Componentes de los neumaticos y negro de humo obtenido de su tratamiento por pirolisis.

Los neumáticos son estructuras  tubulares  complejas (se utilizan hasta 200  compuestos  químicos  diferentes)   compuestas   fundamentalmente  de  caucho  natural  (su  principal  componente),  cauchos sintéticos,  negro de  humo (carga de refuerzo),   agentes químicos  (azufre, óxido de zinc, Cadmio y aditivos),  aceites    minerales  y fibras  reforzantes  (hilos de acero y textiles).   Los  cauchos  sintéticos  más  utilizados  en  la  actualidad  son  estireno-butadieno (SBR),  polisoprenos  sintéticos   (IR)  y  polibutadienos  (BR).

La  matriz  de   caucho más utilizada es el copolímero estireno-butadieno  (SBR), con un 25% en  peso de estireno o una mezcla  de  caucho  natural  y  SBR.

La  combinación  de  cauchos  naturales  y  sintéticos,  se realiza  de  modo  que  los  cauchos  naturales  proporcionen  elasticidad  y  los  sintéticos,  estabilidad  térmica.  El proceso de  vulcanizado a que se someten los  neumaticos,  es un entrelazamiento  de   cadenas   de  polímeros  con  moléculas  de  azufre  a  alta presión temperatura.  En e ste proceso, el    caucho pasa  de ser  un material  termoplástico  a ser un elastómero.

El negro de humo, formado por partículas muy pequeñas de carbono, aumenta la tenacidad y la resistencia a la tracción, a la  torsión y al desgaste.

De forma general, el neumático está compuesto por diversos componentes. En la Tabla 4 se recoge la composición típica porcentual por componentes de los NFUs. La composición química elemental media de los neumáticos usados6,  se recoge en la Tabla 5.

Tabla 4.   Composición típica porcentual por componentes de un neumático fuera de  uso (European  Tyre Recyling Association, ETRA)


Componente Turismos (%) Vehículos

Pesados (%)

Función

Caucho y elastómeros

48

45

Agente  vulcanizante

Negro de humo

22

22

Refuerzos metálicos (Acero)

15

25

Formación esqueleto

Refuerzos textiles

5

0

Formación esqueleto

Óxido de Zinc

1.2

2.1

Catalizador

Azufre

1

1

Agente  vulcanizante

Aditivos y otros

Peso del neumático (kg)

6.5 – 9

55 – 80

Tabla 5.  Composición química elemental de un NFU

Elemento

% peso

C (Carbono)

70

H (Hidrogeno)

7

S (azufre)

1

N2 (Dinitrógeno )

0.5

O (Oxigeno)

4

ZnO (Oxido de Zinc)

1

Fe (Hierro)

16

Ácido esteárico

0.3

Halógenos

0.1

Ligandos cupríferos

200 mg/kg

Cd (Cadmio)

10 mg/kg

Cr (Cromo)

90 mg/kg

Ni (Niquel)

80 mg/kg

Pb (Plomo)

50 mg/kg

Un esquema del modelo de gestión utilizado en los SIG se recoge en la Figura 1.

Existe una gran producción tecnológica en los últimos años acerca de la valorización de los  Neumaticos Fuera de Uso (NFU).  En la base de datos Derwent Innovation Index, aparecen unas 130 patentes en el  período  2000-2006  sobre  diferentes  tecnologías  de  valorización  de  los  NFUs.  La producción científica es aún más abundante, existiendo más de 140 trabajos científicos  sobre procesos de tratamiento de neumáticos usados  recogidos  en el  Current Contents  Connect del ISI Web of Kowledge  de  Thompson.

Existen varios tipos de tecnologías empleadas para la recuperación y/o reciclaje de los NFUs; según  el uso que se  le vaya a da, se  emplearán una  o varias tecnologías.  Se pueden  distinguir las siguientes:

  • Tecnologías  fuera de  los  sistemas  de  reciclado  del  material:  se  puede  citar  el   denominado  Buffing (suele ser  una parte  del proceso  de recauchutado  que no incluye a los  neumáticos al final  de  su vida útil),  recanalado  y recauchutado.
  • Tratamientos  Mecánicos:  proceso  mecánico  mediante  el  cual  los  neumáticos son  comprimidos,  cortados o  fragmentados  en piezas i rregulares.  Entre ellos se encuentran fabricación   de  balas,  troceado  (ripping),  trituración  (cutting).
  • Tecnologías de reducción de tamaño: se distingue  entre el realizado   a  temperatura    ambiente,  criogénico y húmedo.
  • Tecnologías de Regeneración: desvulcanización, recuperación del caucho (reclaiming),   modificación  superficial, modificación biológica.
  • Otras tecnologías:  Pirólisis  Termólisis

EL NEGRO DE HUMO OBTENIDO POR PIROLISIS ES DE MALA CALIDAD.

