Industria del PolietilenoRiesgos en Procesos Productivos ITcnico Universitario en Prevencin de Riesgos

Introduccin El polietileno es un Polmero preparado a partir de etileno (C2H4). Se emplea en la fabricacin de envases, tuberas, recubrimientos de cable entre otros. Es qumicamente el polmero ms simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2)n.

PolmerosLos polmeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son macromolculas (generalmente orgnicas) formadas por la unin de molculas ms pequeas llamadas monmeros.No son ms que sustancias qumicas formadas por una cantidad finita de molculas que le confieren un alto peso molecular, que es una caracterstica representativa de esta familia de compuestos orgnicos.

HistoriaFue sintetizado por primera vez por el qumico alemn Hans von Pechmann, quien por accidente lo prepar en 1898 mientras se calentaba en la estufa diazometano.

Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner caracterizaron la sustancia: largas cadenas compuestas por -CH2- a la que llamaron polimetileno.

HistoriaEn 1933 fue sintetizado como lo conocemos hoy en da, por Reginald Gibson y Eric Fawcett en Inglaterra (Laboratorios ICI). Comprimieron un gas 15 veces a la presin atmosfrica, el gas que introdujeron fue el Etano y resultando un material blanco viscoso. Presin elevada llev a investigacin sobre catalizadores, realizada por Karl Ziegler y Giulio Natta premio Nobel en 1963 por su aporte cientfico a la qumica. Se logra polimerizacin a presin normal.

Proceso Productivo Las sorprendentes propiedades de los plsticos en general se explican por las infinitas estructuras posibles de una molcula, llamadas polmeros, enlazadas en cadenas lineales.

Materia Prima

Como materia prima se utiliza el Etano, extrado de la destilacin del petrleo.Corresponde al 4% del Petrleo utilizado mundialmente.Con condiciones altas de temperatura y presin se descomponen las molculas de Etano, produciendo Etileno .

Proceso ProductivoLa entrada al proceso no contiene materia prima pura.No solamente deben eliminarse las impurezas inorgnicas, como los compuestos de azufre, el CO2 y otros, sino tambin el metano, el etano y el hidrgeno que, aunque no tomen parte en la reaccin de polimerizacin, actan como diluyentes en el mtodo de alta presin e influyen en la marcha de la reaccin.

Proceso Productivo Para obtener el etileno puro se utilizan lavadores, que actan a modo de columnas, en ellas se evaporan sobre todo los componentes de ms bajo punto de ebullicin, como el metano y el hidrgeno, que salen por la cabeza de la columna.Los componentes de ms alto punto de ebullicin, como el etano (punto de ebullicin -88,6 C) y los hidrocarburos inmediatamente superiores, con mucho etileno, se renen en el fondo de la columna. Luego se utiliza una columna o lavador de etano, en la que tiene lugar la separacin completa del etileno de todos los hidrocarburos con punto de ebullicin ms alto. Estos salen por el fondo, mientras que por la cabeza lo hace el etileno puro.

Tipos de polietileno En general hay dos tipos de polietileno:De baja densidad (LDPE). 33% de los plsticos.De alta densidad (HDPE). 31% de los plsticos.El de baja densidad tiene una estructura de cadena enramada, mientras que el polietileno de alta densidad tiene esencialmente una estructura de cadena recta.

Tipos de polietileno 1-POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD Comprimen el Etileno a 1600 atm, despus se enfra y se envan al reactor de Autoclave.

No se necesita de alta ingeniera, ya que la presin del Etileno y el catalizador se mueven mecnicamente dentro del agitador .Lo que sale ah es polietileno derretido y gases no reactivos.

En el separador, los gases no reactivos se reciclan a los compresores, mientras que el plstico es derretido .

Es enviado a un puerto por un extractor, donde es enfriado y convertido en Grano.Requiere de altas presiones para producir un polietileno de baja densidad, es un producto muy flexible

Polietileno de Baja DensidadEl LDPE se produce por polimerizacin del etileno a travs de radicales libres y a presin y temperatura elevadas. Las temperaturas varan de 150 a 300C. Las presiones abarcan desde 103 a 345 MPa (1.000 a 3.400 atmsferas).

