Retos y desafíos de la ingeniería en la industria del plástico.

Por: Dr. José Francisco Hernández Gamez, Dr. Eduardo Ramírez Vargas.

Catedrático CONACYT e Investigador Titular.

Departamento de Procesos de Transformación del Plásticos del Centro

de Investigación en Química Aplicada.

A través de la historia, el aporte que ha tenido la ingeniería en el desarrollo de la humanidad ha sido fundamental y esto se puede observar en un gran número de contribuciones, que van desde que el hombre convirtió una piedra en herramienta, el descubrimiento de la rueda, el manejo de los metales, la fabricación en serie de automóviles, entre muchos otros, hasta llevar acabo uno de sus sueños más preciados, viajar a través del espacio.

Actualmente, la industria del plástico ha sido uno de los sectores más beneficiados por la ingeniería, desde principios de los años 40’s en la que el plástico fue producido en masa, este ha logrado formar parte de la cadena de valor de un sin número de productos y constituirse como un bien de consumo indispensable, como lo revelan los siguientes datos:

• Un estudio publicado por la revista Science Advances indica que la producción mundial de plástico, se ha incrementado de 2 millones de toneladas que se producían en 1950 a 381 millones de toneladas producidas en el 2015, logrando acumular un total de 8300 millones de toneladas (el 50% producido en este siglo), de las cuales 6300 millones son residuos, y de estos, el 12% ha sido incinerado, solo el 9% se ha reciclado y el 79% se encuentra en vertederos o ha sido arrojado al medio ambiente. Se espera que para el año 2050 la producción mundial acumulada se encuentre en el orden de los 34,000 millones de toneladas producidas.
• Según la Asociación Nacional de Industrias de Plástico (ANIPAC), la industria del plástico es altamente importante para el desarrollo de nuestro país, ya que aporta más del 3% del Producto Interno Bruto (PIB) Nacional, produce más de 7 millones de toneladas anuales, además, genera más de un millón de empleos de manera directa e indirecta, integra más de 4 mil empresas y concentra inversiones por más de 30 mil millones de dólares. La fuente Magazzine indica que, México importa 20 mil millones de dólares en resinas y plásticos al año y se encuentra entre los principales países de exportación de productos junto con Estados Unidos y Canadá.

Debido a la importancia que tiene la industria del plástico en México y en el mundo, es indudable que la ingeniería ha sido un factor preponderante para lograr posicionarla a este nivel de desarrollo, sin embargo, esta industria también tiene grandes retos y desafíos por enfrentar, los cuales se exponen a continuación:

• Una de las más fuertes batallas que debe librar la industria del plástico está relacionada con las regulaciones ambientales. En los últimos años diversos países han tomado medidas para tratar de evitar que los plásticos sigan llegando a los mares y océanos. Europa se ha puesto a la cabeza con la reciente aprobación de un acuerdo para eliminar en 2021 la venta de cubiertos desechables, popotes y otros productos plásticos de un solo uso. Esta tendencia está siendo replicada por Gobiernos y Congresos locales en México, la ANIPAC firmó recientemente un acuerdo el cual establece, que el 100% de los envases y embalajes de plástico se deberán reutilizar, reciclar o compostar de forma fácil y segura, además, deberán de contener algún porcentaje de material reciclado. Estas acciones firmadas en papel, serán un gran reto para las actuales y futuras generaciones de ingenier@s, ya que esto implica migrar de una economía lineal a una circular, al mejorar radicalmente el diseño de productos que nunca se conviertan en desperdicios o contaminantes, acompañada de la implementación de procesos de producción sustentables, sin embargo, una noticia desalentadora es que actualmente en el país no hay suficiente capacidad para ello, por lo cual será indispensable recurrir a la alta capacidad de innovación de los ingenier@s.
• Por otro lado, se ha proyectado el crecimiento de los plásticos biobasados y biodegradables (plásticos obtenidos de fuentes naturales) en cifras cercanas a las de los plásticos convencionales, sin embargo, cifras actuales indican que del plástico que se consume en México, un 85% es obtenido del petróleo, 14.5% corresponde a plástico reciclado, mientras que, el de los bioplásticos es apenas del 0.5%. En este sentido, el reto actual para los ingenier@s, es reducir el costo de estos materiales y lograr incrementar sus propiedades físicas y mecánicas, para que puedan competir con los polímeros convencionales. Esto se podría lograr con la ayuda de la industria 4.0, la inteligencia artificial y la impresión 3D mediante el diseño de novedosos biorreactores y revolucionarias estrategias de operación de los procesos.
• Para industrias de alta exigencia como la automotriz, es necesario contar con ingenier@s que puedan encontrar soluciones innovadoras en el diseño de moldes y herramentales, el reciclaje y reutilización de las autopartes plásticas que generan y cuando estas hayan cumplido su vida útil, sean capaces de igualar e incluso superar en prestaciones a las fabricadas con materiales vírgenes, lo cual se vislumbra como un reto muy ambicioso. Con ayuda de los centros de ingeniería, diversas industrias han logrado avances significativos al respecto. Goodyear ha comenzado a trabajar en sus procesos de reciclaje para que los componentes útiles de llantas fuera de uso en forma de polvo, se puedan utilizar como materia prima para la creación de neumáticos revolucionarios como el modelo Oxygene, capaz de absorber dióxido de carbono y convertirlo en oxígeno. Esto no solo representa una ayuda en lo que al cuidado del ambiente se refiere, también es un ahorro importante de material y energía para la creación de productos altamente innovadores.
• Por último, un dato muy significativo relacionado con la ingeniería en México revelado por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), indica que, dos de cada diez estudiantes de ingeniería son mujeres, en este sentido, es imprescindible impulsar más acciones de inclusión, para que, cada vez más mujeres se unan al estudio de las ciencias exactas, entendiendo que hay que conjuntar esfuerzos para afrontar los grandes desafíos que presenta esta industria.

En el marco de la celebración del día del ingenier@ y de los grandes retos que se presentan en la industria del plástico, hoy más que nunca, se requiere crear alianzas entre las Universidades, Centros de investigación, la Industria y el Gobierno, para proporcionar a las nuevas generaciones de ingenier@s, los espacios y las herramientas necesarias que permitan desarrollar la innovación en un sector estratégico lleno de una alta complejidad, ocasionada por la apertura comercial de los mercados, la competencia global y las normas ambientales cada vez más exigentes. Por su parte, el CIQA está conjuntando esfuerzos con las Universidades y actualmente en el grupo de trabajo se están preparando estudiantes de ingeniería en varias especialidades, que van desde las síntesis de biopolímeros hasta el reciclado y procesado de materiales plásticos que incorporan subproductos de diversas industrias.

Fotografía: Grupo de futuros ingenieros de la Facultad

de Sistemas de la UA de C. Actualmente realizan sus

prácticas profesionales y trabajo de Tesis en el CIQA.