03.02.01-p.e.t. chapas plasticas

Facultad de ciencias exaFacultad de ciencias exacctas, tas, ingeniería y agrimensingeniería y agrimensuurara

U.N.R.U.N.R.

Asignatura: Materiales (C 3.19.1)

Monografía: “Materiales No ConvencionMonografía: “Materiales No Convencionaales”les”

Tema:Tema: Chapas plásticas de tereftalato de polietilenoChapas plásticas de tereftalato de polietileno

(P.E.T.)(P.E.T.)

Alumnos: Vella, Juan Pablo Vozzi, Lucas Pedrido, José María Martínez, Ezequiel

2º Cuatrimestre - 2003 -

Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura – U.N.R. Asignatura: Materiales (3.19.1)

1) Introducción

2) Descripción del material (historia)

3) Descripción del producto a) Chapa sinusoidal b) Chapa trapezoidal c) Chapa lisa

4) Utilización a) Acristalamiento

1. Placas y planchas celulares 2. Cúpulas luminosas de doble esfera 3. Invernaderos 4. Pasarelas peatonales

b) Iluminación para salas climatizadas 1. Acristalamiento de seguridad

5) Proceso de fabricación a) Preparación de la materia prima b) Proceso de extrusión

1. Principales parámetros tecnológicos

6) Normas existentes a) Resistencia a la tracción b) Resistencia a la flexión, o resistencia a la rotura transversal c) Resistencia a la compresión d) Resistencia al impacto

1. Resistencia al impacto Izod 2. Resistencia al impacto Charpy

e) Resistencia a la penetración, compresión, abrasión, rayado 1. Dureza Rockwell 2. Dureza Shore

f) Resistencia al granizo

7) Ensayos de control a) Resistencia a la tracción b) Resistencia a la flexión, o resistencia a la rotura transversal c) Resistencia a la compresión d) Resistencia al impacto

Monografía: Materiales no convencionales Chapas plásticas de tereftalato de polietileno (P.E.T.)

1. Resistencia al impacto Izod 2. Resistencia al impacto Charpy

e) Resistencia a la penetración, compresión, abrasión, rayado 1. Dureza Rockwell 2. Dureza Shore


8) Características técnicas

9) Análisis de mercado a) Costos b) Comparación con otros materiales alternativos

10) Aplicaciones alternativas del material a) Envases de productos comestibles b) Otras aplicaciones en la construcción

11) Reciclado

12) Conclusiones


1) Introducción El siguiente trabajo trata de analizar y describir someramente la producción y posterior

utilización de chapas de tereftalato de polietileno (sinusoidales, trapezoidales, planas, etc), por el proceso de extrusión continua, que es de alta producción y uniformidad.

Los productos son de utilización general en las construcciones civiles. Fundamentalmente se utiliza en el techado de tinglados, galpones, patios de invierno, como sustitutivo del vidrio, etc.

En el techado de galpones se intercalan aproximadamente en un 10 % con las galvanizadas a los efectos de aumentar la luminosidad en su interior. También tienen una excelente aplicación en galpones donde se trabaja con elementos ácidos, por ejemplo: fábricas de cromados, galvanizados, gases de combustión, gases de azufre, etc.; en cuyo caso se techa con chapas de PET en un 100 %.

Se analizarán brevemente las normas existentes en otros países ya que no existen normas nacionales específicas de este producto.

Describiremos los ensayos de control mas comúnmente realizados en este tipo de materiales (polímeros en general) para luego analizar las características técnicas del producto en cuestión

Por último efectuaremos un análisis del mercado actual para poder comparar dicho producto con otros existentes en el ámbito de la construcción tanto en el sentido funcional como en el económico.

Ver folleto comercial adjunto.

2) Descripción de la materia prima (historia) Los poliésteres fueron desarrollados en la década de los años 40, mas precisamente en el

año 1941, cuando fue sintetizado el poliéster por los ingleses. Si bien Carothers, químico de Dupont, marcó los primeros caminos hacia el desarrollo de los poliésteres. En 1929 inició sus estudios relativos a la condensación de compuestos para obtener polímeros lineales. Logrando conseguir productos de bajo punto de fusión.

En 1946 se inició la producción de tereftalato de polietileno (PET), y a partir del año 1950 comenzó la comercialización por primera vez a cargo de la I.C.I. en Inglaterra, con la fibra uni axial terlyne. Sus primeros usos de gran aceptación fueron películas pero principalmente productos textiles.

Las botellas y las fibras de PET, deben ser sometidas a estiraje en el proceso inyección soplado para lograr unas propiedades de resistencia mecánicas excelentes.

Sin este proceso son quebradizos. Al principio fue difícil la inyección y la extrusión del PET por que las piezas de pared gruesa tenían estructura macrocristalina irregular ya que la velocidad de cristalización de este material es lenta. Para 1966 se consigue mediante mejoras en aditivos un producto altamente uniforme en microcristalinidad.

En el año 1960, fue el PET fabricado en forma biaxial, pero no es hasta comienzos de 1970 en donde se descubre el polímero tridimensional biaxial, base para fabricación de botellas carbonatadas. En esta época se desarrolla el PBT (politereftalato de butileno), de transformación más fácil que el PET.

La estrecha colaboración entre usuarios, transformadores y fabricantes de materias primas dio lugar a cada vez más aplicaciones específicas del producto, en especial en el sector eléctrico, electrónico y en el de vehículos. La creciente demanda de productos no deformables y más resistentes física y químicamente (tolerar altas temperaturas para procesos de envasado) condujo al PET (también debido a su gran estabilidad de fabricación) a una gran diversidad de productos nuevos. Entre estos las láminas o chapas de PET.


