Gestión de la valorización (material y energética)
Anuncio
I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. Gestión de la valorización (material y energética) de neumáticos fuera de uso (NFU) 1 Bao, C.1*, Basterretxea, A.2, Castresana, J. M.3, Loroño, I.4, Martín L.5 Departamento de Ingeniería Mecánica. ETSII , Universidad de la Rioja UR, Luis de Ulloa, 4, E-26004, La Rioja, Spain. 2 Departamento de Motores Térmicos, E. S. Náutica, UPV/EHU 3 Departamento de Ingeniería Química, UPV/EHU 4 Departamento de Motores Térmicos, ETSI Minas y OP, UPV/EHU 5 Departamento de Motores Térmicos, ETSI Industriales Bilbao, UPV/EHU Resumen. El presente Trabajo tiene por objetivos la optimización de la gestión de neumáticos fuera de uso (NFU) desde el estudio de los principales cambios tecnológicos derivados de la legislación, tecnología, economía e industria y de la importancia adquirida en la gestión de la valorización del reciclado y en la gestión medioambiental de la gestión de (NFU) o usados. Así, a partir de la implementación de la Directiva 2000/53/CE la gestión y valorización de los residuos procedentes de los vehículos fuera de uso toma un nuevo rumbo, al tener que ser tratados en Centros Autorizados para la Recuperación y Descontaminación (CARD). Se analiza asimismo la situación actual del sector, como fuente de suministro de materias primas a dichos CARDs y la tecnología y aplicaciones industriales existentes. Finalmente, como resultados y consclusiones se plantean una serie de vías optimas de gestión de NFU y reflexiones que se concretan en la detección actual de amenazas y oportunidades para el desarrollo e implementación de las técnicas y aplicaciones derivadas de la optima gestión de neumáticos fuera de uso (NFU). Palabras clave: Gestión neumáticos fuera de uso (NFU), industria, reciclado residuos, medioambiental. 1. Introducción Uno de los residuos que más caracterizan a las sociedades desarrolladas modernas, tan dependientes del automóvil, son los neumáticos fuera de uso. Aunque se trata de un residuo no peligroso, presenta una alta capacidad calorífica –que dificulta su extinción en caso de incendios- y no es degradable. Estas y otras características, constituyen factores que aconsejan la adopción de una norma que los regule teniendo en cuenta esas particularidades propias. Es cierto que en principio los neumáticos usados no generan ningún peligro inmediato, pero su eliminación de manera inapropiada o su producción en grandes cantidades, puede contaminar gravemente el medioambiente u ocasionar problemas a la hora de eliminarlos. No en vano, los neumáticos han sido diseñados para resistir condiciones mecánicas y meteorológicas duras -son resistentes al ozono, la luz y las bacterias- lo que les hace prácticamente indestructibles por el paso del tiempo. Su almacenamiento en el vertedero no permite recuperar ni energía ni materia. Los neumáticos enteros son flexibles y por su forma y tamaño limitan la rehabilitación del vertedero al ser difícilmente compactables, además son refugio ideal de insectos y roedores, y acumulan gases y lixiviados, frecuentes en los basureros. En la actualidad, existen cantidades muy elevadas de neumáticos depositados y almacenados en vertederos, y cada año se generan en los países desarrollados millones de * [email protected] -1- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. neumáticos fuera de uso (NFU) que requieren de enormes esfuerzos económicos y logísticos para su retirada y su almacenamiento controlados para la posterior gestión. A la vista del contenido energético y de los recursos materiales contenidos en los NFU, en las últimas décadas han ido desarrollándose aplicaciones diversas, y procesos industriales muy variados para la recuperación y reciclado de los NFU. Dentro del contexto de las aplicaciones de ingeniería para la resolución de problemas ambientales, la adecuada gestión de los neumáticos usados constituye un reto todavía no totalmente resuelto satisfactoriamente por las sociedades modernas. Existen cantidades muy elevadas de neumáticos depositados y almacenados en vertederos, y cada año se generan en los países desarrollados millones de Neumáticos Fuera de Uso (NFU) que requieren de enormes esfuerzos económicos y logísticos para su retirada controlada y su almacenamiento para su posterior gestión. Durante los últimos años, el interés por los problemas medioambientales ha ido en aumento y así es creciente la integración e implementación de un plan de gestión medioambiental dentro de la estrategia corporativa. Entre los aspectos que han impulsado la inclusión de la variable medioambiental dentro de la gestión empresarial podemos destacar entre otros: la presión legislativa, la creciente profesionalización del sector del reciclaje y su potencial estratégico como generador de valor a lo largo de todo el canal. Siguiendo este mismo esquema, la logística, como actividad multifuncional