Replacing pet plastic with pla as a sustainable alternative to functional drink containers

Abstract

Polyethylene terephthalate (PET) is a widely used material in container manufacturing, particularly in bottle production. It is characterized by its low cost and widespread availability. However, its improper disposal has significantly exacerbated global plastic pollution. For instance, less than 50% of plastic bottles are recycled. Moreover, studies indicate that this issue has led to a significant accumulation of plastic waste in the oceans, which continues to grow annually and could be considered floating islands of debris. This study proposes replacing PET with polylactic acid (PLA), a biodegradable and biocompatible polymer with suitable properties for bottle production. PLA also has a shorter decomposition time compared to PET, contributing to the reduction of carbon footprint and greenhouse gas emissions. The research methodology included a diagnostic phase to define objectives, identify constraints, and determine variables based on an extensive literature review. The design phase focused on modeling a PLA-based bottle with detailed specifications and innovative structural features. Additionally, experimental evaluations of biodegradability, compressive strength, and tensile strength were conducted to compare PET and PLA. The study incorporated technical standards and engineering protocols to evaluate critical properties such as material permeability and stress behavior. As a result, it was confirmed that PLA exhibits properties that make it a competitive material compared to PET. In conclusion, this research presents a technically viable alternative to PET bottles through the use of PLA, with the potential to significantly mitigate environmental impacts while maintaining the functional requirements of packaging.

El tereftalato de polietileno (PET) es un material ampliamente utilizado en la fabricación de envases, especialmente en la producción de botellas. Se caracteriza por su bajo costo y su disponibilidad generalizada. Sin embargo, su inadecuada disposición final ha contribuido significativamente a la contaminación plástica a nivel mundial. Por ejemplo, menos del 50% de las botellas de plástico son recicladas. Además, estudios indican que este problema ha provocado una gran acumulación de residuos plásticos en los océanos, que crece cada año y podría considerarse como islas flotantes de desechos. Este estudio propone reemplazar el PET con ácido poliláctico (PLA), un polímero biodegradable y biocompatible con propiedades adecuadas para la producción de botellas. El PLA también tiene un tiempo de descomposición más corto en comparación con el PET, lo que contribuye a la reducción de la huella de carbono y de las emisiones de gases de efecto invernadero. La metodología de investigación incluyó una fase de diagnóstico para definir objetivos, identificar restricciones y determinar variables a partir de una extensa revisión bibliográfica. La fase de diseño se centró en modelar una botella basada en PLA con especificaciones detalladas y características estructurales innovadoras. Además, se realizaron evaluaciones experimentales de biodegradabilidad, resistencia a la compresión y resistencia a la tracción para comparar el PET y el PLA. El estudio incorporó normas técnicas y protocolos de ingeniería para evaluar propiedades críticas como la permeabilidad del material y el comportamiento frente al esfuerzo. Como resultado, se confirmó que el PLA presenta propiedades que lo convierten en un material competitivo frente al PET. En conclusión, esta investigación presenta una alternativa técnicamente viable a las botellas de PET mediante el uso de PLA, con el potencial de mitigar significativamente los impactos ambientales sin comprometer los requisitos funcionales del envase.