Diagrama de proceso productivo

Polietileno de Baja DensidadProceso de baja eficiencia.Slo de un 10 a un 30% del etileno es convertido en polietileno por paso a travs del reactor.Los separadores descendentes del reactor operan a presiones ms bajas, separando el etileno que no reaccion del polmero.Necesidad de recirculacin.

Tipos de polietileno 2-POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD Hay fbricas que incorporan menor presin y diferentes catalizadores como el xido de Cromo.

Creando molculas lineales ms uniformes.Con stas molculas compactas se forma un polietileno ms denso, tiles para materiales de estructura.

Polietileno de Alta DensidadEl HDPE se manufactura mediante un proceso a baja presin. La presin en la fabricacin del HDPE est por debajo de 14 MPa (140 atm). En muchos casos, est por debajo de 7 MPa (70 atm).

Diagrama de proceso productivo

Proceso Productivo

El catalizador perxido Benzoico es fragmentado para tener 2 radicales libres

El radical contiene un electrn , buscando a otro electrn para formar una pareja llamada Etileno. con resultado de un nuevo radical libre y as sucesivamente, hasta formar el polietileno

E l proceso de Presin para producir polietileno. Primero desciende el gas natural a una temperatura de fraccionamiento .El etano solo se separa a menos 88C, y el resto principalmente Metano, se utiliza para bombear calor .

Algunos de estos metanos se usan para ayudar en la conversin del Etano en polietileno

Operacin UnitariaReactor Autoclave

Proceso Productivo Aumento de la densidad Aumenta punto de ablandamiento, impermeabilidad a gases y lquidos, claridad y brillo. Disminuye flexibilidad y tenacidad.

Propiedades del PolietilenoLDPE:FlexibleLivianoTransparenteInerte (al contenido)ImpermeableBajo costoHDPE:Resistente a las bajas temperaturasAlta resistencia a la tensin compresin traccinBaja densidad, en comparacin con metales u otros materiales

Productos del polietileno Productos de LDPE: Pelcula termocontrable.Envasamiento automtico.Bolsas industrialesFilm para agro.Bolsas de uso general.Cables elctricos.Tuberas para riego.Tubos y pomos.Productos de HDPE:Envases soplados.Botellas.Bidones.Contenedores industriales.Cajones.Bolsas de supermercado.Bolsas tejidas.Macetereos.

Proceso ProductivoEl polietileno se suministra generalmente en forma de grnulos.La mayor parte de los artculos terminados hechos con polietileno se fabrican por extrusin.Los grnulos se introducen en fro.

La temperatura de extrusin vara segn la naturaleza del artculo terminado.Para la fabricacin de artculos huecos se usa un procedimiento parecido al de soplado del vidrio (Botellas).

Mercado del Polietileno Mercado mundialAproximadamente 95 millones de toneladas son producidas anualmente (2008). Alrededor del mundo es el ms barato, adems de ser muy comn. La demanda mundial creci 3,5% anual en 2013. Entre los factores que contribuyen a este fenmeno se encuentra el aumento de produccin de alimentos y bebidas, que representa un mayor mercado.Se proyecta que para 2015, la capacidad mundial de produccin alcance los 128 millones de toneladas.

Mercado del Polietileno Ciclos econmicos Los precios del LDPE cayeron hasta un 30% en algunas regiones durante el ao 2009, y Europa Occidental y Amrica del Norte mostraron una disminucin considerable de la demanda. En consecuencia, las ventas globales cayeron cerca de 15.900 millones de euros.La regin de Asia Pacfico en particular, que ya es el mayor consumidor de LDPE, experimentar un crecimiento y aumentar su participacin en el consumo mundial en ms del 39%.

Principales productoresDow Chemical Co. (EEUU).Du Pont (Canada).Union Carbide Co. (EEUU).

