Guía de fabricación de materiales plásticos

¿Alguna vez se ha preguntado proceso de fabricación de plásticos? ¿Cómo se fabrican los materiales plásticos? Los productos plásticos son una parte importante de nuestra vida cotidiana y de nuestros usos industriales. Es importante saber cómo se fabrican. Exploremos el viaje desde las materias primas hasta el producto final. Descubriremos las innovaciones y técnicas que hay detrás de la fabricación moderna de plásticos.

Principales conclusiones

• Los termoplásticos pueden reciclarse y reutilizarse múltiples veces sin degradación significativa¹.
• Los aditivos habituales en los plásticos mejoran propiedades como el color, la solidez y la resistencia al calor.¹.
• Los plásticos sintéticos se fabrican a partir de carbón, petróleo o gas natural. Los plásticos biológicos proceden de plantas como el almidón y el maíz.².
• La polimerización es la reacción química que produce polímeros plásticos a partir de moléculas más pequeñas como el etileno y el propileno.².
• El tereftalato de polietileno (PET) es el plástico sintético más producido. Es popular por su reciclabilidad y dureza.³.

Pretendemos dar a conocer en profundidad cómo se fabrica el plástico. También queremos destacar las partes clave del proceso de fabricación de plásticos. Éstas impulsan la eficiencia y despiertan la creatividad en la industria. Sumérjase con nosotros en el mundo de la fabricación de plásticos. Aquí, la ciencia se mezcla con la creatividad y la innovación marca el camino.

Panorama de los materiales plásticos

Los materiales plásticos han cambiado muchas industrias por su uso flexible y sus amplias aplicaciones. Se fabrican principalmente a partir de materiales como celulosa, carbón, gas natural, sal y petróleo crudo. Estos materiales son cruciales en el mundo actual⁴. Comenzando en 1862 con el primer plástico sintético, su desarrollo tiene una larga historia. Ahora, nuestro objetivo es que los plásticos sean más sostenibles utilizando residuos o materiales renovables...⁴.

Los plásticos se pueden reciclar descomponiéndolos en nuevos productos o convirtiéndolos de nuevo en materiales básicos. Este proceso ayuda a reciclar más de 10 millones de toneladas de plásticos en la UE de aquí a 2025.⁴. Conocer cómo se fabrican los plásticos, desde la obtención de las materias primas hasta su moldeado, es clave para hacer buenos plásticos.

Los plásticos se clasifican en acrílicos, poliuretanos y siliconas en función de su composición.⁵. A su vez, se agrupan por cómo se fabrican y cómo reaccionan ante las cosas. Hay plásticos que se funden con el calor y otros que permanecen sólidos.⁵. Si se añaden distintas cosas a los plásticos, puede cambiar su color, dureza y resistencia a las bacterias o al fuego.

Los plásticos se utilizan en muchos ámbitos, como la sanidad, la agricultura y la construcción. Ayudan a ahorrar energía y a reducir el consumo de combustible.⁴. A medida que encontremos nuevas formas de fabricar y utilizar los plásticos, éstos seguirán desempeñando un papel importante en la mejora y la sostenibilidad de las cosas.

Para saber más sobre cómo se fabrica el plástico, consulte este guía detallada sobre extrusoras de plástico. Explica cómo funcionan, qué las hace eficientes y cómo están diseñadas.⁴.

Tipos de plástico: sintéticos y biológicos

A la hora de fabricar productos de plástico, es fundamental conocer la diferencia entre los plásticos sintéticos y los de base biológica. Los plásticos sintéticos proceden de la petroquímica. Los biológicos, en cambio, proceden de cosas que crecen.

Plásticos sintéticos

Los plásticos sintéticos necesitan combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural y el carbón.⁶. Estos combustibles se extraen de la tierra y se refinan para fabricar compuestos importantes. Un compuesto clave es la nafta, utilizada para fabricar muchos plásticos sintéticos. En Europa, sólo unas 4 - 6% del petróleo y el gas se destinan a la fabricación de plásticos. El resto se destina al transporte, la electricidad y la calefacción.⁶.

