintura, la formación de pilling (bolitas) y la acumulación de electricidad estática, problemas para los que se han desarrollado soluciones eficaces.

El grado botella se comenzó a producir en Europa a partir de 1974 y su primera comercialización se llevó a cabo en los EUA. Desde entonces ha experimentado un gran crecimiento y una continua demanda, debida principalmente a que el PET ofrece características favorables en cuanto a resistencia contra agentes químicos, gran transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo. La más reciente y exitosa aplicación del PET, es el envasado   de aguas minerales, también se ha comenzado a utilizar en el envasado de productos farmacéuticos, de droguería o alimenticios como salsas, mermeladas, miel. El PET grado film, se utiliza en gran cantidad para la fabricación de películas fotográficas, de rayos X y de audio.

A lo largo de los 20 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento.

Esta diversificación tan importante ha originado que el PET haya experimentado un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial.

Bibliografía:

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/05/pet.html

es.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno

http://www.goodfellow.com/S/Politereftalato-de-Etileno.html

http://www.textoscientificos.com/polimeros/pet

Objetivo

Elaborar muebles a partir de botellas de PET.

Justificación

El PET es uno de los materiales mayormente producidos alrededor del mundo, principalmente para la elaboración de envases para las bebidas y textiles. Gracias a sus propiedades es un material resistente y duradero, pero afecta seriamente al medio ambiente, ya que es producido a partir de petróleo y gas natural, por lo que es necesaria su reutilizacion.

Se utilizaran botellas de PET para elaborar muebles y de esta manera encontrar una alternativa a los muebles comunes para reducir el desperdicio de este material, evitando la contaminacion del medio ambiente.

 

Hipótesis

Si logramos elaborar muebles a partir de botellas de PET, entonces encontraríamos una alternativa a los muebles comunes.

Método (materiales y procedimiento)

Lista de materiales:

  • 120 botellas de PET de 2 litros
  • Cinta adhesiva
  • Cuter
  • Plumón
  • Silicon caliente

Procedimiento:

  1. Marcar una botella por la mitad y con el cuter cortar la parte marcada.
  2. Cortar una segunda botella por la mitad y desechar el cuello.
  3. Colocar el cuello de la primera botella de manera invertida en la mitad de la misma.
  4. Meter una botella entera de forma vertical en el cuello de la botella invertida.
  5. Colocar la mitad de la segunda botella sobre la botella entera, formando así un cilindro.
  6. Fijar con cinta adhesiva las partes del cilindro.
  7. Repetir del 1° al 6° paso, hasta obtener 60 cilindros.
  8. Unir 16 cilindros formando un bloque de 4×4 cilindros.
  9. Fijar los cilindros con cinta adhesiva por afuera, rodeándolos.
  10. Para realizar el respaldo, unir con silicón caliente 3 botellas de largo por 3 de ancho de forma vertical
  11. Unir el marco con el asiento con silicón y dejar secar.

 

Galería Método

Resultados

Obtuvimos tres muebles de PET: una mesa, una silla y un taburete. La silla y el taburete soportaron 47 kg aproximadamente, y la mesa 30 kg. El taburete mide 24 cm de alto por 20 de ancho; la silla 40 cm por 25 cm, y el respaldo 20 cm por 15 cm; las patas de la mesa midieron 50 cm, y la superficie 65 cm por 40 cm.

Galería Resultados

Discusión

Los muebles de PET a diferencia de los muebles comunes tienen mayor durabilidad y ayudan a la reutilización de dicho material para reducir la contaminación que genera, y aprovechar completamente las propiedades del polímero para un proyecto benéfico para el ambiente

Conclusiones

Se pueden elaborar muebles a partir de botellas de PET, debido a su alta resistencia, logrando soportar una considerable cantidad de peso sin llegar a deformarse.

Bibliografía

Sebastian Martinez/Jorge Solorio/Ángel Guzman. (2015). PET. 02 de noviembre 2015, de Centro Escolar  Zamá Sitio web: Bibliografía: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/05/pet.html es.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno http://www.goodfellow.com/S/Politereftalato-de-Etileno.html http://www.textoscientificos.com/polimero



Elaboración de muebles a partir de botellas de PET.

