Cómo se crean los plásticos: Guía paso a paso

¿Te has preguntado alguna vez cómo se fabrican los plásticos de cosas como el petróleo crudo y el gas natural? Es una mezcla genial de ciencia y fabricación cuidadosa. Vamos a estudiar cómo se fabrica el plástico, desde la materia prima de la Tierra hasta los objetos cotidianos que utilizamos.

Los plásticos son una parte importante de nuestras vidas y proceden de cosas como el petróleo crudo y el gas natural. En primer lugar, estos materiales se extraen de la Tierra. Después, pasan por una serie de etapas que los convierten en pequeños bloques de construcción llamados monómeros. Estas pequeñas piezas se unen en un proceso llamado polimerización, que da lugar a los polímeros. De estos polímeros está hecho el plástico, al que se da forma en todo tipo de productos mediante moldeo y extrusión. Le mostraremos cada paso, para que pueda ver fácilmente lo cuidadoso y preciso que es este proceso para fabricar plásticos de calidad.

Principales conclusiones

• Los plásticos se fabrican principalmente a partir de sustancias químicas de la industria petroquímica.
• Empiezan como petróleo crudo, gas natural y carbón
• Los monómeros se unen en un proceso llamado polimerización para crear polímeros.
• Existen diferentes formas de polimerizar para fabricar diversos plásticos
• Hoy en día, la fabricación de plásticos se centra en ser eficiente y fabricar lo que la gente necesita

Fundamentos de la composición de los plásticos

La palabra "polímero" procede del griego y significa "muchas partes". Los polímeros son moléculas grandes formadas por la unión de otras más pequeñas llamadas monómeros. Entendiendo pasos para la creación de polímeros nos ayuda a saber cómo se fabrican los plásticos. Esto incluye tanto los plásticos artificiales como los naturales. Los polímeros son fundamentales para fabricar distintos tipos de plásticos, que se utilizan de muchas maneras.

¿Qué son los polímeros?

Los polímeros pueden ser naturales o artificiales. Los naturales se encuentran en elementos como la celulosa y el caucho. Los polímeros artificiales se fabrican mediante procesos químicos. Estos procesos transforman materias primas como el petróleo y el gas natural en productos útiles. Esto incluye plásticos duros como el poliacetal y el nailon.¹. También hay plásticos fabricados en grandes cantidades para un solo uso, como el polietileno y el polipropileno. Son baratos y fáciles de conseguir.¹.

Plásticos sintéticos frente a biológicos

Los plásticos sintéticos proceden de la petroquímica, que a su vez procede de los combustibles fósiles. Son conocidos por su resistencia y larga duración. Por ejemplo, el PVC y el poliestireno pueden moldearse muchas veces cuando se calientan.². Materiales como el poliestireno y el ABS son útiles para muchas cosas, como cubiertas de electrodomésticos y cascos.¹. Por otra parte, plásticos biológicos se fabrican con productos como el almidón de maíz. Se están haciendo populares por ser buenos para el medio ambiente. Saber cómo se fabrican los polímeros ayuda a comprender las diferencias entre estos materiales.

Extracción de materias primas

El primer paso para fabricar materiales plásticos es obtener la materia prima. Estas materias se obtienen principalmente del petróleo crudo y del gas natural. Estas sustancias están llenas de hidrocarburos. Necesitan mucho trabajo para prepararse para la fabricación de plástico.

Fuentes de materias primas

El petróleo es muy importante para fabricar plásticos, ya que representa el 99% de los materiales utilizados.³. Tiene que pasar por muchas etapas para estar listo para su uso en la fabricación de plástico³. Utah desempeña un papel importante en Estados Unidos, ya que es el undécimo productor de petróleo. Cuenta con cinco refinerías que producen más de 150.000 barriles diarios.³. Además, el polietileno procede del etileno. Es un plástico muy utilizado en los envases.⁴.

Impacto medioambiental

La obtención y el refinado de materias primas pueden dañar el medio ambiente. Las perforaciones pueden dañar los hogares de los animales y los vertidos pueden contaminar⁵. En Utah, por ejemplo, el crudo es una parte importante de la energía que consume el estado. Constituye 14% de la energía de Utah y 32% de lo que la gente utiliza.³. La industria del plástico intenta ser mejor. Están utilizando bioplásticos hechos de plantas⁵. Esto ayuda a reducir el daño a nuestro planeta. De este modo, podemos fabricar plástico de forma más limpia.

