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Quimica 2° · 2024
Libro de Química 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

169/210

La isla de plástico: composición química del plástico y seres vivos

📄 teoria quimica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

El plástico es un polímero de hidrocarburos (por ejemplo, [- ext{CH}_2- ext{CH}_2-]_n) con aditivos químicos; al persistir en el mar se fragmenta en microplásticos que los animales ingieren y que biomagnifican contaminantes en la cadena trófica, dañando ecosistemas y la salud humana.

📚 theory quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 169

Quimica 2° · 2024

1
Ejercicio 1

Contexto de la página

La página presenta el cuento «La isla de plástico», de Iván Hernández Almeida (tomado de Érase una vez… un cuento científico, MARUM, 2017), como disparador de la unidad sobre materiales y polímeros. La niña Aurea descubre trocitos de plástico en el pescado que come y, al mirar la playa llena de basura, intuye: «El mar, los peces, el plástico… ¡tiene que haber alguna relación!».

Pregunta guía de la página

¿Cuál es la composición química del plástico y cómo puede afectar a los seres vivos?

a
Parte 1.a

Composición química del plástico

  1. Los plásticos son polímeros: macromoléculas formadas por la repetición de unidades pequeñas llamadas monómeros, unidas mediante enlaces covalentes en largas cadenas.
  2. Los monómeros provienen mayoritariamente de hidrocarburos extraídos del petróleo, del gas natural o del carbón; por eso el plástico es un material orgánico derivado de la química del carbono.
  3. Ejemplos clásicos:
    • Polietileno (PE): monómero eteno, ext{CH}_2= ext{CH}_2; unidad repetida [- ext{CH}_2- ext{CH}_2-]_n.
    • Polipropileno (PP): monómero propeno, ext{CH}_2= ext{CH}( ext{CH}_3).
    • PVC: monómero cloroeteno, ext{CH}_2= ext{CHCl}.
    • Poliestireno (PS): monómero estireno, ext{C}_6 ext{H}_5- ext{CH}= ext{CH}_2.
  4. A esta base se añaden aditivos (plastificantes, colorantes, estabilizantes, retardantes de llama) que modifican sus propiedades y que también son sustancias químicas con actividad biológica.
  5. El grado de polimerización n puede variar desde unas pocas unidades hasta miles, lo que confiere al material su resistencia y durabilidad.
b
Parte 1.b

Cómo puede afectar a los seres vivos

  1. Persistencia: los enlaces ext{C}- ext{C} y ext{C}- ext{H} de la cadena principal son muy estables; por eso el plástico tarda entre 100 y 1000 años en degradarse y se fragmenta en microplásticos (< 5 ext{ mm}) y nanoplásticos.
  2. Ingestión por animales: aves marinas (gaviotas), peces y mamíferos confunden los fragmentos con alimento; pueden obstruir el sistema digestivo, generar falsa sensación de saciedad y provocar la muerte por inanición.
  3. Biomagnificación: los contaminantes hidrofóbicos presentes en el plástico (como el DDT o los bifenilos policlorados, PCB) se acumulan en los tejidos grasos y su concentración aumenta a lo largo de la cadena trófica: [X]_{ ext{depredador}} \gg [X]_{ ext{presas}} \gg [X]_{ ext{plancton}}
  4. Aditivos liberados: plastificantes como los ftalatos y bisfenol A (BPA) pueden actuar como disruptores endocrinos, alterando el sistema hormonal de los organismos expuestos.
  5. Efecto en el ser humano: al consumir pescado y mariscos que contienen microplásticos, los humanos también ingresan estas partículas y sus contaminantes asociados a la cadena alimentaria.
c
Parte 1.c

¿Por qué hay plástico dentro del pescado de Aurea?

  1. En el mar, los residuos plásticos se fragmentan en microplásticos dispersos en la columna de agua.
  2. Zooplancton y pequeños peces ingieren estos fragmentos por error.
  3. Al ser depredados por peces de mayor tamaño (el pescado que compró el padre de Aurea en la lonja), los microplásticos y sus contaminantes se transfieren de un organismo a otro.
  4. De esa manera, el plástico que la niña observó en la playa termina, por bioacumulación, en su plato: se confirma la relación «mar – plástico – peces – personas» que Aurea intuyó.
Respuesta

El plástico es un polímero orgánico (polietileno, PVC, poliestireno, etc.) formado por monómeros de hidrocarburos unidos por enlaces covalentes en cadenas [- ext{CH}_2- ext{CH}_2-]_n y aditivos químicos. Al no degradarse, se fragmenta en microplásticos que los animales marinos ingieren y que biomagnifican contaminantes en la cadena trófica, afectando la salud de ecosistemas y de los seres humanos que consumen ese pescado.