Los plásticos sintéticos más comunes son:

• Polietileno (PE): Este plástico se presenta en dos tipos: HDPE y LDPE. El HDPE se utiliza para tuberías y madera de plástico. El LDPE se utiliza para bolsas y botellas.⁷.
• Polipropileno (PP): El PP es resistente y aguanta el calor. Se utiliza en coches, aparatos eléctricos y dispositivos médicos.⁷.
• Cloruro de polivinilo (PVC): El PVC puede ser duro o blando. El PVC duro es bueno para la construcción, como tuberías y ventanas. El PVC blando se utiliza en cables y equipos médicos.⁷.
• Poliestireno (PS): El PS se utiliza para fabricar horquillas desechables y envases. Se elige por su rigidez y capacidad de moldearse.⁷.

Los plásticos sintéticos son populares por su facilidad de fabricación y su uso en muchos campos⁶. Sin embargo, contribuyen realmente al cambio climático. Son el tercer producto derivado del petróleo más utilizado en el mundo.⁸.

Plásticos de origen biológico

Ante la preocupación por los plásticos sintéticos, cada vez más gente quiere plásticos de origen biológico. Éstos proceden de materias renovables como carbohidratos, almidón y aceites.⁶.

Entre los plásticos de origen biológico se incluyen:

• Ácido poliláctico (PLA): Fabricado principalmente a partir del maíz, el PLA puede descomponerse de forma natural. Se utiliza a menudo para envases y puede compostarse industrialmente.⁸.
• Plásticos biodegradables: Se fabrican a partir de plantas como el maíz o la caña de azúcar. Cada vez son mejores y podrían ayudar a resolver algunos problemas medioambientales⁷.

Los bioplásticos apenas representaron 0,2% del mercado de polímeros en 2014, pero crecen⁸. Estos plásticos biodegradables funcionan como los habituales, pero son menos nocivos. Nos ayudan a depender menos de los limitados recursos petrolíferos⁶.

Comprender la química de los polímeros

En la química de polímeros estudiamos cómo ciertos materiales cambian las industrias. Los polímeros tienen diferentes tamaños y pesos que los hacen útiles cada día⁹. Conocer los polímeros nos ayuda a crear cosas nuevas en las fábricas.

Los polímeros artificiales empezaron a utilizarse mucho a principios del siglo XX.⁹. Pero los polímeros naturales, como la lana y la madera, existen desde la antigüedad. Esto demuestra que siempre los hemos necesitado⁹. Ahora, sabemos mucho sobre polímeros como el polietileno, que es útil para muchas cosas⁹.

Alrededor de 80% de los plásticos que utilizamos son termoplásticos, y 20% son termoestables.¹⁰. Los termoplásticos, como el polipropileno y el poliestireno, son populares porque podemos fundirlos y darles forma de nuevo.¹⁰¹¹. Los termoestables se endurecen y no pueden remodelarse, lo que los hace menos comunes para algunos usos.⁹.

Utilizamos métodos especiales para fabricar polímeros aptos para determinados usos⁹. Por ejemplo, en la fabricación de automóviles, los polímeros ayudan a que piezas como faros y parachoques sean resistentes pero ligeras.¹¹.

Últimamente se trabaja mucho con polímeros biodegradables e inteligentes. Esto ha dado lugar a nuevos materiales como el ácido poliláctico, que son más resistentes y soportan más calor¹¹. Estos materiales son realmente importantes para el espacio y los artilugios de alta tecnología, lo que demuestra lo crucial que es hoy el estudio de los polímeros.

Los polímeros también son clave en la fabricación de envases porque materiales como el polietileno son ligeros, resistentes y no cuestan mucho.¹¹. Saber cómo funcionan estos materiales ayuda a los fabricantes a crear mejores productos. Si quiere saber más, puede consultar usos y aplicaciones del plástico polipropileno⁹.