El proceso de refinado

El proceso de refinado es un paso clave en la fabricación de plásticos. Convierte el petróleo crudo en las piezas necesarias para los distintos artículos de plástico. En este proceso se comprueba la calidad de los materiales y hasta qué punto pueden convertirse en plásticos.

Transformación del crudo

El petróleo crudo es una mezcla de muchos hidrocarburos. Pasa por muchas etapas para obtener las partes necesarias para fabricar plásticos. Primero, el petróleo se calienta hasta que se convierte en vapor. Después, al subir por la columna de destilación, se enfría y vuelve a convertirse en líquido. Este paso crea materiales importantes como la nafta, vital para el proceso de fabricación de plásticos.⁶.

Producción de nafta

La nafta procede de la destilación del petróleo crudo y es clave para fabricar plástico. Se utiliza como material principal para crear piezas de plástico. Cuando se calienta en un craqueador de vapor, se descompone en partes más pequeñas. Estas partes más pequeñas se utilizan para fabricar polímeros necesarios para diferentes productos plásticos⁶.

La fabricación de nafta es sólo el principio. Las piezas pequeñas, o monómeros, se convierten en cadenas largas. Este paso crea la estructura básica de los plásticos. Esto nos permite fabricar materiales resistentes y flexibles. Saber cómo funciona el refinado nos ayuda a fabricar mejores plásticos. De este modo, podemos asegurarnos de que somos eficientes y no dañamos el medio ambiente.

Polimerización: Creación de la estructura básica

La polimerización es clave en la fabricación de muchos tipos de plásticos. Transforma moléculas simples en polímeros complejos, cambiando sus propiedades y usos. Hay dos formas principales de hacerlo: la polimerización por adición y la polimerización por condensación. Cada proceso tiene sus propias ventajas para los tipos de polímeros que fabrica.

Polimerización por adición

En la polimerización por adición, los monómeros se unen uno tras otro. Así es como se fabrican tipos de polietileno como el HDPE, el MDPE y el LDPE. Con este proceso, los polímeros pueden alcanzar pesos moleculares muy elevados⁷.

Los polímeros de polimerización por adición, como el polietileno, se utilizan en bolsas, aislamientos de cables y botellas.⁸.

Polimerización por condensación

La polimerización por condensación elimina pequeñas moléculas como el agua a medida que avanza. Es importante para fabricar PVC y PET. La industria utiliza catalizadores y nuevos diseños de reactores para mejorar este proceso.⁷.

Con este método se fabrican materiales resistentes a los productos químicos, que se utilizan en envoltorios alimentarios y revestimientos de suelos. Necesita refrigeración para que las reacciones sean seguras.⁷.

La variedad de polímeros de ambos procesos demuestra lo vitales que son. Influyen en muchas técnicas de fabricación. Conocer mejor estos métodos nos ayuda a mejorar la fabricación de plásticos. Creación de polímeros desempeña un papel importante en la innovación⁷.

El índice de fluidez de los polímeros influye en su transformación en productos. Ajustar la configuración del reactor nos permite controlar la calidad del polímero. Esta precisión es crucial en la fabricación moderna de polímeros⁷.

Conocer las variadas propiedades de los polímeros, como su resistencia a los productos químicos, demuestra por qué su fabricación está tan hecha a medida. El campo de los polímeros sigue innovando y satisface las necesidades de muchas industrias.⁸.

Cómo se crean los plásticos: Guía paso a paso

La fabricación de plásticos es un intrincado proceso que convierte la materia prima en lo que usamos a diario. Se desarrolla en varias etapas que transforman materiales básicos en productos versátiles. Analicemos estos pasos y veamos cómo los ha mejorado la tecnología.

El viaje comienza con la obtención de materias primas. Los plásticos proceden principalmente de combustibles fósiles como el petróleo crudo y el gas natural. Éstos se someten a un proceso de refinado para obtener nafta, un material vital para fabricar plásticos.⁹. Este refinamiento es clave para prepararse para el siguiente gran paso: la polimerización.