3) Descripción del producto

a) Chapa sinusoidal Este producto fue diseñado con las mismas características dimensionales que las chapas

estándar utilizadas en nuestro país (coincidiendo con uno de los principales fabricantes: Siderar), por lo tanto esta propiedad permite intercalar estos productos con los existentes en el mercado actual.

b) Chapa trapezoidal

Como en el caso anterior las dimensiones coinciden con las existentes en el mercado. Una

ventaja es que no se encuentran en el mercado este tipo de chapas realizadas en fibra de vidrio por problemas técnicos. Lo que trae aparejado una mayor demanda de este modelo.

c) Chapas lisas

Este modelo fue realizado con el fin de dar una opción alternativa al vidrio convencional

siendo conveniente por el hecho de ser irrompible, económico, además de poder hacerse de todo tipo de colores

Otro factor importante para su utilización es el hecho que remplaza al policarbonato, material importado de muy elevado costo actualmente.

4) Utilización Las propiedades ópticas, junto con sus características mecánicas, hace que las

denominadas “chapas de PET” sean no sólo buenos sustituyentes del vidrio, sino materiales mucho mas idóneos que éste. La posibilidad de formas, diseños y grandes dimensiones de las “entradas de luz” a los edificios, han abierto un campo de aplicación exclusivo para los materiales plásticos. Desde simples planchas hasta cúpulas de doble esfera, pasando por estructuras celulares, todo es posible de construir con estos materiales. La posibilidad de disponer colores variados, decorados en masa, etc, su facilidad de mecanización y acabado superficial, ha hecho que las chapas de PET entren con fuerza en el campo de la decoración y acristalamiento.

a) Acristalamiento

Los poliésteres insaturados, así como el PET, prácticamente limitan sus aplicaciones a

acristalamientos interiores y decorativos. Los reforzados de PET, encuentran su aplicación en cubiertas y paneles translúcidos, tanto interiores como exteriores.

En las restantes aplicaciones se utiliza en sus diferentes formas: placas, moldeados, planchas celulares, etc.

1. Placas y planchas celulares

Las placas de PET, tienen múltiples aplicaciones como elementos de acristalamiento cerrado

(ventanas) y abierto (escaleras, barandas de balcones y terrazas, etc). En sistemas completos de paredes y cubiertas se utilizan las planchas celulares. Estas

planchas extruídas se han instalado en millones de metros cuadrados por todo el mundo para


invernaderos, polideportivos, terrazas, barandas y naves industriales. Es un material apto para su uso en múltiples formas de aplicación y condiciones climáticas muy diferentes. La unión de estas planchas se realiza mediante lengüeta y ranura o, con otro diseño, mediante perfilería. La creación del sistema de lengüeta ha dado lugar a problemas técnicos, tanto en lo que se refiere a la técnica de extrusión como al montaje de los sistemas, en los que ha habido que estudiar el soporte de las cargas, deformaciones debidas a las mismas, dilataciones térmicas, etc. Sin embargo, este tipo de unión significa un considerable ahorro de tiempo y mano de obra en el montaje, ahorro energético mejor aprovechamiento de la luz y mayor facilidad de montaje (sobre todo en grandes superficies).

2. Cúpulas luminosas de doble esfera

Conocidas de sobra las cúpulas termoconformadas, o coladas, utilizadas como lucernarios

en edificios y naves industriales, y conocida su limitación en cuanto a tamaño, se ha intentado resolver este problema mediante las llamadas cúpulas de doble esfera. Estas cúpulas constituidas a base de polígonos de 15 esquinas y formados por 75 piezas individuales, son capaces de descubrir aberturas de hasta 9,5 m.

3. Invernaderos

Dentro de los posibles diseños, la construcción semiesférica, para grandes invernaderos,

aporta considerables ventajas. Es bien conocido que las ventanas en posición horizontal funcionan como un espejo, dejando pasar los rayos al interior tanto mejor cuanto más alto esté el sol, por lo que los tipos “normales” de invernadero tienen que llevar conjunto un sistema de sombreado para el verano. Sin embargo, el sistema de semiesfera, deja pasar poca luz cuando el sol está alto (a mediodía en verano) y cuando está muy alto, las partes inferiores de la semiesfera son alcanzadas por los rayos solares en un amplio ángulo, reflejándola fuertemente y eliminando la necesidad de sombreado paralelo.

4. Pasarelas peatonales

Se han diseñado un tipo de construcción especial para revestimientos abovedados. El

principio del sistema se basa en el estudio de los puntos de apoyo que debe tener una lámina fina flexible para que resista las cargas solicitantes. El sistema soporte enrejado está formado por barras redondas de acero de 8 mm. En los puntos de unión se colocan unos dispositivos que sirven, además, como distanciadores rígidos de las planchas.

El PET estirado, que se utiliza, es de 4 mm de espesor. La unión entre planchas se realiza con perfiles de cloropreno y, entre ambos, se coloca una “cinta” de aluminio.

b) Iluminación para salas climatizadas

En las grandes salas de oficinas cada día se emplean más las llamadas “lámparas de

ventilación”. Dado que la luz diurna ilumina defectuosamente las zonas profundas de las habitaciones, es necesario colocar muchas lámparas y focos en los techos, quedando poco espacio para los sistemas de ventilación. Por ello los conductos de entradas de aire se disponen alrededor de las lámparas, actuando como lámparas de ventilación o expulsión de aire. Los sistemas antiguos de módulos metálicos abiertos han sido superados con la creación de planchas de PET con aberturas para la expulsión de aire; de forma octogonal, de dos conos y de forma de prisma. Estas aberturas son prácticamente invisibles. Los orificios tienen forma


de venturi y la expulsión del aire pasa laminarmente en forma de “hilo”, atravesando la lámpara sin que el polvo pueda depositarse.