Materias primas en la producción de plásticos

Es importante saber de dónde proceden los materiales plásticos si usted trabaja en el sector del plástico. Estos materiales proceden principalmente del petróleo y el gas natural. También llevan diferentes cargas y aditivos para mejorar el producto final.

Petróleo y gas natural

El petróleo es el ingrediente clave para fabricar plásticos. Procede de los restos de antiguos animales y plantas que estuvieron prensados bajo la tierra durante millones de años. Casi todos los plásticos proceden de materiales que se encuentran en los combustibles fósiles. El polietileno es el plástico más utilizado hoy en día para los envases.¹². El procesamiento de líquidos de gas natural, como el etano, crea diversos polímeros. Estos polímeros son cruciales para fabricar polietileno.¹³.

Resinas comunes de los productos plásticos son el polietileno (PE), el PET, el PP, el PVC y el PS. En Estados Unidos, cada persona está ligada a unos 150 kilogramos de polímeros al año. Esto demuestra hasta qué punto dependemos de los plásticos fabricados a partir del petróleo.¹³.

Rellenos y aditivos

Las cargas son fundamentales para fabricar productos de plástico mejores y más rentables. El carbonato cálcico, por ejemplo, ayuda a mejorar la solidez, durabilidad y resistencia al calor de estos productos. También se están estudiando materiales más ecológicos, como la celulosa de coníferas y la caña de azúcar, para reducir los daños medioambientales.¹².

Hay muchos factores que influyen en el uso de cargas y aditivos, como la calidad de los materiales, los costes de transporte y el mercado mundial. Las innovaciones, como el PBTL, un nuevo tipo de polímero reciclable, muestran los esfuerzos por ser más sostenibles. El objetivo es reducir los efectos medioambientales de los materiales tradicionales.¹³.

Veamos ahora una comparación de los distintos polímeros y cómo se utilizan:

Polímero	Aplicación	Usos comunes
Polietileno (PE)	Amplia	Bolsas, aislamiento de cables, botellas exprimibles
Polipropileno (PP)	Gran versatilidad	Fibras, alfombras de interior-exterior, botellas
Poliestireno (PS)	Aislamiento	Productos de espuma de poliestireno
Cloruro de polivinilo (PVC)	Duradero	Envoltorios de alimentos, botellas, piel sintética
Politetrafluoroetileno (PTFE)	Antiadherente	Teflón, superficies antiadherentes

Con estos diferentes usos y eligiendo cuidadosamente las cargas y los aditivos, la industria del plástico está progresando. Trabaja para mejorar el rendimiento, reducir los costes y cuidar el planeta.

Pasos clave en el proceso de fabricación de plásticos

Para crear productos de plástico de alta calidad, es importante conocer el proceso de principio a fin. Esta guía cubre los pasos esenciales, desde la obtención de materias primas hasta las avanzadas técnicas de polimerización utilizadas.

Extracción de materias primas

La fabricación del plástico comienza con la obtención de hidrocarburos a partir del carbón, el gas natural y el petróleo¹⁴. Estos son los principales materiales utilizados en la fabricación de plástico¹⁴.

Refinado y transformación

Tras obtener los hidrocarburos, se refinan para convertirlos en monómeros. Los monómeros son el punto de partida de los polímeros. Los tipos de plásticos como el polietileno y el polipropileno proceden de un método llamado polimerización por adición. El nailon y el poliéster proceden de la polimerización por condensación.¹⁴. Los polímeros se mejoran añadiendo estabilizantes y retardantes de llama.¹⁴.

Métodos de polimerización

La polimerización es clave para transformar monómeros en polímeros. Se produce de dos formas principales: por adición y por condensación. Hay toneladas de plásticos fabricados de esta manera, incluidos polvos y resinas líquidas. A continuación, se les da forma para distintos fines¹⁵. Métodos como la adición y la condensación crean plásticos con características únicas para diversas necesidades.¹⁴.

