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El reciclaje de neumáticos , o reciclaje de caucho , es el proceso de reciclaje de neumáticos de desecho que ya no son aptos para su uso en vehículos debido a desgaste o daños irreparables. Estos neumáticos son una fuente desafiante de residuos, 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] Si los neumáticos de desecho se manejan incorrectamente, pueden causar contaminación por caucho . En 1990, se estimaba que en Estados Unidos había más de mil millones de neumáticos de desecho almacenados. En 2015, solo quedaban en existencias 67 millones de neumáticos. [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 generar energía, principalmente en la fabricación de cemento. [3] [4]
La pirólisis y la desvulcanización podrían facilitar el reciclaje. Aparte del uso como combustible, el principal uso final de los neumáticos sigue siendo el 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 desechados, el 43% se quemó como combustible derivado de los 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 y el 17% se desechó en vertederos. y el 8% tenía otros usos. [6] A nivel mundial, los cementerios de neumáticos son un peligro ambiental común, con importantes contaminantes y otros desafíos. Por ejemplo, el cementerio de neumáticos de Sulaibiya , en Kuwait, ha sufrido repetidos incendios altamente tóxicos . [7]
El ciclo de vida de los neumáticos se puede reconocer mediante los siguientes pasos:
Los neumáticos no son deseados en los vertederos debido a su gran volumen y al 75% de espacio vacío. [9] Los neumáticos pueden atrapar gases metano , lo que hace que floten o burbujeen hacia la superficie. Este efecto de "burbuja" 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 . [8] La Directiva sobre vertederos de la UE prohíbe la eliminación de neumáticos usados en vertederos. [10]
Los neumáticos triturados se están utilizando ahora en los vertederos, reemplazando a 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 neumáticos triturado también se puede utilizar para tapar, cerrar o cubrir diariamente los vertederos. [11] Los neumáticos de desecho como material de relleno y cobertura también son más rentables, ya que los neumáticos se pueden triturar en el sitio en lugar de transportar otros materiales de relleno.
Las reservas de neumáticos crean un gran riesgo para la salud y la seguridad. Los incendios de neumáticos pueden ocurrir fácilmente, ardiendo durante largos períodos, hasta un mes, y también 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 es que los montones de neumáticos sirven de refugio para alimañas y caldo de cultivo para mosquitos que pueden transmitir enfermedades. El vertimiento ilegal de llantas de desecho contamina barrancos, bosques, desiertos y lotes baldíos; lo que ha llevado a muchos estados a aprobar regulaciones sobre neumáticos de desecho que exigen una gestión adecuada. Los eventos del día de amnistía de neumáticos, en los que los miembros de la comunidad pueden depositar una cantidad limitada de neumáticos de desecho de forma gratuita, pueden ser financiados por programas estatales de neumáticos de desecho, lo que ayuda a disminuir los vertidos ilegales y el almacenamiento inadecuado de neumáticos de desecho.
El almacenamiento y el reciclaje de neumáticos a veces están relacionados con actividades ilegales y falta de conciencia ambiental . [12]
Aunque los neumáticos normalmente se queman, no se reciclan, se siguen realizando esfuerzos para encontrar valor. Los neumáticos se pueden recuperar, entre otras cosas, para convertirlos en asfalto fundido en caliente , generalmente como modificador de caucho granulado : pavimento asfáltico reciclado (CRM-RAP), [13] [14] y como agregado en concreto de cemento Portland [15]. están hechos 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 una vida útil reducida de la banda de rodadura y una menor tracción. . [16] Los neumáticos también se han cortado y utilizado en parterres de jardín como mantillo de corteza para retener el agua y evitar que crezcan malas hierbas. Algunos edificios "verdes", tanto públicos como privados, se han construido con neumáticos viejos.
