Gestor de NFU, CAUCHO Y DERIVADOS. G.R.N.P.-CL 22/01
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Gestión de neumáticos
Origen de los NFU
Los neumáticos fuera de uso (NFU) provienen fundamentalmente de la industria automovilística. La distribución de los poseedores es la siguiente: profesionales de la carretera (65%); garajes y estaciones de servicio (19%) y distribuidores del producto(16%).
Hasta la entrada en vigor del Real Decreto 1619/2005 en el que se establece la responsabilidad de la gestión del neumático cuando se encuentra fuera de uso (NFU), una gran parte de los neumáticos eran recogidos por los servicios municipales o comarcales, o transportados directamente por los talleres a los vertederos públicos, locales o comarcales; a veces los talleres los depositaban en vertederos privados de inertes, en algunos casos incontrolados o ilegales. La publicación del citado R.D. 1619/2005 ha marcado un antes y un después en el tratamiento del residuo.
Para dar cumplimiento a la responsabilidad de los productores descrita en el citado Real Decreto, los principales fabricantes de neumáticos han creado (19 de mayo de 2005) un sistema integrado de gestión SIG (SIGNUS Ecovalor) que asegura la gestión y adecuado tratamiento de los NFU generados en España, así como la promoción de la reutilización y valorización de los mismos.
En septiembre de 2006, los principales recauchutadores, recicladores, gestores y productores de neumáticos de España crean TNU (sistema integrado de gestión Tratamiento Neumáticos Usados, S.L.) con más de 100 asociados y 6000 talleres adscritos, nacido al amparo de la Asociación Nacional de Importadores de Neumáticos, bajo la que se agrupa el 30% de los neumáticos fuera de uso de España. El TNU es una sociedad sin ánimo de lucro, que nace para dar respuesta a la responsabilidad de los focos productores de Neumáticos Fuera de Uso (NFU), gestionando de manera eficaz su reciclado.
Por otro lado, gran parte de los importadores de neumáticos constituyeron (13 de julio de 2006) un SIG (ASINME) encargado del tratamiento de neumáticos usados. Para ello gestionan la recogida gratuita de NFU en todos los puntos de generación, su clasificación posterior con el objeto de asegurar el máximo porcentaje de recuperación, su transporte a los centros de almacenamiento y preparación, donde se preparan en función de su destino final. Desde estas plantas se realiza el transporte a las empresas dedicadas a su valorización, quienes certificarán la aplicación material (la utilización de dichos neumáticos como materia prima para la fabricación de otros productos) o energética (la utilización de los NFU como fuente energética alternativa).
Volumen y distribución del residuo
Las estimaciones del volumen de NFU se hacen a partir del reparto por parque móvil de vehículos. En la Unión Europea se estima una generación anual de unos 2,5 Mt NFU, con 1 G de NFU acumulado. Según estudios realizado por SIGNUS Ecovalor y ETRA, en los 7 años siguientes a 1998 la generación de NFU en la Europa de los 15, el volumen de NFU creció un 11% (de 2522 a 2796 Kt), mientras que en España creció un 25% (de 241 a 302 Kt).
En España la distribución del parque móvil de vehículos, distribuido por Comunidades Autónomas en el 2005 se muestra en la tabla 1 En la tabla 2 se refleja la evolución de los porcentajes de NFU generados por los vehículos dados de baja en la DGT, cifras dependientes de los generados por la sustitución de neumáticos que están en circulación.
Composición media de los neumáticos
el componente que se encuentra en mayor proporción son los cauchos naturales y sintéticos; la relación entre ambos varia en función del uso que se le vaya a dar al neumático.
El negro de carbono se incorpora en proporciones variables en la fabricación de las distintas partes de los neumáticos, consiguiéndose variaciones en la rigidez, y en la resistencia a tracción y la abrasión.
Los componentes metálicos del neumático proporcionan a su carcasa rigidez, resistencia y flexibilidad; constituyen un cordaje ligero de acero de alta resistencia. Los materiales textiles habitualmente utilizados en las carcasas de los neumáticos son el nylon, rayon y el poliéster.