e integradora, está directamente vinculada con el medio ambiente a través de sus diversas materias como pueden ser: la correcta gestión de los procesos productivos, el ahorro de recursos y su uso más eficiente, las políticas de prevención o eliminación de ciertos materiales o incluso, la recuperación de elementos de valor. Las actividades logísticas, terminaban en el momento en que el consumidor adquiría los productos.. Considerando el marco conceptual de desarrollo sostenible, la Unión Europea ha centrado sus esfuerzos en el establecimiento de una serie de Directrices destinadas a marcar el rumbo de los países en materia de gestión medioambiental. Una de sus principales preocupaciones es la gestión de residuos y, en particular, la gestión de los residuos generados por los vehículos fuera de uso (VFUs) en forma de neumáticos fuera de uso (NFU), debido a su gran volumen y al carácter peligroso de los mismos. Es en este campo donde hemos centrado nuestro estudio, pues consideramos que, tanto desde el ámbito científico como desde el empresarial, surgen nuevas líneas de trabajo e investigación. La Ley 10/1998 de 21 de abril [2] de protección del medio ambiente en materia de residuos (desarrollada para cumplir las directrices propuestas por la UE al respecto), da prioridad a la reducción en origen, la minimización y la reutilización de los materiales, por este orden. Por otro lado, la nueva Ley de Residuos, promulga un tratamiento específico para cada residuo. El nivel de exigencia de la normativa obliga a un cambio radical en la forma de gestionar los lugares de tratamiento y almacenaje de VFUs. Estos cambios afectan a las estructuras, como a los procesos y relaciones comerciales dentro del sector. Así, el «desguace» tradicional, está destinado a desaparecer. Concretamente, el Plan Nacional de vehículos fuera de uso hace una serie de recomendaciones para mejorar el sector y la configuración de Centros Autorizados para la Recuperación y Descontaminación de VFUs (CARDs), que serán los centros especializados en la gestión de este tipo específico de residuo. Otro aspecto a considerar es la reconfiguración del sector en base los plazos contemplados por el Plan Nacional de VFUs, y a la legislación es cada vez más exigente. En relación a la reutilización y valorización, ésta ha de ser del 85 por 100 del peso del VFU (75 por 100 para los vehículos fabricados antes de 1980), aumentando esta cifra hasta un mínimo del 95 por 100 del peso del vehículo para el año 2015. El éxito en la configuración de un canal eficiente requiere una estrecha colaboración entre todos los miembros del canal, desde los responsables del diseño, proveedores de piezas, fabricación, comercialización y reciclaje de -2- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. vehículos. En consecuencia, la integración de los aspectos relativos a la logística inversa han de considerarse desde la perspectiva global del ciclo de vida total del producto. Se trata del movimiento de bienes desde el usuario final hacia otro punto, recuperando el valor de aquellos residuos o bienes que al finalizar su vida útil puedan ser reutilizados, reciclados o, en su defecto, eliminados de forma segura. Estas actividades son consideradas por empresas punteras como actividades de «valor estratégico», con potencial de crecimiento y generadores de oportunidades de negocio. La Ley 10/98 de residuos, establece en su preámbulo, la necesidad de regular la producción, posesión y gestión de residuos y menciona expresamente la posibilidad de dictar, con posterioridad a ésta, específicas sobre su producción o gestión adaptando así una norma general a las particularidades de uno, regulando las actividades de los productores, importadores y adquirentes intracomunitarios y en general las de cualquier empresario que ponga en el mercado productos generadores de residuos. Igualmente, esta misma Ley del año 1998, estableció la necesidad de elaborar planes específicos de diferentes tipos de residuos, como resultado de la integración de los diferentes planes autonómicos. En 1999, la Unión Europea adoptó la Directiva 1999/31/CE [1] relativa al vertido de residuos. Su objetivo era establecer medidas para impedir o reducir los efectos negativos del vertido de residuos. Esta Directiva se transpuso al derecho interno español a través del Real Decreto 1481/2001 [3]. Se establece que no se admitirán en ningún vertedero los neumáticos usados enteros a partir del 16 de julio de 2003, y neumáticos usados troceados a partir del 16 de julio de 2006. En el año 2000, los estados miembros adoptaron la Directiva 2000/53/CE [3], que establece medidas para prevenir los residuos procedentes de vehículos y propone el reciclado y la reutilización como formas de valorizar los vehículos y sus componentes al final de su vida útil. En ese mismo año en España, se generaban anualmente unas 250.000 toneladas de neumáticos [4] fuera de uso, de las