La polimerización es donde las cosas se ponen interesantes, convirtiendo las materias primas en polímeros. Hay dos formas principales de hacerlo: la polimerización por adición y la polimerización por condensación. En la polimerización por adición, los catalizadores ayudan a monómeros como el etileno y el propileno a unirse.⁹. En la polimerización por condensación, los monómeros se unen expulsando moléculas, como el agua⁹. Este paso es crucial, ya que constituye la espina dorsal de los plásticos.

Tras la polimerización, mezclamos los polímeros con aditivos. Es lo que se llama compounding, que modifica las propiedades del plástico. El compounding garantiza que el plástico funcione bien para su uso final. Además, los termoplásticos pueden fundirse y solidificarse muchas veces sin sufrir daños.¹⁰.

Para dar forma a los plásticos se utilizan dos métodos habituales: la extrusión y el moldeo por inyección. La extrusión aprieta el plástico fundido a través de un molde para crear formas. El moldeo por inyección empuja el plástico fundido dentro de un molde para crear diseños complejos. Ambos necesitan equipos especiales para funcionar correctamente.

Flying Tiger proporciona las herramientas necesarias para fabricar plásticos. Estas herramientas facilitan las fases de producción y garantizan la máxima calidad del plástico. Para saber más sobre la fabricación de plásticos, consulte la guía completa en este enlace.

Las nuevas tecnologías, como la impresión 3D y el mecanizado CNC, han mejorado la fabricación de plásticos. La impresión 3D utiliza diferentes materiales para distintas necesidades, como ABS y PLA.¹⁰. El mecanizado CNC es ideal para fabricar piezas precisas en volúmenes reducidos a partir de muchos plásticos.¹⁰.

Saber cómo se fabrican los plásticos nos ayuda a valorar el progreso y la eficacia de la industria actual. Cada paso, desde la extracción de los materiales hasta los toques finales, es vital. Juntos, nos dan la amplia gama de artículos de plástico de los que dependemos cada día.

Composición y procesamiento

En la fabricación de plásticos, el compounding desempeña un papel fundamental. Mezcla polímeros con aditivos para obtener las características adecuadas. Este proceso es crucial para fabricar plástico a medida que satisfaga necesidades especiales. Aumenta cualidades como el color, la fuerza, la resistencia al calor y la durabilidad.¹¹.

Mezcla fundida

La fusión es vital en la composición. Calienta y funde polímeros base. A continuación, mezcla aditivos y refuerzos en una máquina de extrusión. Este paso hace que los aditivos se distribuyan uniformemente, mejorando las propiedades del plástico.¹².

La mejor mezcla aumenta las cualidades mecánicas, térmicas y eléctricas. Estas cualidades pueden ajustarse a distintos usos. Por ejemplo, los plásticos de mezcla fundida son muy apreciados en los sectores de la automoción, la electrónica y el embalaje. Se eligen por su mayor dureza y facilidad de uso.¹³.

Peletización

Después de mezclar la masa fundida viene la granulación. Esto convierte la mezcla en gránulos uniformes. Para ello, se empuja el plástico fundido a través de una matriz y se corta en gránulos. Estos gránulos son un material clave para fabricar diversos productos de plástico. Garantizan una calidad uniforme en los artículos finales.¹². En particular, empresas como Plastic Service Centers disponen de una amplia gama de estos compuestos. Además, Star Plastics es conocida por fabricar rápidamente granulados de colores personalizados, lo que garantiza la satisfacción del cliente y la entrega puntual.¹¹.

El cuidado que se pone en la composición y el procesamiento es clave para fabricar materiales plásticos específicos. Estos pasos ayudan a crear nuevas soluciones plásticas que satisfacen las demandas de distintos campos. También contribuyen a hacer un mejor uso de los polímeros reciclados y de origen biológico, lo que supone un avance en la fabricación de plásticos y ayuda al medio ambiente.¹³.