Summary

PET is a type of plastic primary material derived from petroleum or natural gas, which due to its properties has great strength and durability, so it takes several years to decompose. It belongs to the group of so-called synthetic polyester materials, which was discovered by British scientists Whinfield and Dickson in 1941, who patented it as a polymer for manufacturing fibers. This material is used mostly for manufacturing beverage containers such as soft drinks or clean water. It is the polymer which international machinery manufacturers have devoted the greatest technical and commercial effort, thereby generating a high consumption of resources and energy to produce it. The excessive consumption of this material has had serious repercussions on the planet, affecting the soil, water bodies and appearance of the environment, in addition to affecting the health of people in the long term, generating respiratory or skin problems. That is why reusing is a way to avoid wasting and reducing the consequences generated in the environment, since the durability of this material allows it to be used repeatedly. S, this property will be used to make furniture based on PET bottles. Furthermore, this will help to improve the environment and the durability, strength and low cost of some furniture which will be obtained. In addition, their manufacture is simple and the materials used are easy to obtain.

Research Question

How to elaborate furniture based on PET?

Problem approach

Production of PET or polyethylene terephthalate has increased over the years and its excessive consumption has generated a great waste of this material, which brings impact on the environment.

Because PET is created by an oil chemical process or natural gas, the planet is threatened with their toxins affecting soil and water bodies, also it affects adversely the appearance of the environment and brings long-term disease health, respiratory or skin problems, besides the fact that they consume a lot of energy in the production process.

Reuse is an important way to avoid waste and thus reduce the consequences that, since being a strong and durable material can be used several times so that we can take full advantage of the usefulness of the polymer

Background

El PET es un tipo de material primario plástica derivada del petróleo, correspondiendo su fórmula a la de un poliéster aromático. Su denominación técnica es Polietilén Tereftalato o Politereftalato de etileno. Empezó a ser utilizado como materia prima en fibras para la industria textil y la producción de films

El PET perteneciente al grupo de los materiales sintéticos denominados poliésteres, fue descubierto por los científicos británicos Whinfield y Dickson, en el año 1941, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación de fibras. Se debe recordar que su país estaba en plena guerra y existía una apremiante necesidad de buscar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto. Recién a partir de 1946 se lo empezó a utilizar industrialmente como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se lo comenzó a emplear en forma de film para el envasamiento de alimentos. Pero la aplicación que le significó su principal mercado fue en envases rígidos, a partir de 1976; pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud para el embotellado de bebidas carbonatadas.

Es el polímero para el cual los fabricantes de máquinas internacionales han dedicado el mayor esfuerzo técnico y comercial. Efectivamente, los constructores han diseñado ex profeso y con inversiones cuantiosas, equipos y líneas completas perfectamente adaptadas a los parámetros de transformación del PET, cuya disponibilidad accesible a todos los embotelladores, unida a la adecuada comercialización de la materia prima, permitió la expansión de su uso en todo el mundo.

El Politereftalato de etileno, más bien conocido por sus siglas en inglés “PET” (polyethylene terephtalate)

Es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Algunas compañías manufacturan el PET y otros poliésteres bajo diferentes marcas comerciales, por ejemplo, en los Estados Unidos y el Reino Unido usan los nombres de Mylar y Melinex.

Químicamente el PET es un polímero que se obtiene mediante una reacción de policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de materiales sintéticos denominados poliésteres.

Es un polímero termoplástico lineal, con un alto grado de cristalinidad. Como todos los termoplásticos puede ser procesado mediante extrusión, inyección, inyección y sopladosoplado de preforma y termoconformado. Para evitar el crecimiento excesivo de las esferulitas y lamelas de cristales, este material debe ser rápidamente enfriado, con esto se logra una mayor transparencia, la razón de su transparencia al enfriarse rápido consiste en que los cristales no alcanzan a desarrollarse completamente y su tamaño no interfiere con la trayectoria de la longitud de onda de la luz visible, de acuerdo con la teoría cuántica.

Ventajas

Propiedades únicas

Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas.

Costo/Performance

El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.

Disponibilidad

Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica.

Reciclado

El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura la esterilización del producto.

Características del PET

Biorientación

Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización de espesores.

Cristalización

Permite lograr resistencia térmica para utilizar bandejas termoformadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción.

