Analizan propiedades del polietileno con modelos matemáticos

El Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), en coordinación con ingenieros de Petróleos Mexicanos (Pemex), estudia los efectos de variables en el proceso de polimerización en la estructura y propiedades del polietileno de baja densidad, utilizando modelado matemático, simulación y contraste con datos reales de un reactor industrial.

Los estudios sobre los efectos en la producción de polietileno de baja densidad (LDPE, por sus siglas en inglés) se realizan sobre la estructura molecular y las propiedades del material a fin de generar un modelo y simulador predictivos y confiables del proceso.

El LDPE, junto con otros tipos de polietileno (PE) —PE de alta densidad y lineal de baja densidad (HDPE y LLDPE, por sus siglas en inglés, respectivamente)—, representa el polímero de consumo de mayor volumen de producción a nivel mundial. Entre los tres constituyen cerca de 40 por ciento de la producción total de polímeros en el planeta. Sus aplicaciones son muy diversas, lo encontramos en tuberías, cubetas, bolsas de plástico, material de empaque, películas y envases de cartón.

“Es un proceso patentado desde hace muchos años; sin embargo, el proceso ha evolucionado, se han hecho cambios, mejoras, etcétera. Aunque es una tecnología en cierta forma madura, aún hay muchas preguntas sobre cómo las condiciones de reacción determinan las propiedades finales del polímero”, detalló el doctor Enrique Saldívar Guerra, investigador titular C del Departamento de Procesos de Polimerización y director de Investigación y Vinculación del CIQA.

De acuerdo con la investigación, contrastar los modelos matemáticos desarrollados con los datos de los reactores industriales para el LDPE, da certeza sobre los mecanismos de reacción y termodinámica postulados y los parámetros cinéticos estimados, permitiendo establecer con claridad efectos no del todo explicados previamente. Además, contar con modelos matemáticos predictivos, como el desarrollado en este trabajo, optimiza recursos materiales y humanos, reduce los ensayos fallidos en planta y hace más competitiva la empresa mexicana, en este caso Pemex.

Saldívar Guerra comentó que tienen contemplado a futuro continuar trabajando con Pemex, ya que confían en el CIQA para buscar solución conjunta a los problemas que tienen durante el desarrollo de este polímero.

“Nosotros aportamos ciertas herramientas del área de ingeniería de reactores en polimerización y la ciencia de polímeros básica para entender mejor esto. La siguiente etapa será generar un modelo matemático más fino, más detallado, que nos permita representar con mayor finura la distribución de pesos moleculares que describe la estructura a detalle de las cadenas del polímero”, puntualizó el investigador.

Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Macromolecular Reaction Engineering en abril de 2016.

Fuente: CONACYT.