Investigadores de la Universidad de Delaware han desarrollado un método para limpiar la contaminación que los neumáticos liberan al medio ambiente al final de su vida útil.
Un nuevo estudio publicado en Ingeniería Química de la NaturalezaEl equipo demostró una forma de mejorar el 6PPD, una molécula que se encuentra en los neumáticos y que proporciona protección UV para ayudar a que el caucho dure más, con productos químicos más seguros. Este método convertirá el caucho triturado restante en aromáticos y negro de carbón, un material similar al vidrio que se encuentra en todo, desde pigmentos hasta cosméticos y productos electrónicos. El estudio fue dirigido por Dion Vlachos, presidente del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la UD, y también involucró a investigadores del Centro de Innovación en Plásticos de la universidad.
Según Vlachos, los neumáticos son responsables de aproximadamente un tercio de los microplásticos del medio ambiente. Esto se debe a que aproximadamente el 25% del material de un neumático está hecho de caucho sintético, que es un plástico.
Bajo la exposición a la radiación solar, el 6PPD se convierte en 6PPD-quinona, que se llama dicetona o molécula de dos grupos cetonas. Una fuente importante de estas moléculas de dicetona son los neumáticos. Y no son sólo los microplásticos los que destrozan los neumáticos cuando se utilizan. Estas moléculas pueden liberarse al medio ambiente a partir de neumáticos abandonados en vertederos y expuestos a elementos como la precipitación.
“No se puede poner un filtro en el ambiente de la misma manera que se podría poner un filtro en la secadora de su casa para capturar estas fibras”, dijo Vlachos, quien también dirige el Instituto de Energía de Delaware.
Mientras que otros en el campo han intentado descomponer los materiales de los neumáticos usando altas temperaturas, mediante un proceso conocido como pirólisis, el 6PPD es tenaz y las moléculas de dicetona permanecen en el aceite detrás. Si el aceite se utiliza como combustible u otros materiales, las moléculas de dicetona participan en el proceso, lo cual es un problema.
Entonces, el equipo de Vlachos decidió intentar eliminar el 6PPD mediante un proceso conocido como extracción química. Esto implica colocar trozos milimétricos de neumático o caucho desmenuzado en un horno microondas clásico, calentar los materiales y utilizar un disolvente químico para separar rápidamente el 6PPD de las demás moléculas presentes.
Una vez que se eliminan las moléculas de 6PPD, se pueden convertir químicamente en productos químicos seguros que se pueden utilizar o vender a bajo costo. Mientras tanto, el resto del neumático se puede reciclar utilizando los métodos clásicos de reciclaje de plástico, una ventaja, ya que actualmente no existen alternativas para los neumáticos en general. Esto permitirá utilizar materiales de neumáticos curados sin preocupaciones en aplicaciones prácticas, por ejemplo, en campos de fútbol, parques infantiles o asfalto para carreteras. El caucho triturado también se puede utilizar en aromáticos, que son materiales de partida para una amplia gama de productos de consumo, o como negro de humo, un material similar al vidrio que se encuentra en muchos pigmentos, materiales conductores/aislantes y agentes de refuerzo.
El equipo de investigación de la UD consiguió el novedoso enfoque a través de la Oficina de Innovación Económica y Asociaciones de la universidad.
Hasta la fecha, el equipo de investigación ha probado el método a escala de laboratorio, según Vlachos, y un análisis tecnoeconómico ha demostrado que el coste parece muy razonable. Este es un paso positivo, pero se necesita más trabajo y el tiempo es esencial.
A nivel mundial, el número de neumáticos al final de su vida útil sigue aumentando, y algunos informes estiman que será necesario eliminar cinco mil millones de neumáticos en todo el mundo para 2030. Mientras tanto, se espera que el uso de neumáticos de desecho en Estados Unidos disminuya un 25% entre 2013 y 2021.
“Creo que el reciclaje real de neumáticos es importante, por eso existen soluciones realmente circulares que son el reciclaje”, afirmó. “Debemos construir cosas fuera del laboratorio en cantidades sustanciales y a un costo razonable. Tenemos que demostrarlo con instalaciones a escala piloto. No lo hemos hecho”.
Trasladar la solución del laboratorio al mundo real requerirá más esfuerzo y tiempo de ingeniería. Tener un centro dedicado a la innovación en plásticos en la UD es una ventaja definitiva, dijo Vlachos, porque reúne una masa crítica para hablar, pensar y actuar sobre estos temas. Las empresas emergentes y otras mentes, junto con la industria automotriz, serán clave para las soluciones que impulsen la adopción.
“Necesitamos educar a la comunidad. Necesitamos sensibilidad social, conciencia. Este no es un problema que se resolverá solo”, dijo Vlachos.
Los coautores del artículo incluyen a Sean Najmi, Pooja Valade, Montgomery Baker-Fells, Brandon Vance, Esun Selvam, Kewei Yu y Weiqing Zheng.