La radiación infrarroja de las lámparas es absorbida por el PET y por ello gran parte del calentamiento causado en el recubrimiento es transmitido al aire circulante.

1. Acristalamiento de seguridad

En el diseño de sistemas, muy variados, hay que considerar la gran dilatación de las

planchas frente a los perfiles sobre los que se montan, utilizar grosores superiores a los 5 mm, emplear juntas compatibles con el material y seleccionar la tornillería y materiales adecuados para la sujeción.

5) Proceso de fabricación

a) Preparación de la materia prima

Tenemos tres formas distintas de provisión de materias primas. • Virgen: producido por la firma EASTMAN en la localidad de Zárate (Buenos Aires) • Preforma: que son unos tubos de 12 cm de longitud, 3 cm de diámetro y 5 mm de

pared producidos por inyección para la producción de botellas sopladas, pero que son descartados por problemas dimensionales.

• Botellas molidas, obtenidas de una planta de reciclado de polímeros.

Tanto las preformas como las botellas deben ser molidas mas finamente y las botellas

lavadas con soda cáustica o detergente. Y luego ser llevadas a la granulometría más adecuada.


Tanto las preformas como las botellas molidas, se cargan por partidas de aproximadamente

250 kg en una máquina que consiste en un tambor que está completamente cubierto por perforaciones de 3 mm de diámetro. El tambor tiene un diámetro de 1 m y una longitud de 2,2 m, el mismo se hace rotar por medio de un motor de 5 HP con un reductor y poleas a muy baja velocidad por un tiempo de aproximadamente de 3 horas. Por medio del proceso anterior se eliminan todos los componentes finos del material, dado que éstos afectan la terminación superficial de la chapa.


A continuación el PET es introducido en una

tolva en donde se calienta a 150 °C a través de aire caliente para luego dejarlo enfriar lentamente, con lo cual se logra su cristalización.

A temperatura ambiente, el material es higroscópico, lo cual requiere que antes de usarse deba secarse durante por lo menos 5 horas a 150 °C en una corriente de aire seco. Si el PET es mal secado, se producirán sobre la superficie de la chapa pequeños globitos u otros detalles perjudiciales.

El aire seco se produce en un equipo especial y luego se calienta adecuadamente a través de resistencias eléctricas y es forzado por un ventilador para conducirlo hasta la tolva. La capa-cidad de la tolva es de aproximadamente de 700 kg de PET.

Una vez seco de acuerdo a lo señalado ante-riormente, estamos en condiciones de comenzar el proceso de extrusión, previo agregado en for-ma proporcionada de elementos aditivos que mejoran la calidad del producto obtenido. Los adi-tivos más comunes a agregar son: protector anti-UV, colorantes varios, lubricantes, cauchos, etc. Se mezclan todos los productos con la materia prima y se cargan mediante una máquina aspiradora automática en la tolva de la máquina extrusora para dar comienzo al proceso.


b) Proceso de extrusión A continuación realizaremos una descripción del proceso de fabricación de chapas de

tereftalato de polietileno (PET), realizadas por un proceso de extrusión, mediante maquinarias íntegramente desarrolladas en la empresa; siguiendo los lineamentos tecnológicos utilizados en la elaboración de polímeros y la experiencia de su propietario adquirida a través de los años.

El proceso de fabricación consiste fundamentalmente de una extrusora del tipo mono tornillo, en cuyo extremo se le adiciona una matriz de acuerdo al producto que se desee obtener, en nuestro caso una matriz del tipo “cola de pescado” realizada en la misma planta; seguida de un calibre y el mecanismo de tiro y fraccionamiento del producto terminado.

Dicho equipo consiste de un motor de 60 HP de potencia en cuya alimentación se le intercala un “variador de velocidades” de origen japonés, que permite adaptar el numero de revoluciones según las necesidades requeridas; dicho motor a través de poleas a una caja reductora de engranajes, le entrega finalmente el movimiento de giro al tornillo de la extrusora de 70 mm de diámetro realizado con aceros especiales.


El elemento mas importante de una extrucionadora es el husillo. El modelo y la construcción

del mismo son fundamentales para el moldeo de los termoplásticos.

A fin de que el husillo pueda cumplir sus funciones, como son una entrada uniforme del

granulado, la plastificación y la homogeneización de la masa fundida, un transporte constante de la misma bajo la necesaria contrapresión, al tiempo que se mantiene una determinada


temperatura de extrusionado, y dado que se procura trabajar con elevados rendimientos de producción (caudales), se comprende la necesidad de adecuar su geometría al comportamiento de fricción del granulado, a la característica de la masa de plástico fundida y a su viscosidad.

Sin embargo, no solo las propiedades específicas del material termoplástico, sino también varios detalles técnicos referentes al extruder tienen gran influencia en la geometría de un husillo.

1. Principales parámetros tecnológicos

Diseño y dimensionado del sistema auxiliar de alimentación con efecto de transporte: La intensidad y eficacia de alimentación están condicionadas ante todo, por la sección

transversal de las acanaladuras y por la intensidad con que estas pueden refrigerarse. La característica de transporte de la zona de alimentación condiciona, en primer lugar, la geometría de las otras zonas del husillo.

La refrigeración por aire o por agua de una extrucionadora: Las extrusionadoras con refrigeración mixta por aire y por agua condicionan en cierto modo

las geometrías del husillo. Estos tres puntos demuestran claramente que para una misma categoría y tamaño de

máquina se aplican (e incluso deben aplicarse, si se quiere lograr una transformación óptima) diversas geometrías de husillo para la extrusión de un mismo termoplástico.