que sólo se reciclaba el 1,5 %. El 11,1 % se destinaba a recauchutado, el 4,6%, a valorización energética, y el 82,8% acababa abandonado o depositado en vertederos. El stock histórico existente era de alrededor de cuatro millones de toneladas de NFU en vertederos y áreas que debía gestionarse. En 2001 [4] se aprobó el Plan Nacional de Neumáticos Fuera de Uso 2001-2006 [4], en el que se preveía la elaboración y aprobación de un esquema económico para asegurar la correcta gestión ambiental de los NFU. En 2005 se aprueba el Real Decreto 1619/2005 [5], sobre la gestión de neumáticos fuera de uso. Este Decreto constituye la culminación de un proceso tendente a optimizar la gestión de los NFU y atribuye la responsabilidad básica de dicha gestión a los responsables de la puesta en el mercado de los neumáticos nuevos, ya sean fabricantes, importadores o adquirientes en otro Estado de la UE. Se establecieron una serie de objetivos ecológicos de complejo cumplimiento en un contexto de libre mercado en su gestión. Esta Ley, establece también el principio de «quien contamina paga » haciendo recaer sobre el bien mismo, en el momento de su puesta en el mercado, los costos de la gestión adecuada de los residuos que genera dicho bien en la etapa de post-consumo. En este sentido, el RD 1619/2005 de 30 de diciembre [5] sobre gestión de neumáticos fuera de uso, es fruto de una aplicación de los preceptos y principios de la Ley 10/98 aplicados de forma directa a un bien de consumo generalizado en toda España, pero con unas cifras de correcta gestión hasta el año 2005, de las más bajas de los países integrantes de la OCDE, y en cualquier caso más que insuficientes para un grado de desarrollo económico como el de nuestro país. Se introduce como novedad más destacable la responsabilidad del productor de neumáticos (fabricante, importador o adquirente intracomunitario) con el residuo del mismo después de su uso, es decir, una vez agotada cualquier posibilidad de prolongar su vida útil mediante su reutilización, bien directamente o después de un proceso de recauchutado consistente en sustituir la banda de rodadura gastada por una nueva. Esta responsabilidad no debe ejercerse de forma -3- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. aleatoria, sino siguiendo el principio de jerarquía de gestión que prioriza el reciclado frente a la valorización energética y a ambas sobre el vertido. Si bien esta última alternativa resulta en la práctica casi imposible de adoptar, por la prohibición, con excepciones, introducida con la promulgación del Real Decreto 1481/2001 que regula las actividades de vertido de residuos. Esta responsabilidad de los productores de neumáticos fijada por el Real Decreto y se limita al número de toneladas que cada año ponen por primera vez en el mercado de reposición, es decir, la primera vez que se produce una enajenación del neumático en España, sea de fabricación nacional, importado o adquirido en otro país de la UE. Más concretamente, todo neumático adquirido por un consumidor en España, sea cual sea el canal de distribución por el cual ha sido adquirido: especialistas, talleres de recambio, grandes superficies, autocentros, Internet, etc, debe ser declarado por la empresa que lo vende por primera vez, quedando obligada, además, a gestionar anualmente por su cuenta una cantidad de NFU equivalente. Queda relevado de esta responsabilidad, por tanto, cualquier distribuidor que revende el neumático ya puesto por primera vez en el mercado. Con la legislación, los principales fabricantes e importadores de neumáticos en España promueven y ponen en marcha un sistema integrado de gestión en un contexto definido por los siguientes parámetros: • Mercado desestructurado: la recogida se hace en aquellos lugares en los que resulta rentable para el recogedor y pocos recogedores tienen acuerdos con valorizadores finales. • Déficit de instalaciones de valorización: La baja estructuración del mercado influye de forma considerable en el desarrollo de infraestructuras de valorización. La salida de gestión más utilizada en estos casos es el vertido o la acumulación en condiciones poco seguras. • Baja demanda de materiales reciclados: Otro factor determinante para el desarrollo de las infraestructuras de valorización es la demanda de materiales reciclados, que hasta el año 2005 representaba en España tan sólo un 13,5% de las salidas de valorización material. • Políticas de gestión poco definidas: Las políticas de gestión y planificación llevadas a cabo para el NFU hasta la aprobación de RD 1619/2005 han sido escasas y poco coordinadas, sin estar perfectamente identificado el responsable de la correcta gestión. Políticas de gestión: Con algunas excepciones, la tónica general en las comunidades autónomas ha sido la no instrumentación de políticas de gestión particulares para este tipo de residuo. Las deficitarias cifras de gestión mostradas hasta el año 