El reciclaje de llantas , o reciclaje de caucho , es el proceso de reciclaje de llantas de desecho que ya no son adecuadas para su uso en vehículos debido al desgaste o daños irreparables. Estos neumáticos son una fuente de desperdicio desafiante, debido al gran volumen producido, la durabilidad de los neumáticos y los componentes del neumático que son ecológicamente problemáticos. [1]
Debido a que los neumáticos son muy duraderos y no biodegradables, pueden consumir un valioso espacio en los vertederos. [1] En 1990, se estimó que más de mil millones de neumáticos de desecho estaban almacenados en los Estados Unidos. A partir de 2015, solo quedan 67 millones de neumáticos almacenados. [2] De 1994 a 2010, la Unión Europea aumentó la cantidad de neumáticos reciclados del 25% de los descartes anuales a casi el 95%, y aproximadamente la mitad de los neumáticos al final de su vida útil se utilizaron para energía, principalmente en la fabricación de cemento. [3] [4]
La pirólisis y desvulcanización podrían facilitar el reciclaje. Aparte del uso como combustible, el uso final principal de los neumáticos sigue siendo caucho molido. [2] [5]
En 2017, el 13% de los neumáticos estadounidenses retirados de su uso principal se vendieron en el mercado de neumáticos usados. De los neumáticos que se desecharon, el 43% se quemaron como combustible derivado de neumáticos , siendo la fabricación de cemento el mayor usuario, otro 25% se utilizó para fabricar caucho molido, el 8% se utilizó en proyectos de ingeniería civil, el 17% se desechó en vertederos y el 8% tenía otros usos. [6]
Ciclo de vida de los neumáticos
El ciclo de vida del neumático se puede identificar mediante los siguientes seis pasos:
- Los desarrollos e innovaciones de productos, como los compuestos mejorados y la forma de las llantas con inclinación, aumentan la vida útil de las llantas, aumentan el reemplazo, la seguridad del consumidor y reducen el desperdicio de llantas.
- La fabricación y la calidad de entrega adecuadas reducen el desperdicio en la producción.
- La distribución directa a través de minoristas reduce el tiempo de inventario y garantiza que se explique a los clientes la vida útil y la seguridad de los productos.
- Las opciones de uso y mantenimiento de los consumidores, como la rotación y alineación de las llantas, afectan el desgaste de las llantas y la seguridad de funcionamiento.
- Los fabricantes y minoristas establecen políticas de devolución, recauchutado y reemplazo para reducir los desechos generados por los neumáticos y asumir la responsabilidad de llevar el neumático a la tumba o reencarnación.
- Reciclar neumáticos mediante el desarrollo de estrategias que queman o procesan los desechos en nuevos productos, crea negocios viables y cumple con las políticas públicas. [7]
Eliminación de vertederos
Los neumáticos no son deseables en los vertederos , debido a sus grandes volúmenes y al 75% de espacio vacío. [8] Las llantas pueden atrapar los gases de metano y hacer que floten o burbujeen hacia la superficie. Este efecto de 'burbujeo' puede dañar los revestimientos de los vertederos que se han instalado para ayudar a evitar que los contaminantes del vertedero contaminen las aguas superficiales y subterráneas locales . [7]
Las llantas trituradas ahora se utilizan en vertederos, reemplazando otros materiales de construcción, para un relleno liviano en sistemas de ventilación de gas, sistemas de recolección de lixiviados y revestimientos operativos. El material de llantas triturado también se puede usar para tapar, cerrar o cubrir diariamente los vertederos. [9] Las llantas de desecho como material de relleno y cobertura también son más rentables, ya que las llantas se pueden triturar en el sitio en lugar de transportar otros materiales de relleno.
Arsenales y vertidos legales
Las reservas de neumáticos crean un gran riesgo para la salud y la seguridad. Los incendios de llantas pueden ocurrir fácilmente, ardiendo durante meses y creando una contaminación sustancial en el aire y el suelo . El reciclaje ayuda a reducir la cantidad de neumáticos almacenados. Un riesgo adicional para la salud, las pilas de llantas proporcionan refugio para las alimañas y un caldo de cultivo para los mosquitos que pueden transmitir enfermedades. El vertido ilegal de llantas de desecho contamina barrancos, bosques, desiertos y lotes baldíos; lo que ha llevado a muchos estados a aprobar regulaciones sobre llantas de desecho que requieren una gestión adecuada. Los eventos del día de la amnistía de llantas, en los que los miembros de la comunidad pueden depositar una cantidad limitada de llantas de desecho sin cargo, pueden ser financiados por los programas estatales de llantas de desecho, lo que ayuda a disminuir el vertido ilegal y el almacenamiento inadecuado de llantas de desecho.