Los detalles técnicos de maquinarias tienen, además, gran influencia sobre la configuración geométrica de un husillo a la hora de diseñar extruders de alto rendimiento. Esto sucede, por ejemplo cuando la producción de un extruder puede ser aprovechada al máximo, es decir cuando la producción no es limitada por un grupo subsiguiente o por el material, en cuya extrusión no se deben rebasar ciertas temperaturas máximas.

En la extrusión de estos termoplásticos se han acreditado los husillos de filetes sencillos, a tres zonas, con un largo de 20 – 25 Ø y paso constante de 1 Ø. El largo preferido sin embargo es de 25 Ø

La camisa de la extrusora se fabrica en aceros nitrurados. En este caso con un diámetro exterior de 150 mm. A lo largo del cilindro y en su exterior, lleva resistencias planas independientes con control digital de temperaturas regulables a las temperaturas que requiera el proceso. En la parte inferior del cilindro, se dispone de ventiladores en las distintas zonas, de manera tal que desde el tablero eléctrico se controla la estabilidad exacta de la temperatura seleccionada, encendiendo y apagando automáticamente los ventiladores.

En la siguiente fotografía se ve a la izquierda el tablero de comando electrónico, como así también 3 ventiladores con embudo sobre el cilindro. En la zona de carga del material, al comienzo del tornillo, un anillo ahuecado tiene conectado un circuito de agua de refrigeración para evitar retroceso de la temperatura hacia la tolva.


En el otro extremo del tornillo, convenientemente adosado a la camisa se dispone, de un

dispositivo o filtro (que se acciona 1 o 2 veces por turno) que intercepta el flujo de PET fundido de manera tal de interceptar posibles impurezas ajenas al plástico. Como este dispositivo está formado por 2 laterales de mucha masa, es imprescindible su calefacción. La temperatura está comandada por el tablero central.


A continuación del filtro,

técnicamente sería necesaria una bomba de engranajes a los efectos de asegurar la presión del flujo plástico constante y por lo tanto mayor precisión al espesor de la chapa obtenida. Esta bomba es un proyecto, que se incorporará en un futuro no muy lejano.

Por el momento, luego del filtro y convenientemente abulonada, le sigue la matriz plana, diseñada y construida también en los talleres de la empresa. La misma, construida a partir de 2 grandes placas rectificadas de acero cromo-níquel y como ya dijimos del tipo “cola de pescado” con una regleta interna de regulación del espesor de salida.

Al salir el flujo plástico de la ma-triz, con el espesor uniforme, apoya sobre una plancha de aluminio ahuecado se denomina “calibre”. Por su interior se hace circular con-tinuamente agua proveniente de un equipo de frío a una temperatura de aproximadamente 5 °C. Este posee


la forma de la chapa que se desee obtener (canaleta, lisa, T101, etc) y simultáneamente un circuito paralelo de vacío que absorbe la chapa sobre el calibre, obteniendo esta su forma.

A medida que avanza la chapa es tornada por 2 cilindros de goma cuya velocidad está manejada por un variador de velocidad en forma digital, lo que le da la velocidad de la chapa con la cual se puede variar el espesor y la velocidad de producción de la misma.

Luego la chapa se introduce en la abertura de una guillotina comandada en forma digital que permite programar las longitudes de corte de acuerdo a los pedidos de los clientes.

6) Normas existentes

a) Resistencia a la tracción UNE 53023-86 DIN 53455 ASTM D 638-72

b) Resistencia a la flexión, o resistencia a la rotura transversal UNE 53022-76 DIN 53452 ASTM D 790-86

c) Resistencia a la compresión UNE 53024-86 DIN 53454 ASTM D 695-89


d) Resistencia al impacto

1. Resistencia al impacto Izod

UNE 53193-85 ASTM D 256-88

2. Resistencia al impacto Charpy UNE 53021-81 DIN 53453 ASTM D 256-88

e) Resistencia a la penetración, compresión, abrasión, rayado

1. Dureza Rockwell ASTM 758-65

2. Dureza Shore UNE 53130-91 ASTM D 2240-86

f) Resistencia al granizo UNE 1013-1-97

7) Ensayos de control

a) Resistencia a la tracción Mide la capacidad de un polímero a resistir los esfuerzos de estiramiento.

[ ] [ ]= =

2

NFuerza necesaria para romper la muestraResistencia a la tracción Pa

Area de la sección transversal m

b) Resistencia a la flexión, o resistencia a la rotura transversal

Para realizar el ensayo, se coloca la probeta entre dos soportes y se aplica una carga en el

centro durante un tiempo determinado. La resistencia a la flexión es la carga a la cual se produce la rotura transversal.

Para algunos materiales que no se rompen incluso al someterlos a grandes cargas, se da, en lugar del valor de la resistencia a la flexión, el valor del módulo elástico para una deformación del 5%.


c) Resistencia a la compresión

[ ] [ ]=

2

NFuerza necesaria para aplastar la probetaPa

Area de la sección transversal m

d) Resistencia al impacto

Determina la capacidad de un material para resistir un impacto.

1. Resistencia al impacto Izod La muestra se coloca en el aparato de ensayo, con una entalladura en la parte superior. Se suelta el péndulo desde una altura determinada. Se repite el ensayo hasta que se rompa

la muestra.

2. Resistencia al impacto Charpy El ensayo es similar al anterior, pero la muestra con la entalladura en el lado contrario al del

impacto, o sin entalladura.

e) Resistencia a la penetración, compresión, abrasión, rayado

1. Dureza Rockwell Se aplica sobre la muestra un penetrador de bola, con una carga pequeña, y se mira la

penetración, en el indicador; después se aplica una carga mayor, con un menor diámetro de bola, y se anota la penetración; después se aplica el penetrador con la misma carga y diámetro de bola que en la primera ocasión; la nueva marca del indicador nos señalará la dureza. En el resultado de esta prueba influyen la fluencia, y la deformación elástica. Este método no es buen indicador de la resistencia a la abrasión.