2006, más que insuficientes para un grado de desarrollo económico como el de nuestro país, han sido, en términos generales, debidas a la ausencia de iniciativas viables, técnica y económicamente, pero también, a la falta de actuaciones administrativas que anticipasen solución a la anunciada prohibición del vertido de NFU desde el 16 de julio de 2006, todo ello unido a la aplicación por parte de los titulares de los vertederos de tasas de vertido para los NFU bajas o inexistentes, resultando por tanto un marco muy poco favorable para el desarrollo de cualquier tipo de infraestructura de reciclado o valorización. Sistemas Integrados de Gestión: Uno de los instrumentos más eficaces para llevar a cabo la gestión de los residuos es la constitución de sistemas integrados de gestión. En el caso del NFU, esta fórmula permite a los productores cumplir con sus obligaciones al mismo tiempo que ayudar a estructurar el mercado del residuo, profesionalizando el sector, optimizando la logística y desarrollando los muchos y variados mercados potenciales del reciclado y otros tipos de valorización de un residuo con materiales muy valiosos. Además, la obligación del productor de garantizar la recogida del residuo en todos y cada uno de los puntos de generación del territorio nacional, permite y motiva la agrupación mayoritaria de productores, quienes se benefician de las sinergias derivadas del trabajo en común y de las economías de escala. Para las administraciones autonómicas, con competencias en materia de gestión de residuos, los sistemas integrados constituidos por los productores se han convertido en unos instrumentos ideales para garantizar, por un lado, la correcta gestión de -4- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. los residuos y por otro, para asegurar un óptimo nivel de información a las mismas, a diferencia de la situación previa en la que resulta muy complejo el seguimiento pormenorizado de los movimientos de los residuos, de los que se pierde en muchos casos la trazabilidad cuando abandonan los límites de la propia comunidad autónoma en la que se generan. Los sistemas basados en la responsabilidad del productor también suponen la posibilidad de establecer una correspondencia entre lo que se pone en el mercado y lo que en definitiva se gestiona. La ausencia de esta correspondencia, ha venido provocando en el pasado un desconocimiento muy importante de las cifras reales de gestión y, por tanto, la pérdida de una información muy valiosa para la planificación de actividades relacionadas con los residuos. Un aspecto importante es la minimización del impacto económico que la correcta gestión de todo el residuo generado pueda causar al consumidor. Por este motivo se regula expresamente que los sistemas de gestión basados en la responsabilidad del productor, y más concretamente de sus entidades gestoras, tengan un carácter no lucrativo y asuman los desequilibrios territoriales existentes, incluso dentro de un mismo ámbito geopolítico, provocados por la nula rentabilidad de su gestión en zonas con densidades de población bajas, de difícil acceso o sencillamente por causas derivadas de la insularidad de los lugares de generación. Resulta destacable del marco de la declaración de compromiso de las administraciones públicas con el consumo de productos y materiales elaborados a partir de la transformación de los residuos. Esta mención, incluida en la Disposición adicional segunda del R. D., es un paso para la aplicación de criterios ecológicos en las compras públicas, o el “green public procurement” promovido por la Unión Europea. Actualmente, la transmisión de los costes de gestión al consumidor y por tanto la información al mismo de su repercusión sobre el coste total del producto es una práctica extendida pero no generalizada en Europa, ni mucho menos homogénea, pues se basa en el criterio comercial de cada distribuidor, aplicándose a través de la propia factura de venta como un concepto más de los que la componen habitualmente.. Así, queda completamente cerrado el círculo y garantizada la financiación de la gestión: El vendedor del neumático está obligado a informar al consumidor del precio que tiene la gestión del residuo en que se convertirá el producto objeto de enajenación, de modo que el usuario conozca las repercusiones medioambientales del bien que está adquiriendo. En definitiva, el marco legal reúne los condicionantes mínimos necesarios para la evolución del panorama de la gestión de los NFU en España, hacia escenarios medioambientales más compatibles con criterios de un desarrollo sostenible, y en los que la implicación del productor es, en estos días y en estas latitudes, totalmente imprescindible. El Plan Nacional de Neumáticos Fuera de Uso, prevé la adopción de procedimientos de reciclado y valorización ecológicos. Según este plan, los productores, los fabricantes y los importadores de neumáticos tienen la obligación de