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Polímeros: material de futuro

Las aplicaciones cotidianas de estos materiales son innumerables

Materiales naturales como la madera, el algodón, el cuero o la seda, y artificiales como el poliéster, el PVC, el nailon, el plexiglas o el teflón tienen algo en común: son polímeros. La versatilidad de estos materiales favorece que se desarrollen aplicaciones en campos tan diversos como el sector textil, automovilístico, farmacéutico o informático, y sus posibilidades hacen que los científicos sueñen con innumerables desarrollos que mejorarán la calidad de vida de los ciudadanos. Sin embargo, conviene tener en cuenta que buena parte de los polímeros sintéticos proceden del petróleo y que cuando llegan al medio ambiente, en forma de residuos, son contaminantes. Este es, por tanto, uno de los principales retos a los que se enfrentan los expertos en la materia.

¿Qué son los polímeros?

El diccionario de la Real Academia (RAE) define el polímero como un compuesto químico, natural o sintético, que consiste esencialmente en unidades estructurales repetidas. El término viene del griego "poli", muchos, y "meros", parte o segmento. Los polímeros naturales, es decir, los derivados de plantas y animales, han sido utilizados por la humanidad desde la antigüedad, como la madera, la goma, el algodón, la lana, el cuero o la seda. Por su parte, polímeros como las proteínas, las cadenas de ADN (componentes básicos del código genético), el colágeno tan famoso en cremas de belleza y reafirmantes, las enzimas o la celulosa son importantes en los procesos biológicos y fisiológicos de los seres vivos.

En las últimas décadas, la investigación científica ha desarrollado numerosos polímeros artificiales a partir de pequeñas moléculas orgánicas. Como indica Igor Campillo, del Centro de Aplicaciones de los Nanomateriales para la Construcción (NANOC) de Labein-Tecnalia, "todos los plásticos y la mayoría de las gomas y fibras que utilizamos en nuestra vida diaria o que son empleados por la industria para la fabricación de diferentes productos (bolsas, embases, componentes de electrodomésticos, componentes de automoción y aeronáutica, utensilios diversos, mobiliario, etc.) son polímeros sintéticos". La profusión con que son utilizados estos materiales se debe, según Jesús Rodríguez, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Rey Juan Carlos, a que tienen "un conjunto muy atractivo de propiedades, entre las que destacan su resistencia a la corrosión y al ataque químico, su baja densidad y conductividad eléctrica y térmica, una elevada resistencia específica y, sobre todo, su versatilidad".

Los primeros polímeros sintéticos se desarrollaron mediante transformaciones de polímeros naturales. En 1870, el inventor norteamericano John Wesley Hyatt ganó un concurso, en que se buscaba un material que sustituyese al marfil de las bolas de billar, gracias al celuloide, un polímero basado en la celulosa, el material básico de las paredes celulares de las plantas. Este descubrimiento marcó el inicio de la industria de los polímeros. Por su parte, el primer polímero totalmente artificial se obtuvo en 1909, cuando el químico belga Leo Hendrik Baekeland fabricaba a partir de los compuestos formaldehído y fenol la baquelita, un material duro, inmune a las sustancias químicas fuertes, aislante eléctrico y resistente al calor, de gran utilidad en la fabricación de innumerables productos para el hogar y piezas eléctricas.

Otros polímeros importantes se sinterizaron en años siguientes, como el poliestireno (PS) en 1911 o el policloruro de vinilo (PVC) en 1912, que revolucionaron las industrias de aislamientos, embalajes, productos del hogar, revestimientos y textiles. El químico norteamericano Wallace Hume Carothers, trabajando en la empresa DuPont desde 1928, desarrolló un gran número de nuevos polímeros que revolucionaron la industrial textil, como el poliéster, el neopreno, la poliamida o el nailon. La necesidad de nuevos materiales en la Segunda Guerra Mundial contribuyó al avance de los polímeros, obteniéndose por ejemplo caucho sintético, fundamental para elevar la producción de neumáticos. En la segunda mitad del siglo XX, el gran impulso a las investigaciones propiciaba la creación de todo tipo de nuevos materiales poliméricos con propiedades superabsorbentes o conductores de la electricidad. Como la gran mayoría de estos polímeros son maleables al calentarse, se les llama "plásticos", palabra de origen griego que significa que se puede modelar.

Sin embargo, los polímeros también tienen aspectos negativos. Al ser materiales no biodegradables, presentan un grave problema cuando llegan al medio ambiente en forma de residuos. Y como buena parte de ellos provienen del petróleo, contribuyen a la contaminación que esta fuente de energía no renovable genera. Juan Colmenero, del departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad del País Vasco, recuerda que una de las grandes limitaciones de los polímeros es la baja temperatura de utilización, aunque recientemente se han desarrollado nuevos polímeros con temperaturas límite de 300º - 400ºC.

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