Cómo se fabrica el plástico PET: desde materias primas hasta envases reciclables

El plástico de tereftalato de polietileno (PET) es uno de los plásticos más utilizados a nivel mundial, conocido por su versatilidad, resistencia y reciclabilidad. El PET se utiliza ampliamente en envases, especialmente para alimentos y bebidas, debido a sus excelentes propiedades de barrera y perfil de seguridad. Comprender cómo se fabrica el plástico PET puede proporcionar información sobre su uso generalizado y los beneficios que ofrece.

Paso 1: Materias primas

La producción de plástico PET comienza con las materias primas etilenglicol y ácido tereftálico. Estos se derivan del petróleo mediante una serie de procesos químicos. El etilenglicol es un líquido incoloro e inodoro, mientras que el ácido tereftálico es un polvo cristalino blanco. Ambos son componentes esenciales en la síntesis de PET.

El etilenglicol normalmente se deriva del etileno y el ácido tereftálico se obtiene mediante la oxidación del paraxileno, un producto del refinado del petróleo crudo. La dependencia de materias primas derivadas del petróleo resalta la importancia de reciclar el PET para reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Paso 2: Esterificación

El primer paso en el proceso de producción de PET es la esterificación. En este paso, el etilenglicol y el ácido tereftálico se combinan a altas temperaturas para formar monómeros. Durante la esterificación, las dos materias primas reaccionan para producir tereftalato de bis (2-hidroxietilo) (BHET) y agua. El agua producida se elimina de la reacción para completarla.

La esterificación se lleva a cabo en un reactor a temperaturas que oscilan entre 220°C y 260°C. La eliminación de agua es crucial ya que desplaza el equilibrio químico hacia la formación de BHET, asegurando un mayor rendimiento de los monómeros deseados. Este paso sienta las bases para la creación de largas cadenas de polímeros en etapas posteriores.

Paso 3: Policondensación

Después de la esterificación, el BHET se somete a policondensación, un proceso en el que los monómeros se unen para formar largas cadenas de polímeros. Esto se logra calentando el BHET a presión reducida, lo que permite eliminar el etilenglicol como subproducto. El resultado es una resina de PET fundida con un alto peso molecular, que forma la estructura básica del plástico PET.

La policondensación normalmente ocurre a temperaturas entre 270°C y 280°C en condiciones de vacío. La eliminación del etilenglicol se facilita aplicando vacío, lo que reduce el punto de ebullición del compuesto y garantiza una eliminación eficiente. La resina de PET resultante tiene un alto grado de polimerización, lo que contribuye a su resistencia y durabilidad.

Paso 4: Polimerización en estado sólido (opcional)

Para lograr pesos moleculares más altos, Resina PET puede sufrir polimerización en estado sólido (SSP). Este proceso consiste en calentar los pellets de PET en estado sólido al vacío o en una atmósfera de gas inerte. SSP mejora las propiedades del polímero, haciéndolo adecuado para aplicaciones más exigentes, como botellas de bebidas que requieren alta resistencia y claridad.

La SSP se realiza a temperaturas inferiores al punto de fusión del PET, normalmente entre 200 °C y 220 °C. Este paso aumenta el peso molecular del polímero sin provocar que se funda, mejorando sus propiedades mecánicas y su resistencia a la degradación térmica. El SSP es particularmente importante para producir PET utilizado en aplicaciones de alto rendimiento.

Paso 5: Extrusión y peletización

Una vez que se alcanza el peso molecular deseado, la resina de PET se enfría y se extruye en largas hebras. Luego, estas hebras se cortan en pequeños gránulos, que son más fáciles de manipular y transportar. Estos pellets de PET sirven como materia prima para la fabricación de diversos productos de PET.

La extrusión implica forzar el PET fundido a través de un troquel para formar hebras continuas, que luego se enfrían y solidifican. Las hebras solidificadas se cortan en gránulos uniformes, que se envasan para su distribución. Estos gránulos son la materia prima principal para diversos procesos de fabricación de PET.