El almacenamiento y el reciclaje de neumáticos a veces están relacionados con actividades ilegales y falta de conciencia ambiental . [10]
Usos
Aunque los neumáticos generalmente se queman, no se reciclan, continúan los esfuerzos para encontrar valor. Los neumáticos pueden recuperarse, entre otras cosas, en el asfalto termofusible , normalmente como modificador de caucho en miga: pavimento de asfalto reciclado (CRM — RAP), [11] [12] y como agregado en hormigón de cemento Portland [13] Se han realizado esfuerzos fabricados para utilizar neumáticos reciclados como materia prima para neumáticos nuevos, pero dichos neumáticos pueden integrar materiales reciclados no más del 5% en peso, y los neumáticos que contienen material reciclado son inferiores a los neumáticos nuevos, [5] que sufren de una vida útil reducida y una tracción más baja . [14] Los neumáticos también se han cortado y utilizado en camas de jardín como mantillo de corteza para mantener el agua y evitar que crezcan las malas hierbas. Algunos edificios "ecológicos", tanto privados como públicos, se han construido con neumáticos viejos.
La pirólisis se puede utilizar para reprocesar los neumáticos en gas combustible , aceites, residuos sólidos (carbonilla) y negro de humo de baja calidad , que no se pueden utilizar en la fabricación de neumáticos. Se ha sugerido un método de pirólisis que produce carbón activado y negro de carbón de alta calidad. [15]
Fabricación de cemento
Los neumáticos viejos se pueden utilizar como combustible alternativo en la fabricación de cemento Portland , un ingrediente clave del hormigón. Los neumáticos enteros se introducen comúnmente en los hornos de cemento , haciéndolos rodar en el extremo superior de un horno precalentador o dejándolos caer a través de una ranura a mitad de camino a lo largo de un largo horno húmedo. En cualquier caso, las altas temperaturas del gas (1000-1200 ° C) provocan una combustión casi instantánea, completa y sin humo del neumático. Alternativamente, los neumáticos se cortan en trozos de 5 a 10 mm, en cuya forma se pueden inyectar en una cámara de combustión del precalcinador. Se requiere algo de hierro en la fabricación de cemento, por lo que el contenido de hierro de los neumáticos con cinturón de acero es beneficioso para el proceso. [dieciséis]
Productos derivados de neumáticos
Los neumáticos se pueden reutilizar de muchas formas, aunque la mayoría de los neumáticos usados se queman por su valor como combustible . [17] En un informe de 2003 citado por la EPA de los Estados Unidos , se afirma que existían mercados ("tanto de reciclaje como de uso beneficioso") para el 80,4% de las llantas de desecho, alrededor de 233 millones de llantas por año. Suponiendo 22,5 libras (10,2 kg) por llanta, el informe de 2003 predice un peso total de aproximadamente 2,62 millones de toneladas (2,580,000 toneladas largas; 2,890,000 toneladas cortas) de las llantas. [18]
Los nuevos productos derivados de llantas de desecho generan más actividad económica que la combustión u otra producción de bajo multiplicador, al tiempo que reducen el flujo de desechos sin generar contaminación y emisiones excesivas de las operaciones de reciclaje. [7]
- Materiales de construcción. Se pueden construir casas enteras con llantas enteras llenándolas de tierra y cubriéndolas con concreto, un material común en las naves terrestres . Se utilizan en aplicaciones de ingeniería civil, tales como terraplenes y terraplenes, relleno para muros y estribos de puentes, aislamiento de subrasantes para carreteras, proyectos de rellenos sanitarios y campos de drenaje de sistemas sépticos. Los neumáticos también se unen y se utilizan como diferentes tipos de barreras, tales como: reducción de colisiones, control de erosión , escorrentía de agua de lluvia, esteras de voladura , acción de las olas que protege muelles y marismas, y barreras de sonido entre carreteras y residencias.