gestionar los neumáticos fuera de uso, de manera que se garantice un tratamiento medioambiental correcto. Según datos de 2007, en España se generan un total de 230.000 toneladas de neumáticos que deben gestionarse correctamente. Se han definido las estrategias que se llevarán a cabo para valorizar los residuos generados por NFU, según las cuales el 20% de esta cantidad se destinará a la reutilización. Serán 46.000 Ton para recauchutado y para segundo uso. El 35% se empleará para valorización material, unas 80.000 Ton que deberán utilizarse para asfaltos, pistas deportivas y obra civil. Para mezclas bituminosas se debe conseguir un polvo de menos de 500 micras, lo cual es caro y difícil. En obra civil se puede aprovechar el NFU en taludes. El 45% restante, se dedicará a la valorización energética. Se estiman unas 105.000 T para cementeras y acerías de arco eléctrico. Según las estimaciones más recientes, compartidas por los distintos sectores implicados y por las administraciones públicas, se generan anualmente en España alrededor de 303.000 toneladas de NFU de todas las categorías, incluidos los neumáticos de más de 1.400 mm. Si, por una parte, descontamos las 40.000 -5- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. toneladas de NFU que se generan anualmente en los Centros Autorizados de Descontaminación de Vehículos CARD cuya responsabilidad corresponde al productor del vehículo en virtud del RD 1383/2002 de 20 de diciembre sobre gestión de Vehículos Fuera de Uso y, si descontamos las 38.000 toneladas de neumáticos usados reemplazados por recauchutados, en su inmensa mayoría de vehículos industriales, podemos concluir que cada año se ponen por primera vez en el mercado un número de neumáticos equivalente a 225.000 toneladas de residuos. A falta de otros datos, esta cifra se convierte, por deducción, en la referencia sobre la que fijar la cuota de responsabilidad de cada productor de neumáticos en España. Respecto a la gestión de los residuos, se percibe un incremento progresivo de la cifra del reciclado en España que, aunque se estimaba en un 20% a finales de 2007, está aún lejos de las cifras de los países de nuestro entorno. Modelo de gestión: La Rueda del Reciclaje: Para garantizar que el proceso de reciclaje que se lleva a cabo es el correcto desde un punto de vista ambiental, se gestiona desde la recogida gratuita de los neumáticos usados en todos los puntos de generación, hasta la entrega de los mismos a las empresas valorizadoras, quienes certifican su total valorización. Así es necesario que intervengan diferentes gestores que garantizan que los neumáticos usados están siendo tratados de forma medioambientalmente correcta. • Centros de Recogida y Clasificación (CRC): Las actividades de gestión de NFU comienzan por la recogida en todos los puntos de generación del territorio nacional por parte de los recogedores seleccionados. Los Centros de Recogida y Clasificación (CRC) llevan a cabo una clasificación de los mismos, separando para su reutilización aquellos que tienen un potencial de uso, bien directamente o después de un proceso de recauchutado y aquellos otros neumáticos que han llegado al final de su vida útil, recibir el tratamiento más adecuado desde el punto de vista medioambiente. Estas actividades de CRC están sometidas en unos casos a comunicación y en otros a autorización administrativa por el órgano competente de la comunidad autónoma. • Centros de Almacenaje y Preparación (CAP): Son instalaciones en las que se agrupan los neumáticos fuera de uso procedentes de varios centros de recogida, con el fin de llevar a cabo un tratamiento previo de los mismos que consiste, generalmente, en una trituración adecuada para el tipo de valorización final al que vayan destinados. Son centros para proceso industrial de NFU y almacenarlos en condiciones marcadas por legislación. • Valorizadores: Se consideran valorizadores las empresas en cuyo proceso de producción se utilizan NFU, con objeto de aprovechar los recursos materiales o energéticos que éstos contienen. Se lleva a cabo los procesos de valorización a través de acuerdos concretos con empresas que utilizan neumáticos fuera de uso: para la producción de granza o polvo de caucho o aplicando directamente el neumático triturado en proyectos de geotecnia o en acerías de arco eléctrico, y como combustible alternativo en cementeras u otras industrias. -6- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. Figura 1. Rueda de reciclaje de NFU. Entre las aplicaciones industriales de NFU caben citarse[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]: • Los Neumáticos renovados: considerados como "los únicos neumáticos ecológicos"- Los componentes de la goma sintética en un neumático nuevo de turismo contienen 26-30 litros de petróleo. Para reciclar ese mismo neumático sólo se gastan 7-12 litros. Además, la carcasa, donde se agrupa gran parte del gasto energético, es