{"id":2148,"date":"2021-05-04T16:02:53","date_gmt":"2021-05-04T19:02:53","guid":{"rendered":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/?p=2148"},"modified":"2024-10-17T18:14:08","modified_gmt":"2024-10-17T18:14:08","slug":"aislacion-de-vasos-descartables","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/aislacion-de-vasos-descartables","title":{"rendered":"Aislaci\u00f3n de vasos descartables"},"content":{"rendered":"\t\t
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\u00bfDe qu\u00e9 modo las propiedades t\u00e9rmicas de los materiales utilizados para fabricar vasos descartables influyen en su rendimiento y en el impacto sobre el medioambiente?<\/p><\/blockquote>

Introducci\u00f3n<\/h2>

No es ning\u00fan secreto que los vasos descartables son una importante fuente de contaminaci\u00f3n ambiental debido a la naturaleza no reciclable de los materiales utilizados para su fabricaci\u00f3n. Esta incapacidad de reciclado o reutilizaci\u00f3n, adem\u00e1s de la demanda mundial generalizada, han contribuido a una sobreabundancia de contaminaci\u00f3n a causa de los vasos descartables en los terraplenes de relleno, los oc\u00e9anos y los h\u00e1bitats de vida silvestre natural en todo el mundo. Cada a\u00f1o se fabrica medio bill\u00f3n de vasos descartables en el mundo; la mayor\u00eda de ellos contiene m\u00e1s del 5 % de poliuretano, la raz\u00f3n por la cual su reciclado es casi imposible. Este pl\u00e1stico, junto con los otros materiales que componen un vaso de caf\u00e9 descartable (como Styrofoam\u00ae o poliestireno expandido), consumen una gran cantidad de recursos y materiales en su fabricaci\u00f3n, que resultan nocivos para el medioambiente. Sin embargo, las grandes corporaciones de comida r\u00e1pida siguen utiliz\u00e1ndolos para servir caf\u00e9 a sus clientes a pesar de conocer estos efectos nocivos. Entonces, \u00bfpor qu\u00e9 esta receta de un \u2018perfecto vaso descartable\u2019 es insustituible? Mayormente, la gran dependencia de estos materiales por parte de la industria del caf\u00e9 para sus vasos puede asociarse directamente a las propiedades t\u00e9rmicas de los materiales utilizados para su fabricaci\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1:<\/b> Cesto con vasos de caf\u00e9 descartables<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Propiedades t\u00e9rmicas de los vasos descartables<\/h2>

En la actualidad, el papel, el poliestireno expandido y el pl\u00e1stico son los tres materiales m\u00e1s com\u00fanmente utilizados para fabricar vasos de caf\u00e9 descartables, debido a sus distintivas propiedades aislantes. La producci\u00f3n anual solo en los Estados Unidos representa m\u00e1s de 120 mil millones de vasos de caf\u00e9 de papel, pl\u00e1stico y poliestireno expandido, que es alrededor de 1\/5 del total mundial. De estos 120 mil millones de vasos de caf\u00e9, incre\u00edblemente el 99,75 % terminan en la basura, en donde muy pocos se descomponen y, aquellos que lo hacen, tardan m\u00e1s de 20 a\u00f1os hasta comenzar con su descomposici\u00f3n1<\/sup>. El pl\u00e1stico, el papel y el poliestireno expandido son todos materiales con baja efusividad t\u00e9rmica y baja conductividad t\u00e9rmica, por lo que son ideales para mantener bebidas calientes, ya que no resultan muy calientes al tacto aunque est\u00e9n llenos de l\u00edquido hirviendo. La efusividad t\u00e9rmica describe la capacidad de los materiales de resistir la transferencia de calor<\/a> y se puede medir como la velocidad a la que el material puede absorber el calor. El concepto combina la noci\u00f3n de capacidad t\u00e9rmica (\u00bfqu\u00e9 tan propenso a perder calor es el material?) y difusividad t\u00e9rmica (la velocidad a la que el material emana calor)2<\/sup>. El t\u00e9rmino mejor descripto, efusi\u00f3n t\u00e9rmica, puede determinarse matem\u00e1ticamente al calcular la ra\u00edz cuadrada del producto de la conductancia t\u00e9rmica del material y su capacidad t\u00e9rmica volum\u00e9trica3<\/sup>. Para bloquear la transferencia de calor o evitar que el calor del caf\u00e9 se disipe hacia el ambiente, se busca un material que posea baja conductividad t\u00e9rmica y baja efusividad t\u00e9rmica.<\/p>