Los procesos de moldeo dan a los polímeros su forma final. Las técnicas incluyen el moldeo rotacional, el moldeo por soplado, la extrusión y el moldeo por inyección.¹⁴. El moldeo por inyección es muy importante para fabricar muchas piezas precisas. Funciona en campos como la electrónica y los automóviles mediante la fusión de pellets en moldes¹⁵¹⁴. Este método es ideal para fabricar componentes detallados y precisos con rapidez.¹⁴.

Si quiere saber más sobre cómo se moldea y fabrica el plástico, consulte el Guía definitiva del plástico PVC reciclaje. Contiene mucha información sobre los métodos y la tecnología actuales en la industria del plástico.¹⁵.

Cómo se fabrican los materiales plásticos

La fabricación de plásticos implica varios pasos clave que transforman las materias primas en artículos de plástico útiles. Para crear plásticos de la máxima calidad para distintos usos es necesario conocer a fondo estos pasos.

Composición de polímeros

El primer paso importante en la fabricación de plástico se denomina composición de polímeros. Aquí, los polímeros base se mezclan con estabilizantes y colorantes. Estas mezclas ayudan a que el plástico sea resistente, flexible o coloreado. A continuación, la mezcla se calienta y se convierte en gránulos. Estos gránulos se utilizan posteriormente en el proceso.

Moldeado y conformado

A continuación, los gránulos se moldean y se les da forma. El método utilizado depende de cuál vaya a ser el producto final. Algunos métodos comunes son:

• Moldeo por inyección: El polímero se introduce en un molde para obtener formas precisas.
• Moldeo por soplado: El plástico blando se infla como un globo dentro de un molde, ideal para fabricar botellas.
• Extrusión: El polímero se exprime a través de una matriz para darle formas alargadas, como tubos.
• Moldeo rotacional: Un molde gira y se llena de polímero para fabricar objetos grandes y huecos.

Para fabricar una botella de PET de un litro se utilizan unos dos litros de agua y mucha energía¹⁶. Cada año fabricamos más de 300 millones de toneladas de plástico. Lamentablemente, la mitad sólo se utiliza una vez¹⁷.

Técnicas de postprocesado

Después de darles forma, refinamos y acabamos los productos. Recortar, pintar y ensamblar las piezas son algunas de las formas en que mejoramos los productos. Estos pasos ayudan a cumplir las normas de alta calidad necesarias para su uso.

Ser respetuoso con el medio ambiente es clave en la fabricación de plásticos hoy en día. Utilizar plásticos reciclados para las botellas de PET consume menos energía y recursos¹⁶. Además, el uso de plástico reciclado significa que podemos saltarnos algunos pasos, ahorrando más recursos.¹⁶.

Diferentes métodos de conformado de plásticos

La industria del plástico utiliza muchos métodos de conformado para fabricar una amplia gama de productos. Cada método se adapta a determinados plásticos y usos, haciendo que las cosas funcionen mejor y de forma más asequible. Conocer estos métodos le ayudará a elegir el más adecuado para su producto.

Moldeo por inyección

El moldeo por inyección es la mejor opción porque es preciso y eficaz. En este método, el plástico caliente se inyecta en un molde para que tome forma. Más de 80% de los artículos cotidianos de plástico, como juguetes, piezas de automóvil y artículos para el hogar, se fabrican de esta forma.¹⁸. Materiales como el ABS y el PMMA son los favoritos para este método. Pueden fundirse y remodelarse muchas veces sin perder calidad.¹⁹.

Moldeo por soplado

El moldeo por soplado es clave para fabricar artículos huecos de plástico. Sopla plástico caliente en un molde para crear formas como botellas y vasos. Este método es ideal para fabricar botellas y vasos desechables de materiales transparentes y resistentes como el PET.¹⁸. Se elige por su rentabilidad para fabricar muchos productos ligeros de paredes finas.