Durante la mezcla de materias primas para la fabricación del neumático se le añade al caucho y al negro de carbono una serie de aditivos como cargas, plastificantes, estabilizantes, agentes colorantes, acelerantes y retardantes. La misión de estos aditivos es modificar la dureza y resistencia del caucho e incrementar su resistencia a la abrasión, aceites, oxigeno, disolventes químicos y al calor.
El azufre se aporta durante el proceso de vulcanización, combinándose a temperaturas entre 120º y 160º con el caucho, lo que hace a este más resistente y elástico, contribuyendo a mejorar la durabilidad del neumático.
Entre las características propias de los neumáticos están la resistencia a la acción de los mohos, al calor, a la humedad, a la luz solar y los rayos ultravioletas, a algunos aceites y a muchos disolventes. Asimismo, no son biodegradables, ni tóxicos y retardan el desarrollo bacteriológico.
Desde el punto de vista térmico, los neumáticos, tanto de turismo como de camión, tienen prácticamente el mismo poder calorífico que el carbón (6.800 kcal/kg a 7.800 kcal/kg), y una tonelada de neumáticos equivale aproximadamente a 0,7 toneladas de fuel oil.
Propiedades físicas
Entre el 50 y el 60% de un neumático está compuesto de caucho natural o sintético. El primero presenta menor dificultad para su incorporación al betún que el segundo. La densidad de un neumático entero es de unos 0,15 t/m3.
Propiedades químicas
Los polímeros más comunes utilizados en los procesos productivos son el estireno-butadieno, poliisopreno y polibutadieno. Los NFU también contiene óxido de zinc, azufre y negro de carbono (20-30% combustión incompleta de hidrocarburos) y otros compuestos metálicos. El negro de carbono presenta un efecto antioxidante y antiozono, que en la valoración de los NFU como polvo de neumáticos en ligantes bituminosos, reduce el envejecimiento. La presencia de metales pesados es inferior al 0,1% en peso excepto para el zinc.
Propiedades mecánicas
Debido a la forma tórica y a su elasticidad los NUF son difícilmente compactables.
Procesamiento o transformación
La valorización de los neumáticos abarca tres grandes tipos de tratamientos: el recauchutado, el reciclaje y su valorización energética.
En el reciclado de los neumáticos se pueden utilizar éstos sin procesarlos o bien reducirlos de tamaño. Para la reducción de tamaño de los NFU existen distintos procesamientos que pueden ser desde totalmente mecánicos a otros que combinan tratamientos mecánicos con químicos o térmicos. Hasta la fecha sólo se ha demostrado una cierta viabilidad económica en el reciclado mecánico.
Entre los procesos mecánicos, muchos comienzan triturando los neumáticos enteros, o bien cortándolos hasta tamaños comprendidos entre 25 y 300 mm. En algunos sistemas se eliminan los cables metálicos de los talones que los ajustan a las llantas previamente al troceado; en otros, los elementos metálicos son separados magnéticamente tras el troceado. Los materiales textiles del neumático se retiran mediante equipos de aspiración. Estos procesos se realizan a temperatura ambiente.
El sistema más completo de reducción mecánica de tamaño es el granulado. En una primera fase se trocean los neumáticos hasta tamaños entre 50 y 300 mm. En una segunda fase, además de reducir el material a tamaños entre 5 y 25 mm, se separan magnéticamente los elementos metálicos. Posteriormente el material puede someterse a otros procesos de granulado o molido hasta reducirlo al tamaño deseado, clasificándose finalmente por tamaños (0-0,5 mm, 0,5-2mm, 2- 7 mm, 7-15 mm) en función de la aplicación a la que se destina. Durante la fase final se retira el material textil mediante equipos de aspiración.