La baja efusividad t\u00e9rmica del pl\u00e1stico, del papel y del poliestireno expandido es la caracter\u00edstica que define la raz\u00f3n por la que estos materiales son insustituibles para los fabricantes de vasos de caf\u00e9 y la industria de las comidas r\u00e1pidas en su totalidad. Cada uno de estos materiales posee propiedades qu\u00edmicas y f\u00edsicas \u00fanicas que dictan su capacidad aislante. Los actores m\u00e1s importantes de la industria de las comidas r\u00e1pidas, como McDonald\u2019s, Dunkin\u2019 Doughnuts y Starbucks, sirven sus caf\u00e9s en una variedad de vasos distintos, compuestos por una combinaci\u00f3n espec\u00edfica de estos materiales t\u00e9rmicamente aislantes.<\/p>

Historia de los vasos descartables<\/h2>

Los vasos descartables son un invento relativamente moderno que surgi\u00f3 en el mercado hace alrededor de 100 a\u00f1os, con el objetivo de limitar el uso de los recipientes p\u00fablicos para beber. Si bien puede parecer un concepto extra\u00f1o y fuera de lo normal en el mundo moderno, los recipientes p\u00fablicos para beber eran muy frecuentes, y consist\u00edan en una taza de lat\u00f3n o vidrio que se compart\u00eda y se dejaba cerca de los bebederos para que cualquier transe\u00fante sediento pudiera utilizarla. Lawrence Luellen patent\u00f3 una taza descartable recubierta en cera, que surgi\u00f3 como una importante tendencia hacia la mejora de la higiene del p\u00fablico general y un esfuerzo por minimizar la exposici\u00f3n a enfermedades, como neumon\u00eda o tuberculosis4<\/sup>. Si bien la taza de Luellen se cre\u00f3 mucho antes del surgimiento de la cultura del \u2018caf\u00e9 para llevar\u2019, despert\u00f3 la idea de que la mejor forma de servir una bebida que pudiera transportarse era en un recipiente que pudiera ser f\u00e1cilmente descartado sin necesidad de limpieza adicional. Reci\u00e9n en la d\u00e9cada de 1970, McDonald\u2019s comenz\u00f3 a servir desayunos, y solo una d\u00e9cada m\u00e1s tarde, Starbucks abri\u00f3 su tienda n\u00famero 50. Estos acontecimientos hist\u00f3ricos marcaron el comienzo de un aumento en la producci\u00f3n y el uso de los vasos de caf\u00e9 descartables, y sentaron las bases de lo que actualmente representa una industria manufacturera multimillonaria.<\/p>

Vasos de papel a base de poliestireno expandido<\/h2>

Avancemos al siglo XXI. Ahora enfrentamos una sobreabundancia de vasos de caf\u00e9 descartables, la mayor\u00eda de los cuales est\u00e1n fabricados a base de poliestireno expandido, papel o pl\u00e1stico. Los tres gigantes de la industria del \u201ccaf\u00e9 para llevar\u201d, McDonald\u2019s, Starbucks y Dunkin\u2019 Doughnuts, facturan cerca de 20 mil millones de d\u00f3lares solo por sus ventas de caf\u00e9 cada a\u00f1o1<\/sup>. Considerando que cada vaso de caf\u00e9 cuesta en promedio 2 d\u00f3lares, podemos suponer que estas empresas fabrican much\u00edsimos vasos de caf\u00e9 para cumplir con esta enorme demanda del consumidor. Durante muchos a\u00f1os, estas empresas han servido las bebidas a sus clientes en vasos de poliuretano expandido, que son relativamente m\u00e1s gruesos que los vasos de papel, por lo que act\u00faan como aislantes m\u00e1s eficaces, si bien ambos materiales poseen propiedades t\u00e9rmicas y mediciones id\u00e9nticas5<\/sup>. La mayor\u00eda de estos recipientes se fabrican con poliestireno expandido, un tipo de pl\u00e1stico de poliestireno lleno de peque\u00f1as burbujas de aire para aumentar la aislaci\u00f3n t\u00e9rmica del vaso. Tanto el poliestireno como el policarbonato son pl\u00e1sticos duros que poseen una capacidad aislante mayor, y son m\u00e1s seguros que el papel en t\u00e9rminos de protecci\u00f3n al consumidor ante fisuras o derrames de bebidas que se encuentran hirviendo dentro del recipiente. Los vasos recubiertos de pl\u00e1stico y fabricados con estos materiales tambi\u00e9n tienen un punto de fusi\u00f3n m\u00e1s alto y es menos probable que sus productos qu\u00edmicos da\u00f1inos se filtren hacia el l\u00edquido6<\/sup><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 2:<\/b> Vaso descartable de poliestireno expandido<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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El estireno y los interrogantes para la salud<\/h2>