La pirólisis se puede utilizar para reprocesar los neumáticos y convertirlos en gas combustible , aceites, residuos sólidos (carbón) y negro de humo de baja calidad , que no se pueden utilizar en la fabricación de neumáticos. Se ha propuesto un método de pirólisis que produce carbón activado y negro de humo de alta calidad. [17]
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 de un horno húmedo largo. 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 astillas de 5 a 10 mm, de forma que se pueden inyectar en una cámara de combustión precalcinadora. Se requiere algo de hierro para fabricar cemento, por lo que el contenido de hierro de los neumáticos con correas de acero es beneficioso para el proceso. [18]
Los neumáticos se pueden reutilizar de muchas maneras, aunque la mayoría de los neumáticos usados se queman para obtener su valor como combustible . [19] En un informe de 2003 citado por la EPA de EE.UU. , se afirma que existían mercados ("tanto de reciclaje como de uso beneficioso") para el 80,4% de los neumáticos de desecho, unos 233 millones de neumáticos al año. Suponiendo 22,5 libras (10,2 kg) por neumático, el informe de 2003 predice un peso total de alrededor de 2,62 millones de toneladas (2.580.000 toneladas largas; 2.890.000 toneladas cortas) de neumáticos. [20]
Los nuevos productos derivados de neumáticos 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 excesiva ni emisiones provenientes de las operaciones de reciclaje. [8]
El método de pirólisis para reciclar neumáticos usados es una técnica que calienta neumáticos enteros o triturados en un recipiente reactor que contiene una atmósfera libre de oxígeno. En el reactor, el caucho se ablanda, después de lo cual los polímeros del 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 en forma de cenizas sólidas . Cuando se realiza correctamente, el proceso de pirólisis de neumáticos es una operación limpia y produce pocas emisiones o residuos; sin embargo, se han documentado preocupaciones sobre la contaminación del aire debido a una combustión incompleta , como es el caso de los incendios de neumáticos . [22]
Las propiedades de la salida gaseosa, líquida y sólida 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 elimina la mayor parte del acero y, a veces, la mayor parte de la fibra. Los procesos pueden ser por lotes o continuos. La energía necesaria para impulsar la descomposición del caucho incluye el uso de combustible disparado directamente (como un horno de gas ), por inducción eléctrica (como un horno calentado eléctricamente) o por microondas (como un horno microondas). A veces se utiliza 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 la corriente de mineral sólido, que representa alrededor del 40% de la producción. El acero se puede retirar del flujo sólido con imanes para su reciclaje. El material sólido restante, a menudo denominado " carbón ", ha tenido poco o ningún valor, excepto posiblemente como combustible de carbono de baja calidad . Char son los restos destruidos del negro de humo original que se utilizan para reforzar y proporcionar resistencia a la abrasión al neumático. La corriente sólida también incluye los minerales utilizados en la fabricación del caucho . Este componente de alto volumen de la pirólisis de neumáticos es un impedimento importante, aunque este tema sigue siendo una fuente de innovación.
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Los neumáticos pueden congelarse usando criógenos o fluidos súper fríos, luego descomponerse y convertirse en un material llamado "miga", que puede usarse en plataformas de asfalto para carreteras, mangueras agrícolas y revestimientos de cajas de camiones.
Además de reciclar neumáticos viejos, a los neumáticos viejos se les puede dar un nuevo uso.
Los neumáticos viejos a veces se convierten en columpios para jugar. El uso innovador permite encontrar una manera fácil de encontrar un propósito para un neumático viejo existente que no es apto para uso en carretera. [23]
Los neumáticos usados también se emplean como equipo de ejercicio para programas deportivos como el fútbol americano . [24] Un ejercicio de acondicionamiento clásico que perfecciona la velocidad y 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 en zigzag. Luego, los atletas recorren el patrón de los neumáticos parándose en el centro de cada neumático. El ejercicio obliga a los atletas a levantar los pies del suelo más de lo normal para evitar tropezar. [25] Otros usos deportivos incluyen voltear neumáticos (normalmente se utilizan neumáticos de tractores o camiones grandes) o para el acondicionamiento cardiovascular superior golpeando un neumático repetidamente con un mazo. [26]
Los neumáticos reutilizados también pueden aprovecharse como un material de construcción alternativo asequible utilizado en la estructura de viviendas de masa térmica de tierra apisonada. [27] Esto es beneficioso en todas las escalas de producción, como la vivienda individualmente sostenible. [28]
Las filas de pilas de neumáticos se utilizan a menudo como barreras en los circuitos de carreras de motor como 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 neumáticos viejos de tractores como abrevaderos para su ganado, colocándolos sobre manantiales naturales o canalizando agua de arroyos hacia ellos. Estos neumáticos contienen el agua y permiten que se acumule para el ganado sin ninguna interacción adicional por parte del granjero. La mayoría de los agricultores también incluyen un tubo 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 del exterior de la llanta, donde estaría el ganado. [29]
Reutilización como base elástica para usos polivalentes, como sujetar carteles publicitarios, estáticos o oscilantes. Esta es una aplicación aún en desarrollo y en etapa de prototipo. [30]
Los techos de tejas de caucho generalmente están hechos de un 95% de material reciclado de diversas fuentes, incluidos neumáticos reciclados. Duran el doble que las tejas de asfalto, pero cuestan aproximadamente el doble que el asfalto. Son más silenciosos que la mayoría de los techos, resistentes al granizo y tienen una alta resistencia al viento si hay un ajuste machihembrado en el borde frontal del diseño de tejas de goma. [31] [32]
Debido a su contenido de metales pesados y otros contaminantes, los neumáticos presentan un riesgo de lixiviación de toxinas en las aguas subterráneas 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 condiciones determinadas. [9]
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 de agua potable para metales. Además, es poco probable que el TDA aumente los niveles de metales en los estándares primarios del agua potable por encima de los niveles naturales. [33]
Medios relacionados con el reciclaje de neumáticos en Wikimedia Commons