Extrusión

La extrusión presiona plástico fundido a través de una matriz para formar formas largas y continuas. Este método se adapta muy bien a la fabricación de grandes cantidades. Aquí se suelen utilizar termoplásticos, que se funden fácilmente.¹⁹. Sus usos abarcan desde la construcción hasta el envasado, por lo que es muy adaptable.

Moldeo rotacional

Este método es único, perfecto para formas grandes y huecas como tanques o bañeras.¹⁸. Calienta y hace girar plástico en polvo dentro de un molde para conseguir una distribución uniforme. De este modo, fabrica artículos resistentes y duraderos con una gran estructura.

Método de conformado	Aplicación	Materiales utilizados
Moldeo por inyección	Artículos para el hogar, componentes de automoción	ABS, PMMA, PA
Moldeo por soplado	Botellas, recipientes, vasos desechables	PET, PEEK
Extrusión	Tubos, láminas, películas	Termoplásticos (granulados o láminas)
Moldeo rotacional	Canoas, bañeras, depósitos de agua	Diversos polvos plásticos

Avances modernos en la producción de plásticos

Los avances modernos en la producción de plásticos están profundamente influidos por innovaciones en la fabricación de plásticos y la creciente demanda de tecnologías sostenibles de producción de plásticos. Los polímeros sintéticos fueron inventados en 1869 por John Wesley Hyatt para sustituir sustancias naturales como el marfil, abriendo una nueva era en la disponibilidad de materiales.²⁰. Desde entonces, la producción de plástico ha evolucionado significativamente, especialmente durante y después de la Segunda Guerra Mundial, cuando Estados Unidos experimentó un aumento 300% en la producción de plástico para apoyar el esfuerzo bélico.²⁰. Esto demuestra la importancia innovaciones en la fabricación de plásticos han sido a lo largo de la historia.

En la actualidad, la producción mundial de plástico supera los 450 millones de toneladas anuales, lo que supone un fuerte aumento en los últimos 70 años, desde los 2 millones de toneladas de 1950.²¹. Este enorme crecimiento está impulsado por la continua innovaciones en la fabricación de plásticos. En todo el mundo se producen cada año más de 360 Mt de polímeros de origen fósil, lo que supone una tasa de crecimiento anual de 8,4%, el doble de la tasa de crecimiento mundial de la producción.²². Este auge pone de relieve el papel del plástico en la vida moderna y la creciente necesidad de tecnologías sostenibles de producción de plásticos para frenar el impacto ambiental.

En medio de la creciente preocupación por el medio ambiente, la industria está desarrollando activamente tecnologías sostenibles de producción de plásticos. En 2018, la demanda europea de convertidores de plástico alcanzó 51,2 Mt, predominantemente para envases, construcción, vehículos de automoción y dispositivos electrónicos²². Además, se prevé que la capacidad total de producción de biopolímeros de la UE alcance los 2,45 millones de toneladas en 2024.²². Estos hitos subrayan el cambio de la industria hacia prácticas sostenibles.

El reciclaje eficaz también desempeña un papel fundamental para que la producción de plástico sea más sostenible. Por ejemplo, en 2018 se reutilizaron 32,5% de residuos de plástico reciclado postconsumo.²²y los bioplásticos de origen vegetal se perfilan como alternativas ecológicas.²⁰. Sin embargo, sólo 9% de los residuos plásticos del mundo se reciclan, mientras que una parte significativa acaba en vertederos u océanos, lo que pone de manifiesto la necesidad de mejorar las soluciones de gestión de residuos.²¹.

Las tecnologías sostenibles de producción de plásticos y unas mejores prácticas de gestión de residuos son vitales para reducir la contaminación por plásticos. Cada año, entre 1 y 2 millones de toneladas de residuos plásticos llegan a los océanos, contribuyendo a importantes problemas medioambientales.²¹. Para contrarrestarlo, deben adoptarse a escala mundial las mejores prácticas en la fabricación y el reciclado de plásticos, garantizando que éstos puedan formar parte de un futuro sostenible.