Entre los procesos de reducción de tamaño que combinan los tratamientos mecánicos con los químicos o térmicos, destacan los criogénicos, En estos, tras una reducción mecánica de tamaño, el material troceado se lleva a una cámara de enfriamiento, donde se utiliza nitrógeno líquido para enfriarlo entre –80º y –120º, por debajo de la temperatura de transición vítrea. El material quebradizo procedente de la cámara es triturado mediante molinos de martillos y se separan los elementos metálicos y las fibras textiles. El material resultante es muy limpio, y puede alcanzar los 0,15 mm. Los costes de procesado con esta tecnología son lo suficientemente elevados como para que no se extienda demasiado.
Obtención del polvo de neumático
Los tamaños inferiores al mm se conocen como polvo de neumático y son los que presentan mayor interés práctico. Se obtiene por dos procedimientos: el criogénico y el mecánico o ambiental. En cualquiera de ellos es preciso separar el caucho de los otros integrantes. Con el sistema criogénico se obtienen texturas muy lisas de características vítreas y corte angular, con baja superficie específica, de modo que estas texturas no son las más adecuadas para su mezcla con el betún.
Sin embargo, la obtención del polvo por tratamiento mecánico o ambiental mediante la trituración de la banda de rodadura con cuchillas, permite obtener una textura más rugosa, con una superficie específica mayor que el sistema criogénico, ambas propiedades mejoran notablemente la compatibilidad y la interacción entre el betún y el caucho. No obstante, la trituración mecánica produce una mayor heterogeneidad dimensional, entre 2 y 7 mm, lo que perjudica la estabilidad del sistema betún-caucho. Con el fin de mejorar la compatibilidad del polvo con el betún se han introducido cambios tecnológicos en la trituración.
En resumen, el procedimiento seguido para la obtención del polvo del neumático tiene importancia en la interacción con el betún por lo que el control de variables de fabricación como la temperatura, el tiempo y la energía de cizalla inciden en la posterior obtención del betún-caucho.
Propiedades del material procesado
El material procedente del troceado de neumáticos es plano, de forma irregular y puede, o no, contener trozos metálicos procedentes de las bandas de acero de la carcasa. El tamaño de este material puede variar entre 300 y 25 mm. El tamaño medio depende de la criba que se ponga. La densidad obtenida con este material sin compactar es variable en función del tamaño de los trozos, habiéndose obtenido valores entre 390 y 535 kg/m3. La densidad media para rellenos con este material compactado varia entre 630 y 840 kg/m3.
Para el material más grueso procedente del granulado, con tamaño entre 76 y 13 mm, se han obtenido densidades sin compactar entre 320 y 490 kg/m3, y densidades entre 570 y 730 kg/m3 para el material compactado.
El polvo de neumático utilizado habitualmente en las mezclas asfálticas en caliente tiene el 100% de sus partículas de tamaño inferior a 2 mm. La mayor parte de las partículas del material utilizado en el “proceso húmedo” tiene tamaños comprendidos entre 0-0,830 mm. El peso específico del polvo de caucho es aproximadamente de 1,15 y el producto debe estar libre de material textil, metálico y otros contaminantes.
Propiedades químicas
Las principales componentes del material procesado son: caucho –natural y sintético -, negro de carbono, azufre, oxido de zinc y aditivos. En condiciones ambientales normales los fragmentos de neumático no son reactivos.
El polvo de neumático de menor tamaño requiere menos tiempo de reacción o “digestión” y también menos temperatura de mezcla. Las partículas más gruesas son más baratas de obtener pero requieren mayor tiempo y temperatura de digestión. Propiedades
Propiedades mecánicas
pesar de que la resistencia al corte de los trozos de neumáticos depende del tamaño y forma de las partículas, se han obtenido valores del ángulo de fricción interna comprendidos entre 19º y 26º, y valores de cohesión entre 4,3 kPa y 11,5 kPa. Los ensayos de compresibilidad han dado como resultado módulos de elasticidad entre 770 y 1200 kPa. La permeabilidad depende del índice de poros pero es comparable a la de una grava limpia (1,5-15 cm/s).
Otras propiedades
Los neumáticos tienen un poder calorífico elevado, comprendido entre 28 - 35MJ/kg. Una tonelada de neumáticos equivale aproximadamente a 0,7 t de fuel-oil.
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