2. Dureza Shore

Este ensayo sirve para determinar la dureza superficial de un material. Se aplica una punta

normalizada sobre la muestra, y se mide la profundidad alcanzada para una determinada presión.


Se la somete a la probeta al impacto de una bola de poliamida (Nylon) hasta que falla la

probeta a una determinada velocidad del proyectil. El mínimo es de 20 ensayos.

8) Características técnicas El PET es un polímero lineal con buena resistencia a los disolventes. Soluble en

nitrobenzeno, funde entre 250 ºC y 260 ºC. La resina bien curada tiene una excelente resistencia a la humedad y gran resistencia mecánica.


Por su velocidad lenta de cristalización, de acuerdo al tipo y a las condiciones de inyección, puede tener estado amorfo-transparente (A–PET) o semicristalino (C–PET), variando entre un 30 o 40 % su cristalinidad. Si la estructura del molde no es superior a los 40 ºC, se logra una estructura semicristalina. El grado de cristalización puede aumentarse agregando aditivos.

Densidad: Estado cristalino: 1, 38 gr/cm³ Estado amorfo: 1, 33 gr/cm³ La fórmula química del polietileno tereftalato o politereftalato de etileno, en resumen, PET, es

la siguiente: [–CO–C6H6–CO–O–CH2–CH2–O–]n

El PET (una característica del poliéster), se forma por polimerización por condensación, o crecimiento gradual, ya que se lleva a cabo por etapas. Esta polimerización se caracteriza porque los intermediarios del proceso son transitorios y no pueden aislarse. Las reacciones de crecimiento por pasos se pueden detener en cualquier momento obteniendo poliéster de bajo peso molecular.

Las reacciones químicas de la esterificación se denominan reacciones de condensación y se distinguen por la eliminación de la molécula de agua.

Características: Puede controlarse la cristalinidad, esto facilita el procesamiento. Es altamente cristalino, esto permite tener mayor fuerza mecánica y punto de fusión mayor

que los polímeros amorfos. Las cadenas en las regiones cristalinas están próximas produciendo mayor densidad. La cristalinidad determina ciertamente las propiedades del polímero. Hay dos factores que

determinan la tendencia del polímero para la cristalización, uno es la facilidad con que las cadenas forman un cristal y el otro es la intensidad de las fuerzas de atracción de las moléculas vecinas del polímero.

El PET es relativamente estable contra la oxidación. Se utilizan antioxidantes fenólicos para mejorar la estabilidad de larga duración. El PET se utiliza en el modelo por inyección por soplado prácticamente más que ningún otro polímero. Es un combustible con un alto poder calorífico, si se incinera puede desprender Anhídrido Carbónico y vapor de agua, no produciendo ningún tipo de contaminante, ni lluvia ácida ni ninguna otra consecuencia nociva.

9) Análisis de Mercado

a) Costos Precios de materia prima y costos agregados de PET reciclado en EEUU:

Descripción valores (1998)

PET granulado [U$S / kg]

PET peletizado [U$S / kg]

Materia prima 0,044 0,132 0,044 0,132 Flete interno - 0,044 - 0,044 Costos de procesamiento 0,287 0,287 0,507 0,507 Costos fijos 0,154 0,154 0,241 0,231 Total 0,485 0,617 0,783 0,915 Precios de venta 0,683 0,772 0,926 1,014 Costos de producción 0,200 0,150 0,140 0,100 Lucro 29 % 20 % 15% 10 %

Costo final del producto (por mayor):


Tipo de chapa Precio [$ x m lineal] Sinusoidal 11,0 Trapezoidal 13,5 Lisa 20,0

b) Comparación con otros materiales alternativos

Precio [$ x m2] Tipo de

chapa PET Policarbonato Fibra de vidrio Zinc Sinusoidal 12,0 35,0 12,9 20,0 Trapezoidal 14,8 35,0 16,97 20,0 Lisa 22,0 100,0 25,9 13,0

10) Aplicaciones alternativas del material A partir de los años 70 se emplea en la fabricación de envases ligeros, transparentes y

resistentes, principalmente para bebidas, los cuales, al principio eran botellas gruesas y rígidas, pero hoy en día, sin perder sus excelentes propiedades como envase, son mucho más ligeros.

a) Envases de productos comestibles

El material utilizado en envases se obtiene a partir de dos materias primas derivadas del petróleo; etileno y paraxileno, presentándose en forma de pequeños cilindros o chips, los cuales, una vez secos se funden e inyectan a presión en máquinas de cavidades múltiples de las que salen las preformas, recipientes similares a tubos de ensayo pero con rosca para un tapón. Estas son sometidas a un proceso de calentamiento controlado y gradual y a un moldeado donde son estirados por medio de una varilla hasta el tamaño definitivo del envase. Por último son "soplados" inflados con aire a presión limpio hasta que toman la forma del molde.

Gracias a este proceso, las moléculas se acomodan en forma de red, orientándose en dos direcciones; longitudinal y paralela al eje del envase, propiedad denominada biorientación la cual aporta la elevada resistencia mecánica del envase.

Sin lugar a dudas el empleo de este producto, más difundido a nivel mundial es como envase de sustancias comestibles, y esto no es casual debido a las propiedades que le permiten conservar en forma óptima alimentos de toda clase, puesto que no solo conserva el sabor y el aroma de los alimentos, sino que es una barrera contra los gases lo cual le asegura la buena conservación de bebidas carbonatadas durante largos períodos, es esta la principal característica que ha llevado a desplazar del mercado a sus principales competidores como el PVC.