Industria	Aplicaciones	Beneficios principales
Automoción	Burletes, paneles de carrocería, salpicaderos	Reducción de peso, ahorro de combustible
Electrónica	Componentes ignífugos y resistentes al calor	Aislamiento eléctrico, fiabilidad
Embalaje	Botellas, contenedores, películas resistentes a los rayos UV	Cualidades de barrera, resistencia mecánica
Construcción	Perfiles de ventanas, materiales aislantes	Eficiencia energética, sostenibilidad
Sanidad	Instrumental quirúrgico, productos sanitarios	Biocompatibilidad, resistencia química
Bienes de consumo	Juguetes, muebles, artículos deportivos	Rendimiento, durabilidad y asequibilidad

El proceso de moldeo por inyección

El proceso de moldeo por inyección desempeña un papel fundamental en la fabricación rápida de muchas piezas de plástico. Se utiliza en muchos ámbitos, como coches, aparatos y herramientas sanitarias, porque es rápido y no demasiado caro. Este método funciona mejor que otros para fabricar muchas piezas detalladas.

Diseño para la fabricación (DFM)

Diseño para la fabricación (DFM) es el primer paso en el que nos aseguramos de que el diseño de la pieza es bueno para fabricarla fácilmente. Intentamos que las paredes tengan el mismo grosor para evitar problemas y añadimos pendientes para facilitar el desmoldeo.¹⁴. Elegir el plástico y los complementos adecuados también es crucial para que la pieza funcione correctamente.¹⁴.

Creación de prototipos

A continuación, en la fase de creación de prototipos, hacemos versiones iniciales para afinarlo todo. Utilizamos métodos rápidos para comprobar nuestros diseños y decidir cuál es el mejor metal para los moldes¹⁵. Esta etapa incluye pruebas con diferentes plásticos para ver cuál funciona mejor¹⁴.

Fase de producción

Después, en la fase de producción, llenamos moldes con plástico fundido para hacer las piezas sólidas. Podemos fabricar hasta 10.000 piezas cada día, dependiendo de lo complejas y grandes que sean¹⁵. Utilizar diferentes formas de llenar los moldes ayuda a que el proceso sea más barato y sencillo¹⁴.

Operaciones secundarias y postproducción

Después de fabricar las piezas, realizamos pasos adicionales como el acabado y el ensamblaje de las piezas. Utilizamos métodos especiales para añadir más materiales, lo que hace que las piezas funcionen mejor y tengan un tacto más agradable.¹⁴. Estos pasos ayudan a garantizar que los productos finales sean excelentes y cumplan todas las normas.

Cada paso, desde el DFM hasta las comprobaciones finales, debe hacerse con mucho cuidado. Así nos aseguramos de que todo lo que fabricamos sea de alta calidad.

Métodos de fabricación de plásticos

La fabricación de plásticos utiliza diferentes métodos, aparte del popular moldeo por inyección. Un método es la extrusión. Es muy adaptable y fabrica artículos continuos como tubos, láminas y perfiles. Esto sucede empujando plástico fundido a través de un molde.

El moldeo por soplado es clave para fabricar artículos huecos, como botellas y envases. Especialmente, el moldeo por inyección-soplado es para artículos de paredes finas como vasos o botellas desechables¹⁶. El moldeo rotacional es ideal para formas grandes y huecas, como canoas, bañeras o depósitos. Promete superficies fuertes y lisas¹⁶.

El termoformado es económico y perfecto para formas sencillas. Suele utilizarse para vasos de plástico, tapas, cajas y piezas de automóviles.¹⁶. El proceso calienta una lámina de plástico hasta que se puede doblar y luego le da forma sobre un molde. Por su parte, el moldeo por compresión es adecuado para artículos blandos y finos, como teclados de goma, juntas y juntas tóricas.¹⁶.

Además, la impresión 3D y el mecanizado CNC ponen de relieve la variedad en la fabricación de polímeros. La impresión 3D es rápida, menos de un día, apta para piezas personalizadas en cantidades pequeñas y medianas.¹⁷. El mecanizado CNC también tiene un plazo de entrega corto y funciona para todos los niveles de volumen, perfecto para diseños intrincados.¹⁷.

Conocer estos métodos de fabricación de plásticos abre las amplias opciones de la industria. El uso de distintas técnicas mejora el trabajo, fomenta nuevas ideas y aporta flexibilidad a la fabricación de productos.

Hay más de 10.000 tipos de resinas plásticas disponibles, encabezadas por diez grupos principales. Estos grupos son la poliamida, el acrílico, el policarbonato, el POM, el poliestireno, el ABS, el polipropileno, el polietileno, el poliuretano y el caucho termoplástico.¹⁶. Estos materiales muestran lo adaptable y variada que es la industria del plástico, y ponen de manifiesto la creatividad en la fabricación de polímeros.