Conclusión

Comprender cómo se fabrican y reciclan los plásticos es importante para nosotros. Nos esforzamos por fabricar mejores máquinas de reciclado. El proceso que va desde los materiales básicos hasta la fabricación de plásticos es complejo. Implica muchos pasos, como convertir las materias primas en polímeros y luego en productos.

Los plásticos desempeñan muchas funciones y proceden de distintas fuentes. Algunos son artificiales, mientras que otros proceden de plantas. Esta variedad hace que el mercado del plástico sea rico y esté en constante cambio. Seguimos encontrando nuevas formas de fabricar y utilizar los plásticos.

Ahora mismo, no lo estamos haciendo muy bien con los residuos plásticos. Sólo 9% se reciclan, 12% se queman y 79% acaban en vertederos o en la naturaleza.²³. Si no cambiamos, fabricaremos más de 1.100 millones de toneladas de plástico al año en 2050²⁴. Además, los trocitos de plástico y las sustancias químicas nocivas son perjudiciales para la salud.²⁵.

Nos tomamos en serio lo de producir menos residuos y reciclar más. El futuro de los plásticos necesita que fabriquemos, reciclemos y gestionemos mejor los residuos. Estamos aquí para cambiar la forma de hacer las cosas, con el objetivo de reducir la contaminación y los daños. Nuestro equipo en todo el mundo está preparado para ayudar a las industrias con estos grandes problemas.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cuáles son las etapas básicas del proceso de fabricación de plásticos?

Los pasos básicos son:
1. Conseguir las materias primas.
2. Refinado y transformación de esos materiales.
3. Polimerización, convirtiéndolos en polímeros.

4. Mezcla de polímeros en la composición de polímeros.
5. Moldear y dar forma al material.
6. Por último, utilizar técnicas de postprocesado para el acabado.

¿Qué materias primas se utilizan habitualmente en la producción de plásticos?

El plástico se fabrica principalmente a partir del petróleo y el gas natural. Los rellenos y aditivos también son importantes para mejorar las cualidades del material.

¿Qué es la composición de polímeros en la producción de plásticos?

En la composición de polímeros, éstos se mezclan con otros materiales. Esto incluye cargas, pigmentos y estabilizadores. Se hace para que el producto final tenga unas cualidades específicas.

¿Cómo funciona el moldeo por inyección?

El moldeo por inyección calienta el plástico hasta que se funde. Luego, se inyecta en un molde a alta presión. Se enfría y adopta la forma del molde.

¿Qué son los plásticos de base biológica?

Los plásticos de base biológica proceden de fuentes renovables como el almidón de maíz o la caña de azúcar. Son una alternativa ecológica a los fabricados con petróleo.

¿Por qué son importantes las cargas y los aditivos en la fabricación de plásticos?

Los rellenos y aditivos mejoran las cualidades del plástico. Lo hacen más fuerte, más elástico y más resistente a los rayos UV y a los productos químicos. Esto mejora el rendimiento del producto final.

¿Qué avances se están realizando en las tecnologías de producción sostenible de plásticos?

Entre los esfuerzos por conseguir un plástico sostenible se incluye la creación de plásticos biodegradables. Además, el uso de materiales reciclados y una producción más eficiente desde el punto de vista energético son avances clave.

¿En qué consiste el proceso de moldeo de plásticos y qué técnicas se emplean?

El moldeo de plástico consiste en darle forma. Las técnicas incluyen el moldeo por inyección, el moldeo por soplado, la extrusión y el moldeo rotacional.

¿En qué se diferencian los plásticos sintéticos de los biológicos?

Los plásticos sintéticos proceden del petróleo, mientras que los de base biológica proceden de recursos renovables. Sus propiedades y usos varían en función de su origen.

¿Puede explicar la química de los polímeros que hay detrás de los materiales plásticos?

La química de los polímeros estudia su estructura y comportamiento. Estas largas cadenas de unidades repetitivas son cruciales para crear plásticos con cualidades específicas.