Busqueda de información para la investigacion documental
INTRODUCCIÓN
Para poder combatir este problema se vienen promoviendo y desarrollandoalternativas accesibles para la sociedad, como la reducción, reuso, reciclaje y sobre todo la fabricación de bioplásticos compuestos por estructuras biodegradables obtenidas de distintas fuentes naturales, como enzimas, almidones, monómeros, proteínas, polisacáridos, etc., y así, poder reemplazar o reducir el uso de los fabricados con hidrocarburos.
El polímero biodegradable es una solución que se encuentra para reducir los impactos que los compuestos comunes pueden causar en el medio ambiente. Cuando un envase plástico biodegradable es desechado al final de su vida útil, comienza a transformar su estructura molecular, y por lo tanto sus propiedades físicas y químicas, debido a la influencia de agentes ambientales. Así, el polímero es transformado en sustancias simples o en componentes menores como agua, dióxido de carbono y biomasa que finalmente se asimilan al medio ambiente. Polyexcel. (2021, April 28). Polímero biodegradable: una alternativa sostenible | Polyexcel. Polyexcel. https://polyexcel.com.br/es/productos/polimero-biodegradable-una-alternativa-sostenible/
Labeaga Viteri, Aitziber. (2018, March 15). Polímeros biodegradables. Importancia y potenciales aplicaciones. Uned.es; Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química. http://e-spacio.uned.es/fez/view/bibliuned:master-Ciencias-CyTQ-Alabeaga
BORRADORES
- Los materiales poliméricos tienen una presencia en la vida cotidiana cada vez más evidente, de esta forma, el polímero es transformado en sustancias primordiales o en elementos menores como agua, dióxido de carbono y biomasa que al final se asimilan al medio ambiente.Conforme la sociedad ha progresado en el ámbito tecnológico, se ha puesto de manifiesto la necesidad de desarrollar y optimizar nuevos materiales que sean capaces de satisfacer nuestras necesidades. Los polímeros o los materiales basados en polímeros han sido unos de los más investigados ya que sus propiedades físicas y químicas los hacen adecuados para muy diferentes usos. medioambientales generados por las malas prácticas relacionadas con el uso y posterior eliminación de los materiales poliméricos. es ese que podría ser degradado enteramente por el medio ambiente, disminuyendo de esta forma el efecto ambiental que dichos materiales generan.
- Los polímeros han estado presentes de forma natural durante toda la vida como lo es la proteína, sin embargo, esto era algo desconocido hasta el año 1826 que Michael Faraday observo el fraccionamiento de un líquido a causa de un gas iluminante bajo presión. La utilización de etileno para lograr esto resulto en un nuevo compuesto conocida como buteno al cual se le considero un polímero que de acuerdo a las palabras griegas “poli” que significa mucho y “meres” que significa partes o segmentos, sería un compuesto con un peso molecular que fuera un múltiplo del peso molecular de otro compuesto con la misma composición elementa, este fue el termino dado al principio y fue utilizado durante un tiempo. No fue hasta 1839 que Charles Goodyear mediante el método del vulcanizado logro crear el primer polímero artificial a base de un polímero natural como lo es el caucho, a partir de entonces surgieron nuevos polímeros artificiales como el poliéster, PVC, etc., pese a esto, aun no se entendía que era un polímero, hasta que en 1922 el químico alemán Hermann Staudinger se interesó y comenzó a estudiar los polímeros terminando en 1926 cuando expuso su hipótesis la cual fue aceptada y se volvió el fundamento de la química macromolecular, esto significó un gran avance en el desarrollo de los polímeros de la época y actuales. Actualmente un polímero es definido como una sustancia o material compuesta por cadenas en las que se repite un patrón básico que se denomina monómero, a su vez, estas cadenas se denominan macromoléculas cuya unión es por medio de enlaces covalentes.
