El policloruro de vinilo (PVC) es el polímero que ocupa el tercer lugar en el mercado de producción de plásticos a escala mundial, debido al gran número de compuestos y derivados que se pueden obtener a partir de él: PVC rígido, PVC flexible, PVC orientado, PVC clorado y otros, y debido a la gran cantidad de aplicaciones en los distintos mercados.

Precisamente, este material y sus aplicaciones han sido centro de debate durante las últimas décadas. Se han expresado opiniones divergentes desde los campos científico, técnico y económico sobre las repercusiones de este material en la salud humana y el medio ambiente.

Con el fin de llegar a una posición y evaluación coherente dentro de los países de la Unión Europea sobre este polímero, se encargó a una comisión el estudio de los efectos del PVC sobre el medio ambiente con un enfoque integrado, teniendo en cuenta el ciclo de vida total de este material. Los resultados de este estudio se publicaron en elLibro Verde sobre el PVC. En particular se analizó el impacto en el medio ambiente y en la salud humana que tienen las posibles emisiones de compuestos tóxicos durante la producción y transformación del cloruro de vinilo y del policloruro de vinilo, los plastificantes y estabilizantes empleados y la gestión de residuos del PVC.

En el presente artículo reseñaremos las conclusiones más importantes.

Producción y transformación del PVC
Para producir PVC se utilizan dos procesos fundamentales: polimerización en suspensión de cloruro de vinilo y polimerización en emulsión.La producción de cloruro de vinilo a partir de etileno y cloro, o etileno y HCl respectivamente, tiene lugar en gran medida en procesos industriales cerrados, lo cual evita la contaminación del medio ambiente. Posibles emisiones que se pueden producir accidentalmente en el entorno del trabajo o en el entorno exterior (aire y agua) son las de cloro, etileno, dicloruro de etileno, HCl, cloruro de vinilo y subproductos clorados, incluidas dioxinas, que son sustancias tóxicas bien conocidas y hacen necesarias medidas estrictas de control de emisiones. Sin embargo, al igual que en otros sectores de la industria química, a lo largo de los años se han ido produciendo continuas mejoras en los procesos de producción, y se ha determinado que actualmente se emplean las mejores tecnologías disponibles.

El PVC en bruto se transforma en productos acabados en varias fases, que incluyen la mezcla del polímero con los aditivos y varios ciclos de calentamientos y enfriamientos. Este principio se emplea en los diferentes métodos de procesamiento: extrusión, calandrado, moldeo por inyección, moldeo por soplado, rotomoldeo y termoformado.

Durante la mezcla y otras transformaciones pueden producirse emisiones de sustancias peligrosas, con la consiguiente exposición de los trabajadores. La mezcla del polvo de PVC y de los aditivos normalmente se realiza en un equipo cerrado, luego la exposición de los trabajadores llega a producirse en el momento de dosificar los componentes en la mezcladora. Esta exposición puede eliminarse o reducirse al mínimo, como se está haciendo en la gran mayoría de las compañías europeas.

En casos de calentamiento excesivo durante el proceso de transformación de PVC, existe riesgo de emisión de una serie de compuestos de degradación, de los cuales el más importante es el ácido clorhídrico (HCl). Sin embargo, las cantidades generadas son pequeñas y tienen un potencial bajo de efectos negativos sobre el medio ambiente.

Por último, las cantidades de cloruro de vinilo monómero en reposo y de plastificantes y estabilizantes emitidas durante la conversión se consideran muy reducidas.

En general, tienen que tomarse medidas de protección de los trabajadores y del medio ambiente durante el proceso de la producción y transformación del PVC. Sin embargo, no hay razones científicas por las que estas medidas tengan que ser diferentes o más estrictos que en la fabricación y procesado de otros materiales plásticos.

Estabilizantes y plastificantes
El PVC puro es un material rígido cuyas propiedades principales son la resistencia mecánica, una resistencia considerable a la intemperie, la resistencia al agua y a los productos químicos y el aislamiento eléctrico. Por otro lado, sus desventajas son la relativa inestabilidad al calor y la luz.

Las propiedades mecánicas y térmicas del PVC pueden modificarse mediante la adición de compuestos de bajo peso molecular que se mezclan con la matriz polimérica. La inclusión de estos aditivos en diferentes cantidades genera materiales con una importante versatilidad de propiedades. Los principales aditivos que se emplean son plastificantes y estabilizantes. El inconveniente de estos compuestos es que no se mantienen dentro del material plástico sino que suelen migrar a su superficie, lo cual conduce a un empobrecimiento dentro del polímero con la consiguiente pérdida de las propiedades originales, y además contribuyen a la contaminación del ambiente. El impacto ambiental de los aditivos más frecuentemente utilizados fue uno de los aspectos estudiados por la Comisión de Expertos.