Paso 6: Fabricación de productos

Los gránulos de PET se pueden fundir y moldear en diversas formas y productos mediante diferentes procesos de fabricación:

Moldeo por inyección: Los gránulos de PET se funden y se inyectan en moldes para crear preformas, que son pequeñas formas parecidas a tubos de ensayo. Estas preformas son el punto de partida para la fabricación de botellas y envases.

Moldeo por soplado: Las preformas se calientan y se colocan en moldes de soplado, donde se inflan para darle la forma final a las botellas o envases. El moldeo por soplado garantiza un espesor y resistencia uniformes en el producto terminado.

Termoformado: Para producir artículos como bandejas y envases bivalvos, las láminas de PET se calientan y se moldean con la forma deseada mediante técnicas de formación al vacío o a presión.

El moldeo por inyección se utiliza para producir preformas, que luego se recalientan y se moldean por soplado para obtener las formas finales de las botellas. El moldeo por soplado se puede dividir en dos tipos principales: moldeo por inyección y soplado (IBM) y moldeo por soplado y estirado (SBM). IBM se utiliza para contenedores más pequeños, mientras que SBM se utiliza para botellas más grandes. El termoformado es otra técnica utilizada para fabricar productos de PET rígidos, en la que las láminas de PET se calientan hasta que se vuelven flexibles y luego se les da forma de productos usando moldes.

Reciclaje de plástico PET

Una de las ventajas importantes del plástico PET es su reciclabilidad. El PET reciclado (rPET) se puede producir recogiendo productos de PET usados, limpiándolos y procesándolos en escamas o gránulos. Estos gránulos de rPET se pueden utilizar luego para fabricar nuevos productos de PET, cerrando el círculo y contribuyendo a una economía circular. El reciclaje de PET no solo conserva los recursos sino que también reduce el impacto ambiental asociado con la producción de plástico nuevo a partir del petróleo.

El proceso de reciclaje implica varios pasos:

• Colección: Los envases de PET usados ​​se recolectan a través de programas de reciclaje en la acera y sistemas de devolución de depósitos.
• Clasificación: El PET recogido se separa de otros plásticos y contaminantes.
• Limpieza: El PET clasificado se limpia para eliminar etiquetas, adhesivos y residuos.
• Trituración: El PET limpio se tritura en pequeños copos.
• Peletización: Las hojuelas se funden y se forman gránulos, que pueden usarse para fabricar nuevos productos de PET.

El reciclaje de PET es muy eficiente y ayuda a reducir la cantidad de residuos plásticos que acaban en los vertederos o en el medio ambiente. Además, el uso de rPET en nuevos productos conserva las materias primas y reduce la huella de carbono de la producción de PET.

Consideraciones ambientales

La producción de plástico PET consume mucha energía, pero su reciclabilidad ayuda a mitigar algunos de los impactos ambientales. La naturaleza liviana del PET también reduce las emisiones del transporte en comparación con materiales de embalaje más pesados ​​como el vidrio. Además, las innovaciones en curso tienen como objetivo mejorar la sostenibilidad de la producción de PET, como el uso de materias primas de origen biológico y la mejora de las tecnologías de reciclaje.

Las innovaciones en la producción de PET incluyen el desarrollo de PET de base biológica, elaborado a partir de recursos renovables como materiales vegetales, que puede reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Además, los avances en las técnicas de reciclaje químico apuntan a descomponer el PET en sus materias primas, lo que permite un reciclaje infinito sin degradación de la calidad.

La producción de plástico PET implica varios procesos químicos y mecánicos, desde las materias primas hasta las botellas y contenedores de PET versátiles y reciclables. Comprender el ciclo de vida del PET ayuda a apreciar su papel en los envases modernos y su potencial para contribuir a un futuro más sostenible. 

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