- El
término polímero se deriva de la palabra griega clásica "poli", que
significa "muchos" y "meres", que significa
"parte" (Fried, 2014). En resumen, un polímero es una molécula grande
formada por la combinación de muchas moléculas pequeñas llamadas monómeros. En
la mayoría de los polímeros biodegradables, la unión entre los monómeros se
realiza mediante funciones químicas degradables (Phale et al., 2014). Los
polímeros biodegradables suelen producirse mediante sistemas biológicos como
microorganismos, animales o plantas, pero también se pueden sintetizar en el
laboratorio a partir de productos de origen natural (como aminoácidos o
azúcares). Los polímeros con enlaces carbono-carbono en su cadena principal
tienden a resistir la degradación y la presencia de heteroátomos les otorga
degradabilidad. Por tanto, la biodegradabilidad de un polímero puede diseñarse
introduciendo enlaces químicos que pueden hidrolizarse en la cadena del
polímero, tales como grupos funcionales anhídrido de ácido, éster o amida. El
mecanismo común de degradación es la hidrólisis o escisión enzimática de
enlaces inestables presentes en la cadena principal del polímero.
JUSTIFICACIÓN
En este apartado, se investigo sobre los beneficios de un polímero biodegradable. Los biopolímeros es la degradación en el medio ambiente. Este proceso es el resultado de la acción de microorganismos naturales como algas, hongos y bacterias. La descomposición del material ocurre en la transformación del mismo en moléculas más pequeñas, causando menos impacto ambiental. Polyexcel. (2021, April 28). Polímero biodegradable: una alternativa sostenible | Polyexcel. Polyexcel. https://polyexcel.com.br/es/productos/polimero-biodegradable-una-alternativa-sostenible/
BORRADORES
- A largo de los años, el medio ambiente se ha ido deteriorando por causa de la contaminación que el ser humano provoca, algunas de la contaminación más frecuente es la del suelo, que cada año se encuentra demasiada basura en diversa parte del mundo generalmente en áreas verde, los polímeros o plásticos es una gran parte de la contaminación del planeta y tarda años en degradarse. En esta investigación nosotros nos enfocamos en conocer los polímeros biodegradables para ver sus beneficios y ventajas al medio ambiente, además, conocer a los polímeros contaminantes, su composición, tiempo de degradación y como afecta al medio ambiente, y usar como alternativa los polímeros biodegradables.
- Este trabajo de investigación surge por la necesidad de reducir el impacto ambiental que genera el uso excesivo e inadecuado de plástico en el diario vivir del ser humano, y la necesidad de buscar nuevas alternativas a este producto que mantenga la sostenibilidad del Planeta.
- Los polímeros artificiales se han convertido en un problema medioambiental ya que estos tienen un alto tiempo de degradación y cada vez se acumulan más por lo que se buscan alternativas que disminuyan esto y el impacto ambiental que ocasiona, optar por utilizar los polímeros biodegradables se ha convertido en una opción ya que estos tienen un corto tiempo de degradación y al final de su vida útil se convierte en subproductos naturales que benefician al suelo.
- Son necesarios los polímeros biodegradables porque se utilizan a menudo para reducir el volumen de residuos en los materiales de empaque. También se hace un gran esfuerzo para reemplazar los materiales derivados de los productos petroquímicos, por aquellos que se pueden fabricar a partir de componentes biodegradables. Los plásticos compuestos son degradables porque el proceso biológico ocurre durante el compostaje y son convertidos en dióxido de carbono, agua y biomasa. No hay efectos secundarios como residuos tóxicos para el agua, tierra, plantas o organismos vivientes. Actualmente estos plásticos están basados en recursos naturales.
OBJETIVOS
En los objetivos nos basamos en las investigaciones y tener en cuenta los conocimientos de los polímeros biodegradable.OBJETIVO GENERAL
Identificar los procedimientos y ventajas de los polímeros biodegradables por medio de una investigación documental, para conocer su diferencia al desintegrarse con otros polímeros y como llega favorecer al medio ambiente.
Conocer acerca de los polímeros biodegradables su utilización y posterior a ello su estructura química para descomponerse en componentes compatibles con el medio ambiente. Y por medio de este documental proponer nuevas alternativas basadas en polímeros naturales se han desarrollado en los últimos años por científicos profesionales, manteniendo las propiedades y la funcionalidad de los polímeros convencionales. Para intentar lidiar el problema medioambiental que supone el reciclado de los plásticos convencionales.
Diferenciar a los polímeros biodegradables de los que no por medio de una investigación para tomar en cuenta cuales son beneficiosos para el medio ambiente y tomar mejores decisiones como consumidor.