Estos  resultados,   indican  que  el  negro  de  humo  pirolítico  contiene  determinados compuestos  presentes   en el neumático original, f undamentalmente  ZnO, S y volátiles.    En  función  de  la  temperatura   de  pirólisis,  estos  compuestos  pueden  reaccionar  entre  sí  y transformarse  en  otras fases  d iferentes que  afectarán a las  características físico-químicas del negro de  humo resultante.

En consecuencia, el negro de humo pirolítico es física y químicamente  diferente del original empleado en la fabricación del  neumático  y por  lo tanto,   deberá  de  ser sometido a operaciones físico-químicas  de purificación  para adaptar  la   composición   química  y  las  características   granulométricas  a  las  exigencias  del sector   de  fabricación   del neumático.

Actualmente  en  el  proceso  de  pirólisis  de  neumáticos,  para  que  la  operación  resulte rentable  es  necesario  valorar  tanto  la  corriente  gaseosa  como  la  corriente  de  aceites condensables,  aunque  el  mayor  margen  de  valorización  esté  en  el  negro  de  carbono pirolítico.

Los productos obtenidos mediante pirólisis y sus características dependen de la fuente de alimentación,  las  condiciones  experimentales  y  de  las  características  específicas   el sistema empleado   (tamaño y tipo  de reactor, eficiencia  de la transferencia de calor, tiempo de permanencia…). Se ha observado19,20  una  relación inversamente proporcional entre el tamaño  de  las  partículas  de  neumático   y  la   conversión  pirolítica,  así  como  que  la temperatura  de degradación máxima del mismo tipo de caucho bajo idénticas condiciones depende  de  la   composición   del  neumático  empleado,  o  que  las  constantes  cinéticas  dependen de la velocidad de calentamiento o de la conversión.

Los  resultados  obtenidos  a  pequeña  escala,  son  coherentes  con  datos  de  procesos  de pirólisis  realizados a escala industrial  y disponibles en la literatura.

La Tabla 9 muestra un resumen de los  resultados  más significativos  de la  composición    química de negro  de humo pirolítico  obtenido a nivel  de laboratorio  o dispositivos piloto (después de eliminar la fracción acero).

En relación a la composición del   negro de humo,  es de destacar que los  contenidos en cenizas son en todos los casos superiores al 7%, con  contenidoss    de  C comprendidos entre  82 y 86%,  variando la proporción de volátiles  en función   del tipo de  neumático  tratado.  Estos resultados, se corresponden con los valores  analíticos de  algunos  tipos  de  negro de humo pirolítico  obtenido  en varias  instalaciones españolas de  tratamiento  de NFUs.

En la Tabla 10 se recogen las composiciones químicas y poderes caloríficos de negro de humo pirolítico procedente de las plantas españolas de RMD y UNILEÓN (En la actualidad, ambas instalaciones están en fuera de uso industrial).

Se observa que los contenidos en cenizas  están  alrededor  del  14%,  con  3%  de  Azufre  y  un  3.6%  de  materiales  volátiles.

Los contenidos en C se encuentran entre 81 y 82%.

El análisis químico de las cenizas, cuyo contenido aparece en la tabla anterior, se  recoge  en  la Tabla  11, en  la que se  observa  que los  componentes  fundamentales  son el Zinc, el Azufre  y en menor proporción, el Hierro.

Fuente: http://digital.csic.es/handle/10261/17979

Por unas Merindades limpias de elementos tóxicos  ¡ NO A LA INCINERADORAS DE QUINTANA MARTIN GALINDEZ y MONEO!


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Un comentario en “Componentes de los neumaticos y negro de humo obtenido de su tratamiento por pirolisis.

  1. Buenas noches amigos como puedo obtener informacion de valor calorifico de los nuematicos por cada pieza?

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