- Los arrecifes artificiales se construyen usando llantas que se unen en grupos, existe cierta controversia sobre cuán efectivas son las llantas como un sistema de arrecifes artificiales, un ejemplo es The Osborne Reef Project, que se ha convertido en una pesadilla ambiental que costará millones de dólares rectificar.
- El proceso de estampado y corte de neumáticos se utiliza en algunos productos de confección, como sandalias y como subbase de carreteras, al conectar las paredes laterales cortadas para formar una red flexible.
- Los mercados predichos por el informe de 2003 fueron: combustible derivado de llantas (TDF) usando 130 millones de llantas, proyectos de ingeniería civil usando 56 millones de llantas, caucho molido convertido en productos de caucho moldeado usando 18 millones de llantas, caucho molido convertido en asfalto modificado con caucho usando 12 millones de llantas, artículos exportados con 9 millones de llantas, productos cortados, estampados y perforados con 6,5 millones de llantas, y usos agrícolas y misceláneos 3 millones de llantas. [9]
- Los neumáticos triturados, conocidos como agregados derivados de neumáticos (TDA), tienen muchas aplicaciones de ingeniería civil. El TDA se puede utilizar como relleno para muros de contención, relleno para pozos de recolección de zanjas de gas de relleno sanitario , relleno para proyectos de reparación de deslizamientos de carreteras y como material amortiguador de vibraciones para líneas ferroviarias.
- El caucho molido y desmenuzado, también conocido como caucho de tamaño reducido, se puede utilizar tanto en proyectos de pavimentación como en productos moldeables. Estos tipos de pavimentación son: asfalto modificado con caucho (RMA), concreto modificado con caucho y como sustitución de un agregado. Ejemplos de productos moldeados con caucho son el acolchado o la base de alfombras , los materiales para pisos, los parachoques de los muelles, las terrazas de los patios, los bloques de cruce de ferrocarril, los tapetes para el ganado, las aceras, las baldosas y ladrillos de caucho, los topes de velocidad móviles y los bordillos / bordes. El caucho se puede moldear con plástico para productos como paletas y traviesas de ferrocarril . Las áreas deportivas y recreativas también se pueden pavimentar con el material moldeado de goma que absorbe los impactos. El caucho de los neumáticos a veces se muele en trozos de tamaño mediano y se usa como mantillo de caucho . La miga de caucho también se puede usar como relleno, solo o mezclado con arena gruesa, como en el relleno para productos de césped sintético similar al césped, como el césped artificial.
- Las acerías pueden utilizar neumáticos como fuente de carbono, reemplazando el carbón o el coque en la fabricación de acero. [19]
- Los neumáticos también se reciclan a menudo para su uso en canchas de baloncesto y nuevos productos de calzado.
Pirólisis de neumáticos
El método de pirólisis para reciclar neumáticos usados es una técnica que calienta neumáticos enteros o triturados en una vasija de reactor que contiene una atmósfera libre de oxígeno. En el reactor, el caucho se ablanda, después de lo cual los polímeros de caucho se descomponen en moléculas más pequeñas . Estas moléculas más pequeñas eventualmente se vaporizan y salen del reactor. Estos vapores pueden quemarse directamente para producir energía o condensarse en un líquido de tipo aceitoso, generalmente utilizado como combustible . Algunas moléculas son demasiado pequeñas para condensarse. Permanecen como un gas que puede quemarse como combustible. Los minerales que formaban parte del neumático, alrededor del 40% en peso, se eliminan como cenizas sólidas . Cuando se realiza correctamente, el proceso de pirólisis de neumáticos es una operación limpia y produce pocas emisiones o desechos; sin embargo, se han documentado preocupaciones sobre la contaminación del aire debido a una combustión incompleta, como es el caso de los incendios de llantas . [20]
Las propiedades de la salida de gas, líquido y sólido están determinadas por el tipo de materia prima utilizada y las condiciones del proceso. Por ejemplo, los neumáticos enteros contienen fibras y acero. A los neumáticos triturados se les ha quitado la mayor parte del acero y, a veces, la mayor parte de la fibra. Los procesos pueden ser por lotes o continuos. La energía requerida para impulsar la descomposición del caucho incluye el uso de combustible de combustión directa (como un horno de gas ), inducción eléctrica (como un horno calentado eléctricamente) o por microondas (como un horno de microondas). A veces se usa un catalizador para acelerar la descomposición. La elección de la materia prima y el proceso puede afectar el valor de los productos terminados.