Incluso con un punto de fusi\u00f3n elevado, el estireno, pieza qu\u00edmica fundamental de los vasos de caf\u00e9 de poliestireno expandido, ha estado asociado a varios problemas para la salud. El estireno es propenso a desprenderse del recubrimiento interno de los vasos de caf\u00e9 y filtrarse en las bebidas o alimentos calientes que estos contienen. Los estudios han demostrado que este proceso de lixiviaci\u00f3n se acelera con determinados tipos de alimentos, entre ellos, los que contienen alcohol o son hipercal\u00f3ricos. Los consumidores que toman bebidas en vasos de poliestireno cuatro veces al d\u00eda durante 3 a\u00f1os, habr\u00e1n ingerido el equivalente a un vaso de estireno junto con las bebidas. Si bien este es un escenario extremo, describe una imagen v\u00edvida de la r\u00e1pida bioacumulaci\u00f3n que presenta esta sustancia t\u00f3xica. Algunos s\u00edntomas de una corta exposici\u00f3n al estireno pueden incluir irritaci\u00f3n de la piel, los ojos y el tracto respiratorio superior, adem\u00e1s de una serie de enfermedades y afecciones gastrointestinales. Sin embargo, en general, la exposici\u00f3n a vasos y recipientes de poliestireno no es suficientemente grave como para provocar s\u00edntomas agudos. Los casos m\u00e1s graves de exposici\u00f3n se observaron en individuos que viven en las cercan\u00edas de una planta de producci\u00f3n de poliestireno. Es posible que estos individuos desarrollen efectos secundarios m\u00e1s graves que resultan del contacto con la sustancia. Algunos s\u00edntomas agudos distintivos incluyen cefalea, fatiga, falta de coordinaci\u00f3n general e incapacidad de pensar con claridad.<\/p>

Vasos de papel<\/h2>

A medida que se conocen los efectos nocivos de la contaminaci\u00f3n por poliestireno, muchos fabricantes de vasos de caf\u00e9 han cambiado su producci\u00f3n principalmente a vasos de papel. La mayor\u00eda de estos vasos est\u00e1n hechos de papel de celulosa con un recubrimiento de PLA (biopl\u00e1stico derivado de biomasa renovable)7<\/sup>. Dichos vasos de papel son ideales para mantener bebidas calientes y fr\u00edas que no contienen hielo. El recubrimiento de PLA act\u00faa como una barrera protectora alrededor del papel para evitar su sobresaturaci\u00f3n y deformaci\u00f3n. Este recubrimiento pl\u00e1stico act\u00faa tambi\u00e9n como aglutinante para mantener la firmeza de las uniones del vaso. La conductividad t\u00e9rmica del papel es considerablemente menor que la del pl\u00e1stico, por lo que la capa de papel en la parte exterior del vaso protege las manos de los consumidores de la exposici\u00f3n al calor irradiado por el caf\u00e9 caliente. Los vasos de papel normalmente se fabrican con una o dos capas de papel. Los vasos de una sola capa de papel no son eficaces para mantener el l\u00edquido caliente, debido a la gran diferencia de temperatura entre la parte interior y exterior del vaso, que favorece la condensaci\u00f3n. Esta condensaci\u00f3n humedece el papel y, como resultado, el vaso pierde su rigidez, por lo que es posible que colapse.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Pila\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 3:<\/b> Pila de vasos de papel con doble capa<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Vaso de papel de doble capa<\/h2>

Una soluci\u00f3n para evitar la p\u00e9rdida de rigidez del vaso de papel es mediante la incorporaci\u00f3n de una capa aislante adicional. Esta barrera aislante adicional est\u00e1 presente en los vasos de papel de doble capa que, en esencia, act\u00faan como un termo descartable con un espacio de aire entre dos capas de papel. Este espacio de aire reduce la conductividad t\u00e9rmica, lo que permite que el caf\u00e9 se mantenga m\u00e1s caliente por m\u00e1s tiempo y brinda una barrera protectora adicional entre el consumidor y la bebida caliente.<\/p>