Los principales productos que lo utilizan como envase son fundamentalmente bebidas carbónicas, aceite, aguas minerales, zumos, tés y bebidas isotónicas, vinos y bebidas alcohólicas, salsas y otros alimentos, detergentes y productos de limpieza, productos cosméticos, productos químicos, lubricantes y productos para tratamientos agrícolas.

Para poder graficar cuanto importante es el empleo del PET en la fabricación de envases basta con decir que de las 450 mil toneladas de este material producidas en la Unión europea el año pasado 300 mil fueron destinadas a la creación de envases.


Otra importante característica que lo diferencia de sus principales rivales es que puede reciclarse un 100% y esto adquiere gran importancia, ya que en los países industrializados con fuertes políticas ambientalistas esto es tenido muy en cuenta.

Hace apenas diez o quince años, existían muy pocos recuperadores de PET, obteniendo una producción muy pequeña, principalmente a partir del material recuperado en plantas de reciclaje de RSU. En España cambia radicalmente esta situación con la aprobación de la Ley de envases y residuos de envases 11/97 de 24 de Abril, que responde ante el impacto medioambiental ocasionado por el gran volumen de envases, y el posterior residuo generado, con el objetivo de prevenir y reducir el impacto sobre el medio ambiente de los envases.

A través de esta ley se establecen los medios y métodos: Sistemas Integrados de Gestión, para favorecer la recogida selectiva de este material junto con otros envases en los conocidos contenedores amarillos. Se construyen plantas de selección de estos materiales por todas las Comunidades Autónomas, se fomenta la recuperación desde la basura en masa y se realizan campañas de sensibilización ciudadana. En consecuencia, en pocos años se multiplica la recuperación de PET.

El reciclado de los envases de PET se consigue por dos métodos; el químico y el mecánico, a los que hay que sumar la posibilidad de su recuperación energética, admitida por la ley de envases, aprovechando las 6,4 kcal/kg de su poder calorífico.

Otro tipo de aplicación relacionada es cuando se lo utiliza como film, es decir que el material se presenta en películas muy delgadas que gracias a su buena resistencia es posible utilizarla para contenedores alimentarios, láminas, audio/video y fotografía, blisters, films "High-Tech", embalajes especiales, aplicaciones eléctricas y electrónicas.

También tiene amplias utilidades en la industria automotriz y de productos electrodomésticos.

En otros países como China se lo utiliza para crear fibras textiles en reemplazo de otras fibras de poliéster más comunes. Debido al poco desarrollo que tiene en nuestro país los procesos de reciclado gran parte del material que puede obtenerse de la basura se selecciona se lo procesa en forma primaria y se exporta a estos países que si tienen una alta demanda del producto.

En nuestra investigación podemos destacar algunas aplicaciones curiosas como son, moldes para hueveras en heladeras, portalámparas, relé térmicos o bandejas manuales entre muchos otros.

b) Otras aplicaciones en la construcción

Básicamente el uso que se le da en la construcción es similar al que presenta el

policarbonato es decir su utilización está dada principalmente en cerramientos de chapa plana, revestimientos de frentes o simplemente como elemento decorativo. Los tipos y formas son muchos y muy variados así como también los colores y la opacidad que se desee lograr según el fabricante que los produzca.

Si bien en la Argentina el policarbonato está mucho más difundido, en los últimos años se a notado un incremento del PET para este tipo de soluciones en reemplazo de este último ya que se ha podido comprobar que este producto si se le aplica un adecuado tratamiento anti-UV presenta una mayor resistencia a los rayos ultravioletas que con el tiempo opacan y deterioran al policarbonato.

Una aplicación que ya se está comenzando a utilizar en EE.UU. y en Europa son las vigas hechas con PET.


Otra alternativa que encontramos fue la utilización del PET, para la conformación de paneles

termoacústicos, los cuales no se encuentran todavía presentes en el mercado ya que están en proceso de desarrollo.

La idea básica de los mismos consiste en un bastidor que puede ser de metal o madera el cual presenta en el medio un colchón de poliuretano expandido que le confiere las características termoacústicas y forrado en todo su exterior por una capa de PET la cual le confiere una terminación brillosa y lisa de distintos colores.

Este panel puede ser utilizado en interiores como placa divisoria entre oficinas cabinas etc.

11) Reciclado El envase de PET para gaseosas es el envase de plástico que más se fabrica, se descarta y

se recicla, hoy en día. En la actualidad, como un promedio mundial, se recicla aproximadamente el 30 % de todas las botellas de PET para gaseosas.

La botella de PET pesa la séptima parte de lo que pesa una botella de vidrio del mismo tamaño, y tiene la ventaja de ser irrompible y puede, además, ser reciclada y procesada varias veces. Hoy en día, una botella de PET de 1,5 litro es fabricada con sólo 35 gramos de materia prima.

El plástico PET reciclado es utilizado para fabricación de aislante en refrigeradores, fibras para cuerdas y telas, paragolpes para automóviles, muebles, bañeras y lluvias de baño, toldos, piletas de natación, asas y mangos de utensilios, autopartes, baldosas para pisos, pinturas y pinceles, esponjas abrasivas de cocina, etc.

Actualmente, aun cuando el proceso de reciclado "botella a botella" está creciendo, el mercado de las fibras constituye todavía la mayor utilización para el PET reciclado.

Sin embargo, no es sólo su calidad de reciclable lo que determina que el plástico PET sea ambientalmente "amigable", una vez que, al ser extremadamente liviano, contribuye a disminuir el peso de los embalajes, a la vez que reduce la emisión de contaminantes mientras son transportados. Aún más, puesto que los envases de PET requieren menos combustible para ser transportados, contribuyen también al ahorro de energía. Todavía del punto de vista energético, el reciclado del PET, utiliza apenas el 30% de la energía necesaria para la fabricación de botellas, en comparación de las fabricadas a partir de la resina virgen.