Los estabilizantes, que se utilizan para reducir la sensibilidad del PVC hacia calor y luz ultravioleta están compuestos de sales de metales pesados como el plomo, bario, calcio o cadmio, o de compuestos organoestánnicos.

Los estabilizantes de plomo son en la actualidad los más ampliamente utilizados. En Europa se utilizaron en 1998 aproximadamente 112.000 toneladas de estabilizantes de plomo, que constituyen aproximadamente el 3% del consumo total de este metal pesado. Los estabilizantes de plomo se utilizan principalmente en tuberías, perfiles y cables.

Otros estabilizantes que se usan son el Cadmio, sistemas calcio/zinc o bario/zinc y los compuestos organoestánnicos. Estos últimos con un consumo de 15.000 toneladas, representan aproximadamente el 9,3% del consumo europeo de estabilizantes y se utilizan principalmente en láminas rígidas para embalajes, botellas, cubiertas para techar y planchas transparentes rígidas para la construcción.

La mayoría de los compuestos de plomo y cadmio, incluidos los utilizados en el PVC, están clasificados como tóxicos para la reproducción, nocivos, peligrosos para el medio ambiente y presentan peligro de efectos acumulativos. Los dos metales son persistentes y algunos de los compuestos que forman se acumulan en ciertos organismos.

Como ocurre con la mayor parte de los metales pesados, existen muchas otras fuentes de emisión de cadmio y plomo además de las que se usan en productos plásticos, que contribuyen mucho más a la dispersión de estos metales pesados en el medio ambiente, como por ejemplo las actividades industriales, el petróleo, los fertilizantes, entre otros. Asimismo, ambos metales pesados se utilizan en numerosos productos. Los usos cuantitativamente más importantes del plomo y el cadmio son las pilas y los acumuladores.

Los riesgos potenciales derivados de los estabilizantes de plomo o cadmio en el PVC se pueden resumir en tres puntos:
- ,Los estabilizantes de plomo y cadmio en PVC muy probablemente permanecerán retenidos en el PVC durante la fase de utilización y, por lo tanto, no contribuirán de forma significativa a la exposición. Puede producirse contaminación potencial del medio ambiente por el uso de estabilizantes de plomo o cadmio en el PVC durante las fases de producción y de residuo.
- Durante las fases de producción y de tratamiento de residuos, es preciso adoptar una serie de medidas específicas de protección con el fin de eliminar o hacer mínima la exposición de los trabajadores.
- No se dispone de datos exactos sobre la contribución de los estabilizantes de plomo en el PVC a la carga global de plomo en los residuos sólidos urbanos almacenados en vertederos o incinerados. En el caso del cadmio, se calcula que aproximadamente el 10% del cadmio que se encuentra en incineradoras de residuos o vertederos procede del PVC. Durante la incineración de PVC y otros residuos, prácticamente todo el plomo y el cadmio termina en las cenizas del fondo y en las cenizas volantes de las incineradoras.

Actualmente no puede cuantificarse con precisión el efecto de la sustitución del plomo o cadmio sobre las emisiones globales al medio ambiente. No obstante, la Comisión de Expertos considera discutible si una sustitución general de estos estabilizantes tendría unas repercusiones importantes sobre el total de emisiones de estos metales pesados. Los sustitutos principales son los estabilizantes de calcio-zinc y los organoestánnicos. Los compuestos de calcio/zinc presentan un perfil de riesgo más ventajoso que los de plomo/cadmio y actualmente no están clasificados como peligrosos.

La mitad de la producción total del PVC está dirigida a la fabricación de PVC flexible. Para elaborar estos materiales se emplean grandes cantidades de plastificantes que suelen ser ésteres de ácidos orgánicos, principalmente ftalatos y adipatos que pueden llegar a constituir más del 50% en peso del producto acabado. En Europa occidental se producen anualmente cerca de 900.000 toneladas de ftalatos para plastificar PVC, lo cual hace necesario un análisis de sus posibles riesgos para la salud humana y el medio ambiente.

Las evaluaciones del riesgo realizadas han concluido que no existe preocupación en cuanto al potencial de bioacumulación de la mayoría de los ftalatos usados, aunque los ftalatos de cadena larga presentan una biodegradabilidad reducida en condiciones normales de tratamiento de residuos, y solamente se degradan parcialmente en las instalaciones de depuración de lixiviados y aguas residuales. Determinados ftalatos, así como sus metabolitos y productos de degradación, pueden provocar efectos adversos en la salud humana, en particular, en el hígado y riñones y en los testículos. Algunos plastificantes tienen también propiedades como perturbadores endocrinos o son, incluso, sospechosos de ser cancerígenos.