utilizada por segunda vez para Superficies para campos de juego. • Planchas de seguridad: Losetas: El NFU, después de su correcto tratamiento es usado como losetas de seguridad en parques infantiles, geriátricos, piscinas. Asfalto: La creación de asfalto con base de goma de neumático es uno de los hitos del reciclaje, al conseguir que minúsculas partículas de goma se mezclen para dar mejores propiedades, entre las que destaca, la disminución de la sonoridad. Aislante para viviendas y bloques • Mezclas de caucho: El caucho regenerado, utilizado en un porcentaje permite la creación de gomas de cualquier tipo de formulación. Como aditivo para el asfalto [6] en las carreteras, dando lugar a un aglomerado con valores excelentes de agarre de rodadura, y menores niveles de sonoridad; como relleno para los suelos de parques infantiles, al objeto de configurar un revestimiento de alto poder de absorción de impactos, y para minimizar los riesgos de accidentes por caídas y/o rozaduras; como materia prima para aplicaciones de pirólisis [11], de producir alquitranes, aceites, carbón activado, etc; como materia prima en la fabricación de materiales energéticos, en explosivos civiles, para la minería, canteras, y voladuras en carreteras y otras obras públicas; una fuente de carbono para materiales energéticos para la aplicación industrial como Explosivos [7,8]. Tabla 1. Ciclo Vida NFU • -7- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. 2. Desarrollo del Trabajo. Objetivo: El Objetivo de este trabajo es informar sobre las posibles vías para valorizar de forma económica, Industrial y energética el caucho y los neumáticos fuera de uso. En este documento se analiza el estado del arte de las tecnologías y aplicaciones para la recuperación, el reciclaje y la valorización industrial de los neumáticos fuera de uso NFU, siguiendo la el Ciclo de Vida de estos neumáticos usados. Revisión Bibliografica: En la revisión bibliográfica sobre el tema, se han encontrado 150 artículos en la aplicación “Current Content Connect”, de la Base de Datos de la ISI Web of Kowledge de THOMSON, utilizando las sentencias de búsqueda: (tyre* OR tire*) AND recycl* , entre los años 2000 y 2008. Destacan como grupos principales de investigación el Instituto Tecnológico de la India, el CSIC, la Universidad de Leeds y la Universidad del País Vasco UPV/EHU y la Universidad de la Rioja. En lo que se refiere a patentes de invención, la búsqueda ha concluido a 150 patentes de métodos de reciclaje para neumáticos usados, identificadas en la aplicación Derwent Innovation Index de la base de datos ISI Web of Knowledge de THOMSON. La sentencia de búsqueda utilizada fue tire* OR tyre* AND recycling AND method y se limitó al periodo 2000-2008. Los valiosos materiales del neumático: Los tres componentes fundamentales del neumático son el caucho, el acero y el textil, aunque el porcentaje de cada uno de ellos depende del tipo de neumático. Los rangos entre los que se encuentra cada uno son los siguientes: El principal componente del neumático es el caucho, que presenta grandes posibilidades de reciclaje. Pero para poder utilizar el caucho de los neumáticos en la fabricación de nuevos productos, es imprescindible someter a los neumáticos fuera de uso a un complejo sistema de reciclado. Figura 2. Componentes fundamentales del neumático son el caucho, el acero y el textil. En este proceso se obtiene un granulado de caucho, libre de impurezas y de restos de otros materiales, que será utilizado como materia prima reciclada para múltiples aplicaciones. Figura 3. Materiales obtenidos de NFU. Existen varios tipos de tecnologías empleadas para la recuperación y/o reciclaje de los NFUs: 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 irregulares. 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 -8- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. Para valorizar los NFU se privilegiaran los procedimientos que permiten reciclar directamente los materiales y usar con moderación los recursos naturales. En todos estos casos, se debe separar previamente la parte de acero del NFU, para lo cual se requiere una molienda muy fina, así como el transporte posterior de los alambres de acero en forma de paquetes prensados y/u otras formas de aglomeración. Estas operaciones adicionales empeoran el resultado ambiental del reciclado de los NFU, desde el punto de vista ambiental. Se pueden citar: • Valorización material: enteros, troceados, molidos, los neumáticos pueden ser utilizados y valorizados en diversas aplicaciones en arrecifes de los neumáticos enteros, como aislante térmico y acústico de los neumáticos triturados, o las aplicaciones en materiales bituminosos; el polvo de neumáticos usados, en la red vial a través de betunes modificados, puede seguir otras posibles vías: · Vía húmeda, mediante la cual se fabrica un ligante betún-caucho de neumático reciclado; · Vía seca, el triturado de neumático