Investigadores de la Universidad de Delaware han desarrollado un método para reducir la contaminación que los neumáticos liberan al medio ambiente al final de su vida.
En un nuevo estudio publicado en Ingeniería Química de la Naturalezael equipo demostró cómo mejorar 6PPD, una molécula que proporciona protección UV para ayudar a que los químicos que se encuentran en los neumáticos duren más. El método también convertirá los restos de caucho triturado en fragancia y negro de humo, un material parecido al hollín 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, e incluyó 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 alrededor del 25 por ciento de los componentes de un neumático están hechos de caucho sintético, que es un plástico.
Bajo la exposición a la luz solar, el 6PPD se convierte en 6PPD-quinona, llamada dicetona, o una molécula formada por dos grupos cetonas. Una fuente importante de estas moléculas de dicetona son los propios neumáticos. Y no son sólo los microplásticos los que resultan del desgaste de los neumáticos. Estas moléculas también pueden liberarse a la atmósfera a partir de neumáticos abandonados en vertederos y expuestos a elementos como la lluvia.
“No se puede poner un filtro en el medio ambiente como se puede poner un filtro en la secadora de casa para atrapar estas fibras”, dijo Vlachos, quien también dirige el Instituto de Energía de Delaware.
Mientras que otros en el campo han intentado descomponer el material de los neumáticos usando altas temperaturas, mediante un proceso conocido como pirólisis, el 6PPD es rebelde y las moléculas de dicetona permanecen en el aceite que queda. 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. Se trata de colocar trozos de neumático de tamaño milimétrico, o de caucho desmenuzado, en un reactor de microondas clásico, calentar el material y utilizar un disolvente químico para separar rápidamente el 6PPD de las demás moléculas presentes.
Una vez eliminadas 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 reemplazos para los neumáticos en general. Esto permitirá utilizar el material de neumáticos reciclado en aplicaciones prácticas, como campos de fútbol, parques infantiles o asfalto para carreteras, sin ningún problema. El caucho granulado también se puede utilizar en aromáticos, que son materiales de partida para una amplia gama de productos de consumo, o como negro de carbón, un material similar al hollín que contiene muchos pigmentos, elementos conductores/aislantes y agentes de refuerzo que se encuentran, entre otras cosas.
El equipo de investigación de la UD ha defendido el novedoso enfoque a través de la Oficina de Innovación Económica y Asociaciones de la universidad.
Según Vlachos, hasta la fecha el equipo de investigación ha probado el método a escala de laboratorio 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.
En todo el mundo, el número de neumáticos al final de su vida útil sigue aumentando, y algunos informes sugieren que es posible que sea necesario eliminar 5 mil millones de neumáticos en todo el mundo para 2030. Y 2021.
“Creo que el reciclaje real del neumático en sí es importante, por lo que existen soluciones realmente circulares que son el reciclaje”, dijo. “Tenemos que construir cosas fuera del laboratorio a una escala bastante grande y a un costo razonable. Tiene que demostrarse con instalaciones a escala piloto. No lo hemos hecho”.
Llevar 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 a una gran cantidad de personas que hablan, piensan y trabajan sobre estos temas. Las empresas emergentes y otras mentes de la industria automotriz serán clave para impulsar las soluciones hacia 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 Shaun Najmi, Pooja Bhalode, Montgomery Baker-Fells, Brandon Vance, Essone Salome, Qi Yu y Weiqing Zeng.