Por estas razones, el uso de estos ftalatos es especialmente crítico en aplicaciones donde el PVC tiene contacto con soluciones fisiológicas como por ejemplo en bolsas de sangre o catéteres. También existen riesgos ocasionados por el uso de ftalatos en determinados juguetes y artículos de puericultura de PVC blando ya que se desprenden de los juguetes y artículos de puericultura cuando los chupan bebés o niños pequeños. Por estas razones, el Comité de Expertos recomienda buscar alternativas más ecológicas a los plastificantes empleados en la actualidad para estas aplicaciones.

El manejo de residuos de PVC 
Se estima que en 1999 la cantidad total de residuos de PVC anuales era de unos 4,1 millones de toneladas en la Unión Europea, que pueden dividirse en 3,6 millones de toneladas de residuos postconsumo de PVC y 0,5 millones de toneladas de residuos preconsumo. Estas cifras explican la gran importancia que tiene la gestión de residuos del PVC en el análisis global de su impacto medioambiental. La Comisión de Expertos ha realizado cuatro estudios destinados a evaluar los aspectos técnicos, ecológicos y económicos de las principales opciones: reciclado mecánico, reciclado químico, incineración y descarga en vertedero.

Por reciclado mecánico se entienden los procesos de reciclado en los que los residuos de PVC sólo se tratan mecánicamente, principalmente mediante picado, tamizado y triturado. Los reciclados resultantes pueden transformarse en nuevos productos dependiendo del grado de contaminación y de la composición del material recogido. Varios estudios sobre el ciclo de vida de algunos productos concretos de PVC han demostrado que el reciclado mecánico ofrece un beneficio medioambiental para los residuos de producción, recortes y residuos postconsumo de PVC que pueden separarse.

Por lo que respecta a los residuos preconsumo, en 1998 se reciclaron unas 420.000 toneladas de PVC, que representaron alrededor del 85% de la generación de residuos preconsumo de PVC. El reciclado mecánico de residuos preconsumo puede considerarse una actividad económica lucrativa.

Por otro lado, el estudio de la Comisión muestra que el reciclado de los residuos postconsumo sigue estando a un nivel muy bajo en la UE y las cantidades recicladas, unas 100.000 toneladas, representan menos del 3% del total. Esto se explica porque, como ocurre en el caso de otros materiales, el reciclado de PVC está limitado por los costos totales de reciclado. La rentabilidad económica sólo se alcanza cuando los costos de reciclado netos, es decir, los costos globales de recogida, separación y transformación, son inferiores a los generados por otras rutas alternativas de gestión de residuos. Si no puede lograrse la rentabilidad económica, el reciclado de los residuos de PVC no será atractivo y no podrá avanzar.

La Comisión considera, dado el bajo porcentaje actual de reciclado, que es preciso incrementar el reciclado mecánico de PVC. Esto puede conseguirse a través de una serie de medidas, que podrían incluir la recogida obligatoria para algunas cadenas importantes de residuos de PVC, el compromiso voluntario del sector para mejorar y financiar la recogida y el reciclado de estos materiales, y el desarrollo de procesos innovadores de reciclado para determinados residuos postconsumo de PVC.

El reciclado químico incluye una serie de procesos mediante los cuales las moléculas de polímero que constituyen los materiales plásticos se rompen en moléculas más pequeñas. Éstas pueden ser o bien monómeros que pueden utilizarse directamente para producir nuevos polímeros o bien otras sustancias que pueden ser utilizadas en otro lugar como materiales de partida en procesos de la industria química básica.

De acuerdo con varios análisis del ciclo de vida, algunos procesos de reciclado químico darían resultados considerablemente mejores en cuanto a uso energético y calentamiento global que la incineración y la descarga en vertedero de los residuos sólidos urbanos. Además, en algunos procesos se valoriza el cloro, con lo que se evitaría una nueva producción a través de electrólisis cloroalcalina, de mayor intensidad energética.

En la actualidad, el reciclado químico en la Unión Europea tiene que competir con otras prácticas de gestión de residuos, principalmente basadas en la descarga en vertedero y la incineración, que presentan tarifas más económicas. Sin embargo, la Comisión recomienda apoyar nuevas iniciativas y fomentar el reciclado químico como alternativa interesante.

Los residuos de PVC a eliminar por incineración, se tratan fundamentalmente en incineradoras de residuos urbanos y en incineradoras de residuos hospitalarios. En la Unión Europea se incineran anualmente unas 600.000 toneladas de PVC lo cual representa alrededor del 10% de la fracción de plástico incinerada y en torno al 0,7% de la cantidad total de residuos incinerados.

Los residuos de PVC aportan entre el 38% y el 66% del contenido en cloro en las cadenas de residuos que se incineran. Las otras fuentes principales de cloro son las materias putrescibles (alrededor del 17%) y el papel (10%).