Esterilización

El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación gamma

Alternativas ecológicas

  • Retornabilidad
  • Reuso de molienda
  • Fibras
  • Polioles para poliuretanos
  • Poliésteres no saturados
  • Envases no alimenticios
  • Alcohólisis/ Metanólisis
  • Incineración.

Resistencia Química del PET

Buena resistencia general en especial a:

Grasas y aceites presentes en alimentos, soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales, jabones, hidrocarburos alifáticos y alcoholes.

Poca resistencia a:

Solventes halogenados, aromáticos y cetonas de bajo peso molecular.

Algunas aplicaciones del PET

Envases

Fabricados por inyección o soplado con biorientación, por extrusión o soplado.

Usos: gaseosas, dentífricos, lociones, polvos y talcos, aguas y jugos, champús, vinos, aceites comestibles y medicinales, productos capilares, fármacos, industria de la alimentación y laboratorios de cosmética y farmacéuticos.

Láminas y películas

Fabricadas por extrusión plana o coextrusión por burbuja. Películas biorientadas.

Usos: cajas, blisters, pouches para envasado de alimentos, medicamentos, cosméticos.

Otros

Piezas de inyección, fabricación de plásticos de ingeniería usados para casos de alta exigencia térmica, mecánica.

Usos: Fabricación de carcazas de motores, envases resistentes a congelamiento y ulterior autoclavado, monofilamentos resistentes a temperatura en medio ácido.

Existen diferentes alternativas en las cuales se puede reciclar el PET desde el reciclado mecánico , químico y algunos que han sido planteados en otros países para reutilizar el PET o encontrar utilidad a los envases de PET con el fin de disminuir su impacto ambiental y el volumen de estos en los tiraderos de basura.

  • Reciclado mecánico: este tipo de sistema de reciclado es el más convencional para el PET, consiste en una serie de etapas a los que el material es sometido para su limpieza y procesamiento, sin involucrar un cambio químico en su estructura. Al considerar este tipo de reciclado de PET es importante conocer el origen del residuo (residuo de proceso industrial o residuo post-consumo), además es importante considerar la aplicación a la cual será destinada (fibra, lámina, botella, bidón, fleje…) y sí este tendrá algún contacto con alimento. La calidad del producto resultante ira ligada completamente con la separación previa de los materiales plásticos, ausencia de impurezas y por supuesto de su limpieza. De esta manera es de suma importancia realizar de manera minuciosa la selección de procesos y sub-procesos (separación, lavado en frío, lavado en caliente, secado, etc.) para cada caso. Dentro del reciclado mecánico existen dos tipos de proceso: siendo uno de estos el reciclado mecánico convencional y el proceso de súper limpieza; siendo el segundo complementario del primero.

La ventaja al hacer uso de catalizadores en el proceso radica en la selectividad, ya que al hacer uso de estos se reduce significativamente la producción de oligómeros. Mientras que el Pt/Al2O3 realiza simultáneamente la degradación del poliestireno y la hidrogenación de productos con el objetivo de reducir el contenido de aromáticos en el producto final; pero cabe destacar que inhibe parcialmente la degradación del polímero al compararla con el proceso térmico.

  • Hidrólisisalcalina: son triturados los desechos de PET con una solución de NaOH, la mezcla de la reacción se somete a calor hasta que alcance el punto de ebullición, al finalizar se enfría y los residuos son filtrados. El filtro alcalino obtenido es neutralizado con un diluido de ácido hidro-clorhídrico, el producto final se filtra mediante succión y es deshidratado a una temperatura de 40°C por un tiempo de 24 horas en presencia de P2Cl5.
  • La utilización de agentes catalizadores en la hidrólisis alcalina de PET son mejores que las técnicas que no hacen uso de catalizadores.
  • Degradación de termo- oxidación: en este mecanismo de degradación el oxígeno maneja un rol fundamental para que se pueda llevar a cabo este proceso ya que depende en gran medida de la disponibilidad de oxígeno.