Finalmente, cuando se recicla el PET, se desvía residuos plásticos de los rellenos sanitarios, forma de destinación final de residuos que provoca inevitables impactos ambientales.


Para dar origen a un nuevo producto, los recipientes de PET usados deben primero y antes que nada ser recolectados. En la actualidad, muchas ciudades en todo el mundo han organizado sistemas de recolección para recuperar materiales reciclables.

El segundo paso en el proceso de recuperación de las botellas de PET usadas implica que el material recolectado sea enviado a una planta de selección donde los materiales son separados de acuerdo a su naturaleza.

Las botellas de PET recuperadas son entonces perforadas y prensadas (es decir compactadas en fardos) y enviadas a una planta procesadora. Esta es una fábrica que transforma las botellas usadas en escamas de PET, la materia prima que dará origen a los productos de PET reciclado. Lo primero que debe hacer la procesadora es desenfardar el material compactado. Para garantizar que el producto final resulte tan puro como sea posible, las botellas separadas son nuevamente seleccionadas y luego prelavadas y trituradas en escamas. Las escamas son a su vez lavadas y secadas, y luego almacenadas y vendidas. Es en el momento en que son vendidas cuando el reciclado real entra en acción: las escamas, esto es, la "'nueva" materia prima, son manufacturadas para fabricar un nuevo producto.

Una de las posibilidades de fabricación es a través de la transformación de las escamas en láminas de PET, que después son sometidas a un proceso de termoformado. El termoformado es el proceso en el que se ajusta una lámina termoplástica a los contornos de un molde mediante el uso de calor combinado con presión o vacío. Luego la pieza formada es desbarbada para eliminar los rebordes, decorada y/o usada para fabricar un producto de uso final. Cada paso del proceso de moldeado es vital para la calidad de la pieza terminada.

El mercado mundial de embalajes de PET fabricados con material reciclado está en expansión. Son buenos ejemplos, las botellas de PET multicapa para bebidas y las remoldeadas a partir de escamas limpias de PET, además de las bandejas para frutas, para huevos y de los soportes para envases de galletitas.

En total, la recolección de botellas de PET en América del Norte y del Sur alcanzó la suma de 430.000 toneladas en 1998 y es probable que llegue a las 740.000 toneladas en 2003. A pesar de que los volúmenes de recolección de botellas en otros países están creciendo en importancia, los EE. UU. son, y continuarán siendo en un futuro predecible, la fuente individual más grande de botellas pos consumo de la región.

En los EE.UU., la presión regulatoria sobre el reciclado se ha estabilizado o está declinando. La infraestructura de recolección está bien establecida y ha dejado de crecer, de modo que los sistemas de recolección existentes tendrán dificultades para responder a algunos de los segmentos de mercado de botellas de PET que están en crecimiento. En el pasado reciente, un hecho ha llamado la atención: la caída de la tasa de reciclado, atribuida al aumento de la utilización de contenedores pequeños, que no son atendidos por los sistemas de recolección diferenciada en el cordón de la vereda, a pesar de que los bajos precios de los materiales reciclados también causaron impacto.

Los mayores productores estadounidenses de fibras que usan PET reciclado son Wellman, Image, Marglen, Politex, Figer Extrusion, Foss y Martin Color. Otros procesadores de otros países de América son Arteplas y Rhodia-Ster en Brasil y Fibras Sintéticas y Kimex en Méjico. En EE.UU., la capacidad total de los productores de fibras que usan PET reciclado (y otros derivados de poliéster) es en este momento de 390.000 toneladas, que representan aproximadamente el 30% de la capacidad estadounidense de fibra discontinua.

El mercado de fibras representa entre el 55% y el 60% del PET reciclado usado en los EE.UU., siendo las principales aplicaciones la fabricación de alfombras, fibras de relleno y fieltro.

Muchos de los otros mercados de uso final para el PET reciclado en los EE.UU., parecieran estar relativamente maduros. Un área de crecimiento potencial es el uso de PET reciclado en botellas para gaseosas. Esta aplicación se muestra en este momento menos promisoria. La legislación acerca de contenido de material reciclado está siendo dejada sin efecto en algunos


estados y todavía no existe una tecnología capaz de producir un envase que contenga material reciclado competitivo respecto a uno hecho de resina virgen, por 10 menos no para mercados masivos de gaseosas.

En Canadá, también el marco regulatorio y la infraestructura de recolección están relativamente maduros, lo que implica que los volúmenes recolectados crecerán linealmente en función del consumo de PET. En Méjico y los países de América del Sur, probablemente sean los precios de mercado de escamas de PET reciclado (RPET flake), más que los controles regulatorios, lo que continuará siendo el principal factor determinante de los volúmenes recolectados.

La infraestructura del reciclado ha cambiado mucho en los EE.UU., donde muchas empresas se han retirado de esta actividad y nuevas compañías han ingresado, mientras otras han ampliado su capacidad. Actualmente (2003) hay alrededor de 40 empresas de reciclado de PET en actividad en el mercado estadounidense.

El comercio exterior de botellas y escamas es una característica sorprendente del mercado global de América, en el que se importan y exportan volúmenes considerables tanto dentro de la región como del y al exterior. El mercado más importante para botellas pos-consumo fuera de la región, sigue siendo China. A pesar de los bajos precios actuales de la materia prima virgen para fibras, todavía es posible enviar botellas a China y procesarlas competitivamente. El bajo costo del flete y el efecto favorable de los aranceles e impuestos chinos tienen una gran influencia en la conveniencia económica de este comercio.

Hoy en día el mercado de reciclados de PET se puede dividir en dos tipos: el que se destina a la producción de fibras y el que se destina a la producción de laminados.