El problema histórico de la pirólisis de neumáticos ha sido el flujo de minerales sólidos, que representa alrededor del 40% de la producción. El acero se puede eliminar de la corriente sólida con imanes para su reciclaje. El material sólido restante, a menudo denominado " char ", ha tenido poco o ningún valor, salvo posiblemente como combustible de carbono de baja calidad . Char son los restos destruidos del negro de carbón original que se utiliza para reforzar y proporcionar resistencia a la abrasión al neumático. La corriente sólida también incluye los minerales utilizados en la fabricación de caucho . Este componente de alto volumen de la pirólisis de neumáticos es un impedimento importante, aunque este tema sigue siendo una fuente de innovación.
Reciclaje criogénico
Las llantas se pueden congelar usando criógenos o fluidos súper fríos, luego se pueden descomponer y convertir en un material llamado "miga", que se puede usar en lechos de carreteras de asfalto, mangueras agrícolas y revestimientos de cajas de camiones.
Reutilización
Además de reciclar llantas viejas, la llanta vieja se puede dar un nuevo uso.
Los neumáticos viejos a veces se convierten en un columpio para jugar. El uso innovador permite una manera fácil de encontrar un propósito para un neumático viejo existente que no es adecuado para uso en carretera. [21]
Los neumáticos usados también se emplean como equipo de ejercicio para programas deportivos como el fútbol americano . [22] Un ejercicio de acondicionamiento clásico que perfecciona la velocidad y la agilidad de los jugadores es el "Tire Run", donde los neumáticos se colocan uno al lado del otro, con cada neumático de la izquierda unos centímetros por delante del neumático de la derecha en un patrón de zigzag. Luego, los atletas corren a través del patrón de los neumáticos poniéndose en el centro de cada neumático. El ejercicio obliga a los atletas a levantar los pies por encima del suelo más de lo normal para evitar tropezar. [23] Otros usos atléticos incluyen voltear llantas (generalmente se usan llantas de tractores o camiones grandes) o para acondicionamiento cardiovascular superior golpeando una llanta repetidamente con un mazo. [24]
Los neumáticos reutilizados también se pueden aprovechar como un material de construcción alternativo asequible utilizado en el marco de viviendas de masa térmica de tierra apisonada. [25] Esto es beneficioso en todas las escalas de producción, como la vivienda sostenible individualmente. [26]
Las filas de pilas de neumáticos se utilizan a menudo como barreras en los circuitos de carreras de motor como un método para disipar la energía cinética durante un período de tiempo más largo durante un choque, en comparación con golpear un material menos maleable como una pared de hormigón o acero.
Muchos ganaderos reutilizan las llantas viejas de los tractores como abrevaderos para su ganado colocándolas sobre manantiales naturales o entubándolas con agua corriente. Estos neumáticos contienen el agua y permiten que se acumule para el ganado sin ninguna interacción adicional por parte del agricultor. La mayoría de los agricultores también incluyen una tubería de drenaje cerca de la parte superior o en el centro de la llanta para que el exceso de agua pueda drenar y evitar el desbordamiento y la erosión alrededor de la parte exterior de la llanta donde estaría el ganado. [27]
Preocupaciones ambientales
Debido a su contenido de metales pesados y otros contaminantes, los neumáticos presentan un riesgo de lixiviación de toxinas en el agua subterránea cuando se colocan en suelos húmedos . Las investigaciones han demostrado que se produce muy poca lixiviación cuando se utilizan neumáticos triturados como material de relleno ligero; sin embargo, se han impuesto limitaciones al uso de este material; cada sitio debe evaluarse individualmente para determinar si este producto es apropiado para las condiciones dadas. [8]
Tanto para aplicaciones por encima como por debajo del nivel freático, la preponderancia de la evidencia muestra que el TDA (agregado derivado de llantas o llantas trituradas) no causará que se excedan los estándares primarios para el agua potable para metales. Además, es poco probable que el TDA aumente los niveles de metales con los estándares primarios del agua potable por encima de los niveles de fondo naturales. [28]
Ver también
- Césped artificial
- Mantillo de caucho
- Asfalto engomado
- Technoflex
- Fuego de llanta
- Vulcanización
- Gestión de residuos
Referencias
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enlaces externos
- Medios relacionados con el reciclaje de neumáticos en Wikimedia Commons
- El microondas gigante convierte el plástico en aceite , New Scientist , 2007-06-26