El objetivo con los polímeros degradables es que se mantengan las propiedades durante el período de utilización del polímero y un posterior cambio de su estructura química para descomponerse en componentes compatibles con el medio ambiente.
El objetivo de un polímero biodegradable es específicamente que se descompondrá después de lograr su propósito y producirá subproductos naturales como gas (CO2, N2), agua, biomasa y sales inorgánicas. Estos polímeros son tanto naturales como sintéticos, y se componen principalmente de grupos funcionales éster, amida y éter.
OFICIAL
Conocer los fundamentos básicos de los polímeros biodegradables, por medio de una investigación documental, con el fin de identificar sus propiedades y mecanismos de degradación y de este modo saber cómo favorecen en el medio ambiente a comparación de los plásticos convencionales.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Comprender los polímeros biodegradables, concientizar al usar otros polímeros que afecte al medio ambiente.
- Clasificar los polímeros biodegradables en base a su origenDiferenciar a los polímeros biodegradables de los plásticos convencionales, por medio de una investigación para tomar en cuenta cuales son beneficiosos para el medio ambiente y cuáles no.
- Analizar los tipos de polímeros biodegradables de uso comercial
OFICIALES
- Definir de forma clara y precisa que es un polímero biodegradable con el propósito de conocer sus propiedades y funcionalidad.
- Explicar los criterios de la biodegradabilidad y mecanismos degradación de los polímeros con la finalidad de comprender su estructura química para descomponerse en componentes compatibles con el medioambiente.
- Determinar los problemas y las consecuencias causados por la mala disposición de plásticos convencionales, para informar acerca de la contaminación que se vive hoy en día.
- Identificar los efectos negativos de los micro plásticos presentes en la naturaleza, océanos y suelos agrícolas, con la finalidad de demostrar los daños que causan a los seres vivos. Analizar y determinar los proyectos futuros, realizados por la comunidad científica, basados en los polímeros biodegradables con el fin de disminuir la contaminación ambiental que afecta continuamente al planeta tierra.
INVESTIGACIONES DEL CAPITULO 1
1.1 ¿Qué son los polímeros biodegradables?
Los polímeros biodegradables se definen como materiales que pueden ser degradados por el medio ambiente. Por lo tanto, cuando un envase plástico biodegradable es desechado al final de su vida útil, comienza a transformar su estructura molecular, sus propiedades físicas y químicas en sustancias simples o en componentes menores como agua, dióxido de carbono y biomasa.1.2 Clasificación de polímeros biodegradables
- Polisacáridos
- Proteínas
Polímeros naturales transformados:
Preparados mediante la modificación biológica o por la química, como, por ejemplo el acetato de celulosa o los polialcanoatos, los cuales destacan el copolímero polihidroxibutirato/valerato (PHBHV).
Materiales compuestos: Combinan partículas biodegradables con polímeros sintéticos biodegradables. En los biodegradables como el almidón y sintéticos como el copolímero.
Polímeros sintéticos: son aquellos obtenidos de las industrias, tales como poliesteramidas, poliesteres, y poliuretanos entre otros.
INVESTIGACIONES DEL CAPITULO 2
2.1 Degradación de polímeros
La principal propiedad que permite que los polímeros puedan competir con otros materiales como el vidrio y los metales es su resistencia química, física y mecánica. Por este motivo las investigaciones en este campo siempre han ido encaminadas a aumentar lavida de ciertos polímeros. No obstante, la longevidad puede derivar en problemas. En los últimos años, los residuos poliméricos sintéticos han aumentado su porcentaje dentro de los residuos sólidos totales. Como resultado, los científicos han cambiado de dirección,
orientándose hacia la síntesis de polímeros degradables, ya sea por efecto de la temperatura (degradación térmica), debido al contacto con el agua (degradación hidrolítica),o por efectos medioambientales como la luz solar (fotodegradación) o los microorganismos (biodegradación).
Fotodegradación: La fotodegradación empieza con la producción del macro-radical (P’) en las regiones amorfas del substrato polimérico, siendo una reacción química que se produce bajo la influencia de la luz y uno de sus factores que condicionan este proceso es la intensidad de la radiación ultravioleta.