Vaso de papel corrugado<\/h2>

El vaso de papel corrugado constituye otra alternativa com\u00fanmente utilizada en la industria de los vasos de caf\u00e9 descartables. Este dise\u00f1o posee la menor conductividad t\u00e9rmica y la menor efusividad t\u00e9rmica en comparaci\u00f3n con los vasos de papel de una o dos capas. Un vaso de papel corrugado consta de tres capas de papel de celulosa y una capa superior con una estructura de bajorrelieve de forma singular. Este bajorrelieve genera espacios de aire entre las paredes del vaso para que las manos de la persona solo est\u00e9n en contacto con las \u201condas\u201d que sobresalen en la parte exterior del vaso. Este dise\u00f1o permite una dispersi\u00f3n t\u00e9rmica m\u00e1s efectiva y elimina la necesidad de una funda para el vaso, que genera una fuente adicional de desperdicios com\u00fanmente asociados al caf\u00e97<\/sup>.<\/p>

C\u00f3mo mejorar las propiedades t\u00e9rmicas<\/h2>

Existen otras maneras de mejorar la aislaci\u00f3n t\u00e9rmica de un vaso de papel. Uno de los m\u00e9todos m\u00e1s frecuentemente utilizados es colocar un \u201cenvoltorio\u201d pl\u00e1stico alrededor de la parte exterior del vaso. Muchos restaurantes y tiendas lo implementan dado que les brinda la oportunidad adicional de publicitar sus marcas en el envoltorio pl\u00e1stico. Si bien el dise\u00f1o de este vaso de papel disminuye su efusividad t\u00e9rmica, tambi\u00e9n reduce fuertemente su capacidad de reciclaje, dado que prolonga su tiempo de descomposici\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 4:<\/b> Vaso de papel est\u00e1ndar de Starbucks con logo<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Esfuerzos para lograr un cambio ambiental<\/h2>

Durante la \u00faltima d\u00e9cada, la demanda de vasos de papel creci\u00f3 m\u00e1s del 2,3% al a\u00f1o, dado que m\u00e1s restaurantes intentan eliminar su dependencia de los vasos de poliestireno expandido que podr\u00edan contaminar el caf\u00e9 que se sirve. En septiembre de 2013, McDonald\u2019s dej\u00f3 de utilizar vasos de poliestireno y pas\u00f3 a servir el caf\u00e9 en vasos de papel. Tambi\u00e9n estableci\u00f3 una meta para toda la empresa para fines de 2020, mediante la cual todos los embalajes principales a base de fibra provendr\u00edan de fuentes recicladas y certificadas. Adem\u00e1s, McDonald\u2019s sigue evaluando el riesgo de deforestaci\u00f3n que genera la fabricaci\u00f3n de su embalaje y toma acciones para preservar los ecosistemas forestales. Acciones tales como el uso de recursos naturales renovables que implementan empresas como McDonald\u2019s o el otorgamiento de incentivos, como los programas que promueven el uso del propio vaso de caf\u00e9 reutilizable, son medidas tendientes a minimizar la cantidad de residuos no reciclables que resultan del uso generalizado de los vasos de caf\u00e9 descartables. Muchos consumidores ahora optan por vasos reutilizables y termos met\u00e1licos con paredes aisladas al vac\u00edo entre la capa interior y exterior del vaso. Este dise\u00f1o aprovecha algunos componentes t\u00e9rmicos clave tanto del metal como del aire, lo que permite mantener el calor del caf\u00e9 de 4 a 24 horas. La capacidad de estos vasos reutilizables de brindar una barrera t\u00e9rmica entre el caf\u00e9 caliente y el ambiente exterior fr\u00edo supera la capacidad de cualquier tipo de vaso descartable disponible en el mercado que apunte al mismo objetivo. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Embalaje\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 5:<\/b> Embalaje est\u00e1ndar utilizado por McDonald\u2019s para su servicio de alimentos.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Conclusi\u00f3n<\/h2>