usado se emplea como substituto de una fracción de los áridos utilizados para la fabricación del asfalto; · Vía mixta, todavía en estudio, unifica las dos vías citadas. • Valorización energética: los neumáticos se pueden utilizar enteros o triturados como combustible de substitución en las cementeras, siempre que se respeten las disposiciones para la protección ambiental y en incineración, calderas industriales, centrales térmicas. • Recauchutado, si los neumáticos están todavía en buen estado, pueden revestirse de una nueva superficie de rodadura. • Reciclaje directo de materiales, valorizando los productos resultantes de la preparación de neumáticos fuera de uso: · El negro de carbono, utilizado en caucho, pinturas, y en la fabricación de carbono activo; · El polvo de neumático, utilizado neumáticos nuevos, en adhesivos a base de látex, y revestimientos “silenciosos”; · Granulado de neumático, con posibles utilizaciones en la construcción ferroviaria, también para reducir emisiones sonoras. Las tecnologías y aplicaciones que permiten valorizar material y energéticamente el caucho y los neumáticos usados, son numerosas. No es necesario ceñirse a una única y lo más ventajoso es utilizar varias de ellas para reducir lo más posible las grandes cantidades de neumáticos que se producen y que en estas últimas décadas se han ido acumulando. La valorización energética es una de las posibilidades que actualmente se manejan para eliminar o reducir la cantidad de neumáticos usados y al mismo tiempo limitar el consumo de combustibles fósiles. Los neumáticos usados triturados, se emplearían como combustible alternativo, por ejemplo en los hornos de cementeras, mejorando la competitividad de éstas ya que los neumáticos usados son menos costosos que el fuel. Para la conservación de los recursos energéticos no renovables es imprescindible la búsqueda de nuevas fuentes energéticas alternativas que por sus características puedan sustituir a las primeras, reduciendo de forma importante su consumo. Sin olvidar los principios de jerarquía establecidos en la Ley 10/1998, de 21 de abril, de residuos, los neumáticos usados son, por su alto poder calorífico, una excelente fuente energética muy apreciada por empresas industriales que basan su actividad en un alto consumo de energía, como es el caso de las empresas cementeras. Sin embargo existe una tendencia (más desarrollada en Europa) hacia el empleo del caucho molido en instalaciones deportivas, (se está diversificando en otras construcciones de ingeniería civil) y en mezclas bituminosas (principalmente en carreteras). La pirólisis presenta más reticencias en su comercialización debido al coste de la instalación necesaria. Una salida interesante podría ser el empleo de industrias mixtas formadas por cementera (u otro proceso) y pirólisis, de esta manera se ahorrarían costes, empleando los aceites pirolíticos como combustible (de elevado poder calorífico) y el negro de carbono para fabricación de elementos que no requieran elevadas características técnicas. -9- I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. El Trabajo que viene desarrollando por Bao et al en la UPV/EHU y en la Universidad de la Rioja [1) es la reutilización de los Neumáticos Fuera de Uso, fragmentados con trituración gruesa y sin separación de textiles, acero y polímeros en las acerías eléctricas para la fusión en los HEA (Hornos Eléctricos de Arco) junto con la chatarra metálica, para obtener acero líquido, siendo el acero carga de chatarra y las fibras y el contenido polimérico recarburantes y aportes energéticos indirectos para la fusión en el HEA y conformante de la escoria espumosa. Según la Norma Europea EN14243 (“End-of-life-tyre-Recycling-Materials”) [16], las propiedades físicas y químicas proporcionan un indicador de las aplicaciones para las cuales los materiales son más apropiados. Estas propiedades son el punto de partida para el desarrollo de las especificaciones para aplicaciones y productos. Tabla 2. NFU Tecnologías del reciclaje - 10 - I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. - 11 - I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. Tabla 3. NRU Generación y reciclado Categorías y Kg de NFU Tabla 4. Tecnologías de NFU 3. Resultados y conclusiones La reutilización del acero presenta ventajas ambientales apreciables, ya que el acero obtenido a partir de alambres de NFU tiene excelentes características en cuanto a contenido de P, S, Al, y otros elementos residuales. Por ello, las posibles actividades del Proyecto Investigador se centran en la trituración de los NFU hasta medidas menos finas que las requeridas por la industria cementera. Esta menor exigencia en cuanto a trituración, puede permitir sin embargo la utilización en las acerías eléctricas para la fusión en los HEA (Hornos Eléctricos de Arco) junto con la chatarra metálica, para obtener acero líquido, actuando el contenido polimérico