Los productos desarrollados a partir de los laminados son envases en general, especialmente botellas. Las industrias que utilizan el laminado son industrias de gaseosas y de productos de aseo e higiene, generalmente multinacionales, pero el mercado para otras aplicaciones está creciendo, como por ejemplo, el mercado para embalajes de alimentos, como por ejemplo, bandejas para huevos de gallina.

Hay hoy en día, una clara tendencia de cambio de embalajes de PVC o de isopor por embalajes de PET, debido a sus características de bajo peso y transparencia, que ayudan a bajar costos de transporte y a presentar mejor los productos al consumidor final.

Además del mercado nacional, está el mercado internacional que ya demanda escamas de PET a un precio de alrededor de U$S 500,00 por tonelada.

Afortunadamente, el PET ofrece una lista importante de cualidades que aseguran la existencia en el futuro de varias opciones efectivas de reciclaje, para atender los volúmenes de desperdicio que se están generando en el momento y que aparecerán en el futuro. Entre las cualidades más importantes del PET, desde el punto de vista del reciclaje, podemos mencionar las siguientes:

El PET es una resina de condensación y por lo tanto, su costo es mayor que el de las resinas de consumo masivo. Es así como cada kilo de PET recuperado tiene un mayor valor en el mercado de reciclados.

El PET puede ser reciclado con propiedades mecánicas que son superiores a las del material desechado como desperdicio. Esto se debe también a la naturaleza de la reacción de polimerización que le da origen. La reacción de condensación del PET es reversible y por lo tanto, en el proceso de reciclaje se puede someter a condiciones de tratamiento que favorecen la reacción de polimerización sobre la de degradación. Particularmente, el vacío aplicado a alta temperatura produce la polimerización de la resina en "estado sólido", por efecto de la extracción de agua. Esta propiedad no la tienen las resinas de consumo masivo convencionales y apunta a aumentar el valor agregado del material reciclado.

Existen procesos comprobados tecnológicamente que pueden llevar los desperdicios de PET a la forma de sus precursores químicos, para recomponer la resina mediante la repolimerización a partir de los monómeros recuperados. Estos procesos buscan asegurar que la pureza de la


resina recuperada sea igual a la del material virgen. Este tipo de proceso pertenece al grupo denominado de recuperación regenerativa y que tiene varias opciones alternas comprobadas comercialmente, con preferencia en Alemania.

Se afirma por parte de un grupo de empresas reconocidas que la regeneración química es también un proceso viable económicamente y como tal podrá ser una solución efectiva en el reciclaje de PET con el grado de contaminación con aditivos que se tendrá, por ejemplo, con las botellas de cerveza.

El reciclaje mecánico de PET es también una opción abierta, especialmente porque se ha podido comprobar que puede generar resina recuperada apta para ser usada en contacto con alimentos. Tal característica no se encuentra con facilidad en los otros tipos de plásticos de consumo masivo. En estos procesos, el material recuperado, clasificado y molido, se somete a un proceso de lavado químico que retira una piel superficial del remolido. Se estima que el lavado también retira los contaminantes a los cuales pudo estar expuesto el PET en forma de desperdicio de posconsumo. Acto seguido, el remolido se enjuaga, seca y se somete a un proceso de repolimerización en "estado sólido", como se mencionó anteriormente. Existen varios procesos comerciales que ya cuentan con aprobaciones de las agencias de salud y medio ambiente de Estados Unidos y Europa, para ser usados en el reciclaje de PET para contacto con alimentos.

Los usos del PET recuperado están liderados en el momento por las fibras. Más de 50% del material reciclado lo usan los fabricantes de fibras para alfombras y textiles. Sin embargo, el gran mercado de reciclado debe ser en el futuro el sector de las botellas, ya que la calidad del reciclado puede controlarse satisfactoriamente por los procesos ya mencionados. La industria de bebidas es consciente que en los países donde no existen regulaciones impositivas, deben existir normas de autorregulación a favor de la disminución efectiva de los desperdicios que sus productos generan. Actualmente las empresas líderes del mercado mundial de bebidas están tomando determinaciones acerca del contenido de PET reciclado en sus envases. El uso de PET reciclado para hacer nuevas botellas de bebidas expandirá significativamente el mercado de aplicaciones para este material.

La intervención estatal en la regulación de los niveles de reciclado es una opción que no tiene el favor de la industria, por cuanto se considera que ésta trae consigo las soluciones tecnológicas que protegen el medio ambiente, a medida que se desarrolla. Sin embargo, se ha podido comprobar en algunos estados de EE.UU. que normas como los depósitos contra entrega de los envases usados tienen resultados muy efectivos en términos de las tasas de recuperación de los desperdicios. Por esta razón, es posible que ciertas normas que han comprobado ser exitosas, sean aplicadas para cimentar el reciclaje de los envases de bebidas, especialmente.

12) Conclusiones En cuanto a las conclusiones, después de desarrollar la información obtenida podemos decir

lo siguiente: • En la Argentina el PET tiene un desarrollo incipiente en cuanto a su aplicación en

construcciones civiles, y la poca información tanto comercial como tecnológica, lleva a una desconfianza infundada a la hora de decidir su utilización, optando por lo general por materiales de cualidades similares, que son la principal competencia a la hora de una decisión en el proyecto.

• Por otro lado, a la hora de ver el futuro en el mercado local, podemos afirmar con total claridad que el potencial de este producto, sumado a las experiencias adquiridas en países donde el producto se tiene en desarrollo de varios años, lo proyectan para ser uno de los materiales con mayor crecimiento en un futuro no muy lejano.


• Además, cabe destacar, que una cualidad que lo diferencia fundamentalmente del resto es la posibilidad de reciclarlo, cuestión que adquiere gran importancia si tomamos en cuenta criterios ambientales.

03.02.01-p.e.t. chapas plasticas

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