Ya que en presencia de oxígeno, las reacciones de escisión de la cadena dominan sobre las reacciones de ampliación moleculares. Los radicales alquilo reaccionan rápidamente con el oxígeno y forma radicales peróxido, lo que se puede hacer abstracción de hidrógeno inter o intermolecular para formar hidroperóxidos poliméricos. La Termo-oxidación y la oxidación de los productos de polietileno se llevan a cabo a un rango de temperaturas de 150-250°C, es decir, las condiciones de procesamiento, han sido objeto de varios estudios. El proceso y los mecanismos de degradación a altas temperaturas difieren de los mecanismos que tienen lugar durante envejecimiento a largo plazo a temperaturas moderadas. Una temperatura más alta significa reacciones más rápidas y mayor cantidad de radicales libres. La disponibilidad de oxígeno llegará a ser limitada debido a que la velocidad de difusión y solubilidad de oxígeno es demasiado baja. Mientras que a menor concentración de oxígeno, la probabilidad de que dos radicales alquilo vecinos sobrevivirá el tiempo suficiente para reaccionar con cada uno otro en lugar de reaccionar con el oxígeno es más alta y las reacciones de ampliación moleculares estarán conduciendo a una ampliación dominante de la distribución del peso molecular. A temperaturas de reacción más bajas, que son las reales durante la degradación ambiental, la degradación así como los tiempos de reacción son mucho más largos, el número de radicales es más pequeño y el oxígeno tiene más tiempo para difundir a los sitios de reacción.

La botella de plástico es muy utilizada en la comercialización de líquidos en productos como de lácteos, bebidas o limpia hogares. También se emplea para el transporte de productos pulverulentos o en píldoras, como vitaminas o medicinas. Sus ventajas respecto al vidrio son básicamente su menor precio y su gran versatilidad de formas.

El plástico se moldea para que la botella adquiera la forma necesaria para la función a que se destina. Algunas incorporan asas laterales para facilitar el vertido del líquido. Otras mejoran su ergonomía estrechándose en su parte frontal o con rebajes laterales para poder agarrarlas con comodidad. Las botellas con anillos perimetrales o transversales mejoran su resistencia mecánica al apilamiento. Las estrechas y anchas mejoran su visibilidad en el lineal al contar con un facing de mayor superficie.

El tapón de rosca, también de plástico, es el cierre más habitual de las botellas de plástico. Su diseño puede incrementar sus funcionalidades actuando como difusor en spray, dispensador de líquido, medida de dosificación o asidero, en este caso, por ejemplo, para garrafas pesadas.

Las botellas de plástico se fabrican en gran variedad de materiales, escogidos en función de su aplicación.

