Articulo

Futuro en los plásticos

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CIENCIAS 96 OCTUBRE

DICIEMBRE 2009

Emmanuel T. Carballo Gutiérrez

Uno de los mayores desafíos que enfrentamos los arquitectos e ingenieros hoy día es alcanzar un equilibrio entre las necesidades de construcción de una población global creciente y la protección del ambiente y la salud humana. Los materiales plásticos, que forman parte de los polímeros,no sólo hacen posible dicho equilibrio, sino que son además el material idóneo para alcanzar un equilibrio económico y ambiental, y cumplir al mismo tiempo con las necesidades de diseño funcional y planeamiento creativo. Los polímeros (del griego poly, muchos, y meros, parte, segmento) se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormescadenas de las formas más diversas. Existen polímeros naturales como el algodón, formado por fibras de celulosas, material que se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se em63
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plean para hacer telas y papel. La seda y la lana son también polímeros, al igual que el hule de los árboles del caucho y los arbustos de guayule. Sin embargo, lamayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituídos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas, ya que en general tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen —su fuerza de atracciónintermolecular depende de la composición química del polímero, por lo que puede ser de varias clases. Las moléculas de los polímeros son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de bajo peso molecular llamadas monómeros. Si el polímero es rigurosamente uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de polimerización es entonces indicado por un numeral griego, que depende delnúmero de unidades de monómero que contiene —así, hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos, con políme64
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ro se designa una combinación de un número no especificado de unidades, y si el número de unidades es muy grande, se usa la expresión de “gran polímero”. Las moléculas individuales de un polímero pueden ser distintas en peso molecular, composiciónquímica y estructura molecular. Ciertamente, hay polímeros naturales como ciertas proteínas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas individuales tienen el mismo peso molecular y la misma estructura molecular, pero la gran mayoría de los polímeros sintéticos y naturales importantes son mezcla de componentes poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición química y en laestructura molecular es el resultado de la presencia

de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación de los monómeros y la irregularidad en el orden en que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades en general no suelen afectar las propiedades del producto final, aunque se ha descubierto que en ciertos casos hay variaciones en copolímeros yen polímeros cristalinos. El comportamiento mecánico de los materiales poliméricos depende en forma muy especial de la temperatura y la duración de los esfuerzos estáticos o la frecuencia de los dinámicos. En la teoría del comportamiento viscoelástico se describen los procesos de modificación de las materias poliméricas en donde participan las deforma-

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diante insertosreforzantes que presentan altos valores de resistencia sobre un intervalo de temperaturas considerables. Actualmente, para todos los plásticos que se utilizan en construcción se dispone de diagramas de líneas de alargamiento y de tensión en función del tiempo y del intervalo de temperaturas de aplicación.
Pasado y presente

ciones forzadas de las macromoléculas y su deslizamiento mutuo, como una...