Degradación térmica: La degradación térmica actúa el calor y está acompañada por la ruptura hemolítica de los enlaces covalentes de la cadena o de los grupos laterales como consecuencia del aumento de la temperatura.
Degradación hidrolítica: La degradación hidrolítica se produce con la intervención del agua, esta al entrar en contacto con el agua provoca el inflamiento.
2.2 Criterios de la biodegradabilidad
Para considerar a un polímero como material biodegradable, se tiene que llevar a cabo ciertos requisitos tanto las propiedades mecánicas requeridas, como también el tiempo de degradación necesario para la aplicación particular.
Propiedades mecánicas: los factores que influyen en las propiedades mecánicas son la selección del monómero y del iniciador de reacción.
Velocidad de degradación:
- Condiciones del medio: temperatura, humedad y pH.
- Características del polímero: presencia de enlaces químicos susceptibles a la hidrolisis, hidrofilicilidad, estereoquímica, peso molecular, cristalinidad, superficie especifica, temperatura de transición vítrea y de fusión.
- Características de los microorganismos: cantidad, variedad, fuente, actividad.
2.3 Mecanismos de degradación
Fotodegradación: Incluye los cambios físicos y
químicos que se producen en el polímero debido a la irradiación del material
con luz ultravioleta o visible
Degradación mecánica: es causada por los esfuerzos a los que se somete el material, ya que suelen ir acompañados de rotura de enlaces en la cadena principal.
Degradación térmica: se refiere a casos en los
que el polímero, a elevadas temperaturas, sufre cambios químicos sin la
contribución de ningún otro factor, que no sea la energía térmica.
Degradación química: se refiere exclusivamente a procesos en los que la degradación es inducida por el contacto del polímero con productos químicos reactivos.
Degradación mediante microorganismos: dichos microorganismos producen una gran variedad de enzimas que son capaces de reaccionar con polímeros sintéticos y naturales.
INVESTIGACIONES DEL CAPITULO 3
Los polímeros biodegradables de usos comercial se clasifican según su constitución química y se dividen en 3: primera corresponde a los polímeros naturales derivados de azúcares, y engloba a los polímeros de mayor aplicación; segunda categoría formada por el alcohol polivinílico (PVOH) y su copolímero con etileno (PEVOH): tercera categoría, formada por el grupo más importante de polímeros biodegradables sintéticos, los poliésteres.
3.1 Los poliésteres
“Los poliésteres constituyen un grupo importante de polímeros y se caracterizan por la presencia de enlaces éster (-CO–O-) en la cadena principal. Su interés como biomateriales radica en que los grupos éster son degradables hidrolíticamente de manera que, al contrario que las poliamidas, los poliésteres no presentan interacciones intermoleculares fuertes y, por lo tanto, sus propiedades son mucho más sensibles a su estructura.
3.2 Las poliamidas
“Una poliamida es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas.
Las poliamidas presentan un enlace CO-NH recibe el nombre de enlace amida o peptídico. Además, que es un polímero con excelentes propiedades mecánicas.
3.3 Las poliesteramidas
“Las poliesteramidas son polímeros que contienen enlaces tipo éster (-COO-) y enlaces tipo amida (-CONH-) en la cadena principal y se producen al someter una poliamida y un poliéster a elevada temperatura (270 ºC). “El plástico biodegradable es impermeable al agua durante el uso y, en condiciones normales tiene una estabilidad ilimitada al almacenaje.
3.4 Otros polímeros en desarrollo
Poliésteres basados en microorganismos
“Los principales polímeros obtenidos por este método son los llamados poli(hidroxialcanoatos). Dos ejemplos de estos materiales son el polihidroxibutirato (PHB) y el polihidroxivalerato (PHV), que actualmente forman un copolímero llamado BIOPOL que ha sido estudiado para su aplicación en medicina. Estos polímeros están siendo estudiados para diversas aplicaciones biomédicas, y normalmente requieren la presencia de enzimas para su degradación.
INVESTIGACIONES DEL CAPITULO 4
4.1 Definición de plástico
Se le define como material formado por distintas unidades que se denominan “Monómeros”, estos son moléculas que presentan bajo peso molecular y que se pueden unir con otras moléculas pequeñas, diferentes o guales, formando macromoléculas de largas cadenas que se conocen como los polímeros.