Conclusión

Nuestra mirada a la creación del plástico muestra su papel clave en nuestra vida. Cada paso, desde la obtención de materias primas hasta la fabricación del producto final, implica ciencia e innovación. En sólo 50 años, hemos visto cómo los plásticos se han convertido en algo esencial, con un gran salto en la producción durante la Segunda Guerra Mundial.¹⁸. Entonces, el uso de plástico en EE.UU. creció un 300%, lo que pone de relieve su gran papel en tiempos difíciles¹⁸.

También nos enfrentamos al reto de mantener a salvo nuestro medio ambiente. El problema de los residuos plásticos es enorme: 8 millones de toneladas van a parar al océano cada año. En 2050 podría haber más plástico que peces en el mar.¹⁹. Es crucial centrarse en el reciclaje, aunque sólo una pequeña parte del plástico se recicla más de una vez¹⁹. Los nuevos bioplásticos podrían ayudar a reducir el mal impacto en el medio ambiente. Más información aquí.

A medida que avanzamos, es importante mantener hábitos sostenibles en la industria del plástico. Utilizar nuevas formas y hacer grandes cambios puede ayudarnos a utilizar el plástico sin dañar nuestro planeta. La historia del plástico gira en torno a la creatividad humana y la lucha por un futuro mejor y más ecológico.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cuáles son las principales materias primas utilizadas en la producción de plásticos?

R: La producción de plástico utiliza petróleo crudo, gas natural y carbón. Estas sustancias son hidrocarburos que se encuentran en las profundidades de la tierra o bajo el mar.

¿Cómo contribuye el refinado de petróleo crudo a la producción de plástico?

El refinado del petróleo crudo separa el petróleo en diferentes partes. La nafta es una parte que se utiliza para fabricar monómeros plásticos. Estos monómeros son los componentes básicos de los plásticos.

¿Qué son los polímeros y cómo se forman?

Los polímeros son moléculas grandes formadas por otras más pequeñas llamadas monómeros. Se unen en reacciones químicas como la polimerización por adición y condensación.

¿Cuál es la diferencia entre plásticos sintéticos y biológicos?

Los plásticos sintéticos proceden de combustibles fósiles, mientras que los de origen biológico proceden de materiales naturales como el almidón de maíz. Los plásticos sintéticos son duraderos. Plásticos de origen biológico son mejores para el medio ambiente.

¿Cuál es el impacto ambiental de la extracción de materias primas para la producción de plásticos?

La obtención de materias primas para plásticos puede dañar el medio ambiente. Puede dañar los ecosistemas y provocar vertidos contaminantes. Sin embargo, la gente busca mejores formas de aminorar estos problemas.

¿Cómo afecta la polimerización a las propiedades físicas de los plásticos?

La polimerización hace que los monómeros se unan en polímeros, estableciendo la estructura del plástico. Esta estructura decide si el plástico será fuerte, flexible o resistente a los productos químicos.

¿Qué papel desempeña el compounding en la fabricación de plásticos?

El compounding mezcla polímeros con elementos que les añaden color o los hacen más fuertes o resistentes al calor. Mediante fusión y peletización, crea gránulos para fabricar productos de plástico.

¿Cómo funciona el moldeo por inyección?

El moldeo por inyección fabrica piezas de plástico detalladas en grandes cantidades. Consiste en diseñar la pieza, hacer prototipos e inyectar plástico en moldes para que se enfríe y se forme. Se realizan pasos adicionales para asegurarse de que el producto es perfecto.

¿Qué otros métodos se utilizan en la fabricación de plásticos además del moldeo por inyección?

Además del moldeo por inyección, están la extrusión, el moldeo por soplado y el moldeo rotacional. Estos métodos se eligen en función del diseño y la función del producto, como fabricar simples botellas o complejas piezas de automóvil.

¿Por qué se considera que la producción de plásticos es un proceso complejo?

Fabricar plásticos es complejo porque implica muchos pasos. Desde la obtención de las materias primas hasta los toques finales, cada fase requiere habilidades y tecnologías especiales para garantizar que el producto sea resistente y funcione bien.