El dise\u00f1o y la producci\u00f3n de los vasos de caf\u00e9 descartables se centran en aprovechar las propiedades t\u00e9rmicas clave de determinados materiales, tales como la baja conductividad t\u00e9rmica y la baja efusividad t\u00e9rmica. El papel, el poliestireno expandido y el pl\u00e1stico exhiben una baja efusividad t\u00e9rmica (efusi\u00f3n t\u00e9rmica<\/a>), que evita que el calor irradiado por el caf\u00e9 caliente se disipe hacia el ambiente que lo rodea. La baja conductividad t\u00e9rmica de estos materiales tambi\u00e9n mantiene el calor del vaso al tacto, por lo que evita el da\u00f1o en la persona que lo sostiene. Si bien estos tres materiales son altamente efectivos para mantener el caf\u00e9 caliente, revisten una serie de impactos negativos en el medioambiente y, potencialmente, en la persona que bebe el caf\u00e9. Los grandes actores de la industria de la comida r\u00e1pida que enfrentan la mayor demanda de vasos de caf\u00e9 descartables, como McDonald\u2019s y Starbucks, implementan de manera continua nuevos programas mediante los que se promueve el uso de los vasos propios a cambio de un descuento en la compra de una bebida. En general, estos vasos reutilizables tienen mejores capacidades aislantes que los vasos descartables, por lo que la bebida caliente mantiene su temperatura por un per\u00edodo m\u00e1s prolongado. Algunos restaurantes buscan nuevos y mejores dise\u00f1os de vasos, que sean f\u00e1ciles de reciclar y se puedan fabricar con recursos naturales obtenidos de un modo m\u00e1s sostenible. Como consumidores, es nuestra responsabilidad hacer un esfuerzo consciente y optar por vasos de caf\u00e9 reutilizables o comprar caf\u00e9 en restaurantes que utilicen papel procesado de forma sostenible para la producci\u00f3n de sus vasos. Se espera que este esfuerzo de los consumidores elimine la necesidad y la demanda de los vasos descartables en general, y dirija los esfuerzos de investigaci\u00f3n hacia la mejora del dise\u00f1o t\u00e9rmico de los vasos reutilizables.<\/p>

Autora: Kallista Wilson | Escritora t\u00e9cnica junior | Thermtest<\/p>

Referencias<\/h2>
  1. First they came for plastic bags. Coffee cups are next, and the fast-food industry can\u2019t find a solution. financialpost<\/em> https:\/\/business.financialpost.com\/news\/retail-marketing\/first-they-came-for-plastic-bags-coffee-cups-are-next-and-fast-food-industry-is-scrambling-for-a-solution<\/a>.<\/li>
  2. Everything you need to know about winter jacket tech | Popular Science. https:\/\/www.popsci.com\/winter-jacket-guide\/<\/a>.<\/li>
  3. Glossary of Terms and Definitions. Thermtest Inc.<\/em> https:\/\/thermtest.com\/thermal-resources\/glossary<\/a>.<\/li>
  4. LaMagna, M. Earth Day: Disposable cups were originally designed to prevent the spread of cholera and diphtheria. MarketWatch<\/em> https:\/\/www.marketwatch.com\/story\/before-the-humble-straw-theres-a-long-history-of-banning-plastic-packaging-2018-07-10.<\/li>
  5. Kuang, Y., Chen, G. & Fang, Z. A Facile Approach to Evaluate Thermal Insulation Performance of Paper Cups. International Journal of Polymer Science<\/em> vol. 2015 e367962 https:\/\/www.hindawi.com\/journals\/ijps\/2015\/367962\/<\/a> (2015).<\/li>
  6. The Long and Sordid Journey of a Disposable Coffee Cup. Zoetica<\/em> https:\/\/www.zoeticalife.com\/blog\/2018\/11\/11\/the-lifecycle-of-a-disposable-cup.<\/li>
  7. learn-about-cups.pdf. Starch & PLA. (2020, December 02). Retrieved January 09, 2021, from https:\/\/amscompostable.com\/<\/a><\/li><\/ol>

    Im\u00e1genes<\/h2>

    Figura 1: Foto de Kenta Kikuchi<\/a> en Unsplash<\/a><\/p>

    Foto de Ketut Subiyanto<\/strong><\/a> en Pexels<\/strong><\/a><\/p>

    Foto de Caleb Lucas en Unsplash<\/a><\/p>

    Figura 4: Foto de Engin Akyurt<\/strong><\/a> en Pexels<\/strong><\/a><\/p>

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