Para evaluar el impacto que tiene la incineración de residuos de PVC en el medio ambiente hay que analizar principalmente tres aspectos: el valor energético liberado durante la combustión del polímero, la formación y tratamiento de gases ácidos y la posible generación de dioxinas.

Al ser incinerados, los residuos de PVC generan gases ácidos que además del clorhídrico (HCl) son principalmente óxidos de azufre, que han de neutralizarse antes de la emisión a la atmósfera del gas restante. Para ello se inyectan agentes de neutralización, en particular cal. Un análisis de las cantidades de residuos que se usan para la limpieza de gases de combustión resultantes de la incineración de residuos de PVC concluyó que la incineración de 1kg de PVC genera en promedio entre 0,5 kg (PVC flexible) y 1,4 kg (PVC rígido) de residuos. Estos contienen las sales de neutralización, el exceso de agente de neutralización, y contaminantes tales como metales pesados y dioxinas que no han sido destruidos. La descarga en vertedero de estos residuos es la única opción utilizada en los países de la Unión Europea. El requerimiento de uso de agentes de neutralización y la gestión posterior de residuos, incrementa el costo de funcionamiento de las incineradoras.

Valorando la incineración de residuos desde el punto de vista energético, la Comisión señala que este proceso genera una energía superior cuando el material incinerado contiene PVC ya que el poder calorífico de los residuos de este polímero es más elevado que el de otros deshechos.

La posible influencia de la incineración de residuos de PVC sobre las emisiones de dioxinas ha sido el centro de un importante debate científico, ya que el PVC constituye actualmente el principal aporte de cloro en las incineradoras. Se ha sugerido que la reducción del contenido en cloro de los residuos podría contribuir a la reducción de la formación de dioxinas. El estudio realizado, sin embargo, demuestra que en los niveles actuales de cloro no parece haber una relación cuantitativa directa entre el contenido en cloro y la formación de dioxinas. Incluso es posible controlar la formación de dioxinas controlando parámetros de incineración, como la temperatura y la concentración de oxígeno. Por ello, se puede afirmar que el proceso de incineración no contribuye al surgimiento de dioxinas, sino, al contrario, se alcanzan tasas de destrucción cercanas al 99%, mediante la tecnología de incineración.

La eliminación en vertedero es la ruta más común de gestión de residuos de PVC. Se estima que pueden ser hasta 2,9 millones las toneladas de residuos de PVC vertidas anualmente. Puede calcularse que en los últimos 30 años se han depositado ya en los vertederos varias decenas de millones de toneladas de residuos de PVC.

Todos los materiales vertidos, incluido el PVC, están sujetos a diferentes condiciones reactivas, que están determinadas por parámetros como la temperatura, humedad, presencia de oxígeno, actividad de microorganismos y las interacciones entre parámetros en diferentes fases del proceso de envejecimiento de los vertederos. Pueden distinguirse cuatro fases principales: una breve fase aeróbica inicial, la fase acidogénica anaeróbica (de duración variable, más larga que la fase aeróbica), la fase metanogénica anaeróbica (de hasta varios siglos) y la fase final aeróbica.

Las pérdidas de plastificantes del PVC flexible, principalmente ftalatos, han sido ampliamente reconocidas por los estudios científicos. Los resultados de los estudios sobre degradabilidad de los ftalatos en condiciones de vertedero muestran que se produce degradación de los ftalatos, pero que puede no ser completa según las condiciones y el tipo de ftalato. Tanto los ftalatos como sus sustancias de degradación pueden detectarse en los lixiviados de vertedero.

Los estabilizantes están encapsulados en la matriz de residuos de PVC rígido. Por lo tanto, se supone que la migración sería baja y que afectaría solamente a la superficie del PVC, pero no al grueso del material.

Los productos de PVC descargados en vertedero sin duda contribuirán a la formación de dioxinas y furanos durante los incendios accidentales de los vertederos, pero en la actualidad no puede calcularse la contribución cuantitativa debido a las dificultades inherentes de la obtención de los datos necesarios.

Conclusión
El resultado del estudio confirmó la defensa del uso de PVC. La Comisión de Expertos, concluyó que con relación a la producción y transformación de PVC, son seguidas las directrices de las mejores tecnologías disponibles, asegurando que este proceso sea compatible con la protección del medio ambiente y con la salud de los trabajadores. Se señaló en el informe una serie de problemáticas relativas al impacto del PVC en el medio ambiente. Estas preocupaciones se refieren principalmente a la utilización de determinados aditivos y a la gestión de los residuos de PVC. Desde el punto de vista del análisis, considerando todo su ciclo de vida, no hay razones técnicas para dar al PVC un tratamiento discriminatorio con respecto a otros materiales.