Mercado del Polietileno Principales productores y consumidores

Mercado Mundial

Mercado del Polietileno Principales Consumidores.

Mercado del PolietilenoChile :La industria del plstico en Chile tiene ventas anuales que alcanzan los US$ 2.000 millones, con un importante aumento de las exportaciones directas e indirectas. Conformada por alrededor de 400 empresas .Nuestro pas es el segundo consumidor en Latinoamrica, despus de Mxico.

Mercado del polietileno El consumo Chileno se concentra fundamentalmente en las reas:

Mercado del polietilenoMercado Nacional El de envases y embalajes, que representa un 55% de toda nuestra produccin y ventas, destacando compaas como Sigdopack, Cambiaso, Comberplast, Wenco e Inapol.El 52% corresponde a envos, principalmente dirigidos a EE.UU. y Europa, mientras que el resto de los productos son comercializados en forma domsticas

Impacto Ambiental Impacto Negativo El planeta est colapsado de plstico.Cada tipo de polietileno dura hasta 500 aos en desintegrarse, mientras tanto el plstico convive con personas, animales y plantas y su impacto ya es evidente.Impacto ambiental incluso en el fondo de los ocanos.

Impacto Ambiental Impacto Negativo Se deposita en el lecho marino impidiendo el intercambio de gases, disminuyendo la cantidad de oxigeno.La basura costera, es aquella que podemos encontrar en las orillas de la playa; generalmente botellas, que luego son arrastradas agua adentro.

Impacto Ambiental

La Sopa de PlsticoSe estima que es de 700.000 km a ms de 15 millones de km (0,41% a 8,1% del tamao del ocano Pacfico).Este basurero ocenico se caracteriza por tener concentraciones excepcionalmente altas de plstico suspendido y otros desechos que han sido atrapados por las corrientes del giro del Pacfico Norte.

El Continente de PlsticoTambin se registra importante acumulacin en el Atlntico Norte.

Impacto Ambiental Impacto PositivoUna de las ventajas del polietileno es el Reciclaje. Existen ms de cien tipos de plsticos, los ms comunes son slo seis, y se los identifica con un nmero dentro de un tringulo a los efectos de facilitar su clasificacin para el reciclado, ya que las caractersticas diferentes de los plsticos exigen generalmente un reciclaje por separado.

Aspectos de Seguridad Riesgos ms comunes de la empresa de polietileno son los de incendio y/o explosin:Seccin de hornos, por el riesgo de explosiones.Los puntos de carga de bateras de carretillas elctricas constituyen un elemento de riesgo ya que durante la descarga puede desprenderse hidrgeno, que en zonas no suficientemente ventiladas podra ocasionar una explosin.

Aspectos de Seguridad Accidentes a personas, ms comunes de la empresa del plstico son:Golpes con y por objetos.Cortes con objetos cortopunzantes.Sobreesfuerzo.Atrapamientos.Proyeccin de partculas.Cad distinto nivel. Enfermedades profesionales: trastornos musculoesquelticos, hipoacusia, dermatitis.

Accidentes en la industria del polietileno

Aspectos de Seguridad Riesgo a la Salud: Sustancia peligrosa: La dioxina generada por la combustin de plsticos en general es carcingena y altamente txica para ser humano, perjudica al sistema inmunolgico y alteran el sistema hormonal

Riesgo en el entorno natural Puede tardar hasta 1,000 aos en biodegradarse. Por su parte, el polietileno que llegan a las incineradoras aumentan los riesgos de emisiones txicas, ya que pueden generar subproductos nocivos como el gas clorado o ceniza similar a los metales pesados.

Aspectos de Seguridad Medidas de control de la industria del polietileno involucran:

Orden y limpiezaMantenimiento de los equipos, instalaciones.Control de fumadoresMedidas de proteccinPlan de emergencia elaborado e implantadoPrograma documentado de mantenimiento de todos las instalaciones tcnicas.Implementar una Cultura de Reciclaje del Plstico.

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