  • Polietileno de Alta Densidad. PEAD es la resina más extendida para la fabricación de botellas. Este material es económico, resistente a los impactos y proporciona una buena barrera contra la humedad. PEAD es compatible con una gran variedad de productos que incluyen ácidos y cáusticos aunque no con solventes. PEAD es naturalmente traslúcido y flexible. La adición de color puede convertirlo en opaco pero no en un material brillante. Si bien proporciona buena protección en temperaturas bajo el nivel de congelación, no puede ser utilizado para productos por encima de 71.1 ℃ o para productos que necesitan un sellado hermético.
  • Polietileno de baja densidad. La composición del PEBD es similar al PEAD. Es menos rígido y, generalmente, menos resistente químicamente pero más traslúcido. También es significativamente más barato que el PEAD. PEBD se usa fundamentalmente, para bebidas.
  • Politereftalato de etileno. El Politereftalato de etileno (PET) se usa habitualmente para bebidas carbonatadas y botellas de agua. PET proporciona propiedades barrera muy buenas para el alcohol y aceites esenciales, habitualmente buena resistencia química –aunque acetonas y ketonas atacan el PET– y una gran resistencia a la degradación por impacto y resistencia a la tensión. El proceso de orientación sirve para mejorar las propiedades de barrera contra gases y humedad y resistencia al impacto. Este material no proporciona resistencia a aplicaciones de altas temperaturas —max. temp. 160 ℉ (71.1 ℃).
  • Policloruro de vinilo. PVC es naturalmente claro, tiene gran resistencia a los aceites y muy baja transmisión al oxígeno. Proporciona una barrera excelente a la mayoría de los gases y su resistencia al impacto por caída también es muy buena. Este material es resistente químicamente pero vulnerable a solventes. PVC es una elección excelente para el aceite de ensalada, aceite mineral yvinagre. También se usa habitualmente para champús y productos cosméticos. PVC exhibe poca resistencia a temperaturas altas y se degrada a 160 ℉ (71.1 ℃) haciéndolo incompatible con productos calientes.
  • Polipropileno. El polipropileno (PP) se usa sobre todo para jarras y cierres y proporciona un embalaje rígido con excelente barrera a la humedad. Una de las mayores ventajas del polipropileno es su estabilidad a altas temperaturas, hasta 200 ℉. El polipropileno ofrece potencial para esterilización con vapor. La compatibilidad del PP con altas temperaturas explica su uso para productos calientes tales como elsirope. PP tiene excelente resistencia química pero tiene escasa resistencia al impacto en temperaturas frías.
  • Poliestireno. Ofrece excelente claridad y rigidez a un coste económico. Generalmente, se usa para productos secos comovitaminas, gelatina de petróleo o especias. El poliestireno no proporciona buenas propiedades barrera y muestra poca resistencia al impacto.
  • Por suerte, el PET es el plástico más reciclado en Europa y Estados Unidos, así como es menos perjudicial para el medio ambiente que otros tipos de plástico como el PVC.
  • No por ello se libra de perjudicar el medio ambiente, ya que en su elaboración se utilizan metales pesados y sustancias irritantes que se expulsan al medio ambiente. Es por ello que es necesario el reciclaje de plásticosea de PET o cualquier otro tipo.
  • Algunas organizaciones como Greenpeace siguen una lucha para que el reciclaje de PET esté subvencionado. Otras organizaciones buscan limitar el uso de este material plástico en determinados envases que podrías sustituirse por otros con propiedades menos nocivas y biodegradables.
  • ¿Por qué?
    Uno de los grandes problemas del mundo de hoy es que la basura que se genera es de tal volumen y magnitud que no hay tiempo para tratarla. Sin embargo, una empresa en Sao Paulo, Brasil está haciendo la diferencia al usar en su producción un material que usamos y desechamos todos los días: botellas o garrafas PET.
  • El uso efímero que le damos a las mismas no se compara con la cantidad de años que se requieren para que ese material se degrade por sí mismo. En grandes ciudades se pueden recolectar más de 2,700 de estos envases por día.
  • Atentas a esta situación, en Sao Paulo existen varias empresas que basan su producción en material reciclado a partir de botellas PET.
  • Lo más importante y significativo de este proceso, es que se está generando un movimiento que no sólo está contribuyendo con la vida útil de los rellenos sanitarios. Se le está echando una mano al planeta al ahorrar energía, pues es más barato procesar ese material en vez del acrílico y por otro lado, la colectividad de empresarios y consumidores ha reaccionado de manera muy positiva. Por donde se le mire, se convierte en un negocio muy atractivo.
  • ¿Cómo?
    El PET (Tereftalato de Polietileno) es un poliéster, un polímetro termoplástico. Es el mejor y más resistente plástico para la fabricación de botellas o garrafas para agua, jugos, refresco, aceites y un largo etcétera. Son 100%reciclables y su composición química no libera ningún producto tóxico.
  • En este negocio es fundamental la recolección selectiva de desechos para crear una oportunidad de negocios tal como lo hacen los empresarios de Brasil.
  • Un claro ejemplo es lo que hace una compañía gráfica de Sorocaba (municipio ubicado en Sao Paulo), que produce diversos materiales: desde cubiertas plastificadas para cuadernos, láminas para encuadernar, bolígrafos, tarjetas plastificadas para carnets y tarjetas de crédito, juegos de geometría (reglas, escuadras, compases) hasta placas de señalización de tráfico.
  • La producción se duplica cada dos años, lo que ha contribuido al aumento de la facturación. La inversión para este tipo de empresa fue unos 400 mil reales, y mediante ensayo y error dieron con el nicho y con los productos que hoy han contribuido a que sean pioneros en el mundo en este tipo de productos.
  • Las botellas son recogidas por personas que hasta hace muy poco vivían de los desechos de restaurantes, ahora se han organizado en cooperativas y colectan material reciclable que va desde papel, plásticos,cartones y por supuesto las botellas. Estas son almacenadas, clasificadas por peso y colores, se comprimen en una prensa, pues aunque es un material muy leve ocupa mucho volumen y luego es vendida a las empresas que las procesan.
  • Éstas a su vez sacan un producto terminado en forma de láminas que es vendido a la fábrica en cuestión.