Contenido de la página

Alguna vez has pensado…

¿Cuál es la composición química del plástico y cómo puede afectar a los seres vivos?

La isla de plástico

—¡¡¡Puaaaaaaaaaaaaaaaaj!! ¡Papá! ¡Cómo es que hay un trozo de plástico en el pescado que me estoy comiendo? ¿Se te ha caído mientras cocinabas? Puaaaaj, ¡hay varios!

—Aurea, ¿qué dices? ¡Eso es imposible! El pescado es fresco, yo mismo lo he ido a buscar a la lonja y, no, no se me ha caído nada mientras cocinaba. Al acercarse a la mesa donde estaba sentada Aurea, pudo observar con estupefacción los pequeños trozos de plástico en el interior de la comida de su hija.

—¡Vaya Aurea!, no sé qué decirte… ¡me parece increíble! Bueno, da igual, apártalo y acábate la comida por favor.

—¡Pues yo quiero saber cómo han llegado al interior de mi comida!

El hecho de encontrarse un pequeño trozo de plástico podría quedarse en una anécdota pasajera para la mayoría de la gente, pero no para Aurea. A sus nueve años, era por naturaleza curiosa, incluso a veces demasiado, llegando en ocasiones, y no pocas, a incomodar a los adultos a los que asediaba en busca de respuestas. Cuando algo despertaba su curiosidad, no se conformaba con una explicación a medias. Normalmente bombardeaba con preguntas al adulto más cercano, hasta que daba por saciada su curiosidad, o el adulto abandonaba la conversación por puro agotamiento. Aurea desvió su mirada hacia la ventana. Un grupo de gaviotas luchaban por los restos de una bolsa de patatitas abandonada en la arena. A Aurea le gustaba mucho pasear por la playa y contemplar en sus paseos toda la bahía. Le encantaba disfrutar de las vistas del mar, de su olor, de los graznidos de las gaviotas y de la arena mojada bajo sus pies. La mejor época del año era el otoño. Las clases todavía no habían comenzado y, al empezar los días de lluvia, los turistas que periódicamente invadían su particular patio de recreo desaparecían.

Pero, a pesar de que la playa estaba casi desierta, se veían múltiples montones de basura aquí y allá. Aurea miraba con detenimiento la escena, mientras seguía intentando encontrar una explicación al trozo de plástico en su comida.

—El mar, los peces, el plástico… ¡tiene que haber alguna relación!

Iván Hernández Almeida

Tomado de Hernández Almeida, I. (2017). Érase una vez… un cuento científico. Marum. https://www.marum.de/en/Discover/Once-upon-a-time.html

Ejemplos resueltos

Escribe la fórmula del PVC a partir de su monómero (cloroeteno, \text{CH}_2=\text{CHCl}).

  1. Se identifica el monómero: \text{CH}_2=\text{CHCl}.
  2. Se abre el doble enlace y se unen las cadenas: n\,\text{CH}_2=\text{CHCl} \rightarrow [-\text{CH}_2-\text{CHCl}-]_n.
  3. Resultado: el polímero se llama policloruro de vinilo (PVC).

Tabla

Plástico Monómero Fórmula del monómero Unidad repetida
Polietileno (PE) Eteno \text{CH}_2=\text{CH}_2 [-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n
Polipropileno (PP) Propeno \text{CH}_2=\text{CH}(\text{CH}_3) [-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-]_n
PVC Cloroeteno \text{CH}_2=\text{CHCl} [-\text{CH}_2-\text{CHCl}-]_n
Poliestireno (PS) Estireno \text{C}_6\text{H}_5-\text{CH}=\text{CH}_2 [-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_5)-]_n

Diagrama

flowchart TD
    A[Residuos plásticos en el mar] --> B[Fragmentación en microplásticos < 5 mm]
    B --> C[Zooplancton y peces pequeños los ingieren]
    C --> D[Peces de mayor talla]
    D --> E[Depredadores y aves marinas]
    E --> F[Personas que consumen pescado]
    B -.contaminantes hidrofóbicos.-> G[Biomagnificación en la cadena trófica]
    G --> F

Fórmulas y ecuaciones

Unidad repetida del polietileno: [-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n

Polimerización del eteno: n\,\text{CH}_2=\text{CH}_2 \rightarrow [-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n

n\,\text{CH}_2=\text{CH}_2 \longrightarrow [-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n

[X]_{@@MATH_0@@\text{presas}} \gg [X]_{\text{plancton}}

Glosario (6)

Polímero
Macromolécula formada por la repetición de muchas unidades pequeñas (monómeros) unidas por enlaces covalentes.
Monómero
Molécula pequeña con doble enlace que se une a otras para formar un polímero.
Microplástico
Fragmento de plástico de menos de 5 mm de diámetro generado por la fragmentación de residuos plásticos.
Biomagnificación
Aumento de la concentración de una sustancia a medida que se asciende en la cadena trófica.
Aditivo
Sustancia añadida al plástico (plastificante, colorante, estabilizante) para modificar sus propiedades.
Hidrocarburo
Compuesto orgánico formado únicamente por átomos de carbono e hidrógeno.