4.2 Composición del plástico
Estos polímeros se forman mediante el proceso de polimerización, en donde, por medio de enlaces químicos, se unen entre sí monómeros derivados de los hidrocarburos organizándose en cadenas de diferentes longitudes.
4.3 Tipos de plástico
Los plásticos se dividen en dos categorías y son:
Termoplásticos: Se definen como “los plásticos que, al exponerse a altas temperaturas estos son propensos a derretirse y a bajas temperaturas a endurecerse.
Termoestables: Se les define como “los plásticos que, al calentarse, se descomponen químicamente, debido a que en su producción se produce una reacción de fraguado, por lo que no se pueden volver a moldear.
INVESTIGACIONES DEL CAPITULO 5
5.1 Contaminación en México
México es una de las cuidades con más población a nivel mundial y está por supuesto afecta directamente a la población de distintas maneras. El plástico del medio ambiente se descompone en pedazos cada vez más pequeños, atrayendo y acumulando sustancias nocivas. Está claro que las toxinas están presentes en la vida animal y vegetal y en las reservas naturales que eventualmente son consumidas por los humanos. Es difícil trabajar con el plástico: según el tipo de plástico, los productos fabricados con este material pueden tardar hasta 1.000 años en degradarse, por lo que es importante limitar la producción y fomentar el reciclaje de plástico en espacios profesionales y personales.
Han surgido una variedad de instituciones, leyes y programas públicos para abordar los problemas ambientales más urgentes. Los ejemplos incluyen áreas naturales protegidas, en las que el acceso y la actividad económica están regulados en áreas ricas en recursos naturales, instrumentos económicos de conservación y programas de manejo forestal.
La escala y complejidad de la crisis social y ambiental requiere un cambio fundamental en nuestros valores, percepciones y conocimientos, que nos permita encontrar una forma alternativa de relacionarnos entre nosotros y con los demás seres vivos.
5.2 Impactos negativos a la salud
“El impacto más perjudicial en la salud y calidad de vida de los seres humanos a causa de los microplásticos presentes en océanos y suelos agrícolas, se da por medio de la cadena alimenticia, cuando consumen alimentos que contienen restos de estos” (Sarria, Gallo, 2016).AVANCE DEL CAPITULO 6
6.1 Ventajas de los polímeros biodegradables
A los polímeros que, son las organizaciones del consumo poseen un material de buena vida eficaz y de una vida cotidiana fácil.
- Se crean, principalmente, desde fuentes renovables.
- Inmediata reducción másica y volumétrica de sus residuos, con lo cual se incrementa la vida eficaz de los vertederos.
- No consumen materias primas no renovables.
La virtud de los biopolímeros es la degradación en el medio ambiente. No obstante, tenemos la posibilidad de concluir que los resultados positivos de los biopolímeros, como la biocompatibilidad y el menor efecto ambiental, son más significativas que la desventaja en la estructura de materiales biodegradables para suplir el plástico.
AVANCE DE LOS PROYECTOS FUTUROS
Por lo que, la comunidad científica ha buscado alternativas amigables con el medio ambiente para poder remplazar su uso. Esta búsqueda ha llevado a la caracterización de nuevos materiales con propiedades similares a los plásticos, pero sin el consecuente daño.
Para la redacción de los proyectos nos hemos basado en que los polímeros deben tener un mayor desarrollo para que la naturaleza pueda gozar en un ambiente limpio y sin plásticos, por lo que las propuestas mostradas se dirigen en acciones que pueden llevarse a cabo tanto por las empresas, como por los consumidores, como lo es:
- Determinar un presupuesto para la investigación y desarrollo de polímeros biodegradables.
- Tener un pensamiento crítico en relación a los productos que se adquieren con frecuencia y el daño que este llega a ocasionar a largo plazo.
AVANCE DE LA CONCLUSIÓN
Al llegar a una conclusión, hemos podido ver que los principales problemas mostrados son el hecho de la falta de productos accesibles de este tipo, la mala administración de cada ciudadano con respecto a sus desechos plásticos y a la degradación de estos mismo, de igual forma, al final se propone una acción colectiva para contribuir al desarrollo de los polímeros biodegradables.