Se pueden distinguir tres tipos fundamentales de PET, el grado textil, el grado botella y el grado film.

El grado textil fue la primera aplicación industrial del PET. Durante la Segunda Guerra Mundial, se usó para reemplazar las fibras naturales como el algodón o el lino. Al poliéster (nombre común del PET grado textil), se le reconocieron   excelentes cualidades desde un inicio para el proceso textil, entre las que se encuentran su alta resistencia a la deformación y su estabilidad dimensional, además del fácil cuidado de la prenda tejida (lavado y secado rápidos sin necesidad de planchado). Entre algunas limitaciones que presenta este material son: difícil tintura, la formación de pilling (bolitas) y la acumulación de electricidad estática, problemas para los que se han desarrollado soluciones eficaces.

El grado botella se comenzó a producir en Europa a partir de 1974 y su primera comercialización se llevó a cabo en los EUA. Desde entonces ha experimentado un gran crecimiento y una continua demanda, debida principalmente a que el PET ofrece características favorables en cuanto a resistencia contra agentes químicos, gran transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo. La más reciente y exitosa aplicación del PET, es el envasado   de aguas minerales, también se ha comenzado a utilizar en el envasado de productos farmacéuticos, de droguería o alimenticios como salsas, mermeladas, miel. El PET grado film, se utiliza en gran cantidad para la fabricación de películas fotográficas, de rayos X y de audio.

A lo largo de los 20 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento.

Esta diversificación tan importante ha originado que el PET haya experimentado un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial.

Bibliografía:

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/05/pet.html

es.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno

http://www.goodfellow.com/S/Politereftalato-de-Etileno.html

http://www.textoscientificos.com/polimeros/pet

Objective

To elaborate furniture based on PET

Justification

PET is one of the most produced materials around the World principally to elaborate bottles or textiles. Thanks to its properties it is a resistant material, but affects the environment seriously, since it is produced from oil and natural gas, so it is important to reuse it.
We will use PET bottles to elaborate furniture and in this way find an alternative for common furniture reducing the waste of this material, avoiding the contamination in the environment.   

Hypothesis

If we elaborate furniture based on PET, then we will find an alternative for common bottles

Method (materials and procedure)

MATERIALS

120 PET bottles

Scotch tape

1 Cutter

1 Marker

1 Silicon gun

PROCESS:

  1. Mark a bottle by the half and cut the part marked.
  2. Cut a second bottle by the half and discard the neck of it.
  3. Place the neck of the first bottle inverted.
  4. Place a whole bottle, vertically in the neck of the inverted bottle.
  5. Place the half of the second bottle on the whole bottle, thus forming a cylinder.
  6. Put adhesive tape around the cylinder.
  7. Repeat steps 1 to 6 until we get 60 cylinders
  8. Join 16 cylinders forming a 4×4 cube.
  9. Fix the cylinder with tape on the outside surroundings.
  10. To perform the backup, attach with hot glue 3 bottles long by 2 wide vertically.
  11. Attach the back seat with silicon and let it dry.

Results

We obtained three furniture of PET: a table, a chair and a stool. The chair and stool endured approximately 47 kg and 30 kg table. The stool is 24 cm high by 20 wide; chair 40 cm by 25 cm, and 20 cm back 15 cm; the table legs measured 50 cm, and the surface 65 cm 40 cm.

Discussion

PET furniture unlike the common furniture has durability and help reuse of this material to reduce the pollution generated , and fully exploit the properties of the polymer for a charity project for the environment.

Conclusions

Furniture can be made from PET bottles, because of its high strength, achieving withstand a considerable amount of weight without become deformed.

Bibliography

Sebastian Martinez/Jorge Solorio/Ángel Guzman. (2015). PET. 02 de noviembre 2015, de  Centro Escolar Zamá Sitio web: Bibliografía: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/05/pet.html es.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno http://www.goodfellow.com/S/Politereftalato-de-Etileno.html http://www.textoscientificos.com/polimero