Preguntas para practicar

¿Por qué Aurea encontró plástico dentro del pescado que comía?

Los residuos plásticos del mar se fragmentan en microplásticos que el zooplancton y los pequeños peces ingieren por error; al ser depredados por peces de mayor talla, los microplásticos y sus contaminantes se transfieren por la cadena trófica hasta llegar al pescado que el padre compró en la lonja.

¿Qué relación existe entre las gaviotas que peleaban por la bolsa de patatitas y la comida de Aurea?

Ambos hechos ilustran el mismo problema: los residuos plásticos que llegan a la playa y al mar son ingeridos por los animales marinos, que luego entran en la cadena alimentaria, de modo que la contaminación que se observa en la playa termina, por biomagnificación, en el plato de las personas.

Temas y conceptos clave

Composición química de los plásticosPolímeros y monómerosContaminación por plásticos en el marMicroplásticos y cadena tróficapolímeromonómerohidrocarburomicroplásticoaditivo químicobiomagnificacióndegradación del plástico

Fuentes y referencias

  • Hernández Almeida, I. (2017). Érase una vez… un cuento científico. MARUM. https://www.marum.de/en/Discover/Once-upon-a-time.html
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es un polímero y cómo se forma a partir de monómeros?
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¿Cómo llegan los microplásticos a la cadena alimentaria humana?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué el plástico tarda tanto en degradarse en el medio ambiente?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Estructura atómica y enlaces químicos (covalentes)
  • • Noción de compuestos orgánicos e hidrocarburos
  • • Concepto básico de cadena trófica y ecosistemas marinos
Siguiente tema sugerido
Clasificación de los plásticos (termoplásticos, termoestables y elastómeros) y polímeros de adición y condensación
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2389 caracteres

Alguna vez has pensado...

¿Cuál es la composición química del plástico y cómo puede afectar a los seres vivos?

La isla de plástico

—¡¡Puaaaaaaaaaaaaaj!! ¡Papá! ¿Cómo es que hay un trozo de plástico en el pescado que me estoy comiendo? ¿Se te ha caído mientras cocinabas? Puaaaaj, ¡hay varios!

—Aurea, ¿qué dices? ¡Eso es imposible! El pescado es fresco, yo mismo lo he ido a buscar a la lonja y, no, no se me ha caído nada mientras cocinaba. Al acercarse a la mesa donde estaba sentada Aurea, pudo observar con estupefacción los pequeños trozos de plástico en el interior de la comida de su hija.

—jVaya Aurea!, no sé qué decirte... ¡me parece increíble! Bueno, da igual, apártalo y acábate la comida por favor.

—jPues yo quiero saber cómo han llegado al interior de mi comida!

El hecho de encontrarse un pequeño trozo de plástico podría quedarse en una anécdota pasajera para la mayoría de la gente, pero no para Aurea. A sus nueve años, era por naturaleza curiosa, incluso a veces demasiado, llegando en ocasiones, y no pocas, a ncomodar a los adultos a los que asediaba en busca de respuestas. Cuando algo despertaba su curiosidad, no se conformaba con una explicación a medias. Normalmente bombardeaba con preguntas al adulto más cercano, hasta que daba por saciada su curiosidad, o el adulto abandonaba la conversación por puro agotamiento. Aurea desvió su mirada hacia la ventana. Un grupo de gaviotas luchaban por los restos de una bolsa de patatitas abandonada en la arena. A Aurea le gustaba mucho pasear por la playa y contemplar en sus paseos toda la bahía. Le encantaba disfrutar de las vistas del mar, de su olor, de los graznidos de las gaviotas y de la arena mojada bajo sus pies. La mejor época del año era el otoño. Las clases todavía no habían comenzado y, al empezar los días de lluvia, los turistas que periódicamente invadían su particular patio de recreo desaparecían.

Pero, a pesar de que la playa estaba casi desierta, se veían múltiples montones de basura aquí y allá. Aurea miraba con detenimiento la escena, mientras seguía intentando encontrar una explicación al trozo de plástico en su comida.

—El mar, los peces, el plástico... ¡tiene que haber alguna relación!

Iván Hernández Almeida

Tomado de Hemández Almeida, |. (2017). Érase una vez... un cuento científico. Marum. https:/Awvww.marum.de/en/Discover/Once-upon-a-time.html

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