como recarburante y como aporte energético indirecto para la fusión en el HEA. La fusión y disolución reactiva de estos trozos de NFU, constituye una fase a optimizar teniendo en cuenta consideraciones de flujo real sólido-líquido en los reactores de alta temperatura que constituyen los HEA. Asimismo, el NFU adecuadamente molido, y sin separación previa de las fibras textiles ni de los alambres metálicos, puede ser utilizado para la fase de escoria espumosa (“foamy slag”) de la producción de acero en HEA. Para ello, han de solucionarse cuestiones de Ingeniería ligadas a la reactividad de la parte polimérica y textil de los NFU, y a la metodología adecuada para insuflar el NFU molido al interior de la fase líquida. - 12 - I Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Castellón, 23-24 de julio de 2008. La capacidad calorífica de la parte polimérica de los NFU, constituidos por caucho natural y polibutadienos sintéticos, les convierten en combustibles alternativos para diversas aplicaciones industriales,. No obstante, la consecución de un buen rendimiento térmico obliga a triturar los NFU hasta niveles adecuados para los dispositivos de quemado de los hornos de clinker. Por ello, son necesarias etapas previas de trituración, separación de textiles, separación de metales, y molienda final, todo lo cual eleva el coste de la operación de gestión, y reduce el balance ambiental de la utilización de los NFU ya que la energía implicada en al preparación de los mismos constituye una fracción importante de la que se obtiene por su combustión posterior en los hornos rotativos de las cementeras. La recuperación del contenido material de los NFU, constituye una línea de investigación con una mayor posibilidad de lograr un balance ambiental global favorable desde el punto de vista del ACV (Análisis del Ciclo de Vida). Por ello, las actividades del Proyecto Investigador se centran en la trituración de los NFU hasta medidas menos finas que las requeridas por la industria cementera. Esta menor exigencia en cuanto a trituración, puede permitir sin embargo la utilización en las acerías eléctricas para la fusión en los HEA (Hornos Eléctricos de Arco) junto con la chatarra metálica, para obtener acero líquido, actuando el contenido polimérico como recarburante y como aporte energético indirecto para la fusión en el HEA. La fusión y disolución reactiva de estos trozos de NFU, constituye una fase a optimizar teniendo en cuenta consideraciones de flujo real sólido-líquido en los reactores de alta temperatura que constituyen los HEA. Asimismo, el NFU adecuadamente molido, y sin separación previa de las fibras textiles ni de los alambres metálicos, puede ser utilizado para la fase de escoria espumosa (“foamy slag”) de la producción de acero en HEA. Para ello, se emplean Ingeniería ligadas a la reactividad de la parte polimérica y textil de los NFU, y a la metodología adecuada para insuflar el NFU molido al interior de la fase líquida de los HEA. 4. Referencias [1] Bao, C., Castresana, J. M., P. Landa, Gestión Ambiental de Neumáticos usados, Revista de Ingeniería Química, 327, 361-368, 1996. Bao, C., Castresana, J. M., Proyecto Master Gestión Ambiental, Open University of London, 1990. [2] UE. Directiva 1999/31/CE del Consejo de 26 de abril de 1999 relativa al vertido de residuos. Diario Oficial, 16 de julio de 1999, núm. L182, p. 0001. COMISION EUROPEA (2001): Medio ambiente 2010 España. Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. Boletín Oficial del Estado, 22 de abril de 1998, núm. 96, p. 13372. España. Real Decreto 1481/2001, de 27 de diciembre. BOE, 29 de enero de 2002, núm. 25, p. 3507. [3] UE. Directiva 2000/53/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 18 septiembre 2000 relativa a los vehículos al final de su vida útil. Diario Oficial, 21 octubre 2000, núm. L 269, p. 34. y DOCE (2001): Decisión 2001/118/CE, Comisión, de 16 enero 2001, modifica Decisión 2000/532/CE lista residuos núm. L 47, 16 febrero. [4] MMA. (2001): Plan nacional de vehículos fuera de uso (VFUs) 2000-2006, 25 septiembre. España. Resolución 8 octubre 2001, Plan Nacional NFU, 2001-2006. BOE, 30 octubre 2001, núm. 260, p. 39547. [5] España. Real Decreto 1619/2005, de 30 de diciembre, gestión de NFU. BOE, 3 de enero 2006, núm.2, p.352. [6] US 3633. Charles Goodyear. 5/06/1844. [7] Projet d’etat 10 Dec. 2003: Aide à l’execution relative à l’entreposage au traitement et à la valorisation des pneus usagés. OFEFP. Office fédéral de l’environnement, des fôrets et du paysage. Suisse. [8] ETRA (European Tyre Recycling Association), www.etra-eu.org [9] Myhre, Marvin; Mackillo P, Ducan A. Rubber Chemistry and Technology 75 (3) (2002) p. 429-474. [10] DE Marco, Isabel; Caballero, Blanca; Torres, Amelia; Laresgoiti, M.Felisa; CHOMÓN, M. Jesús; Cabrero, M. Ángel. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 77 (2002) p. 817-824. [11] Cappi, D. Marcelo. “Environmental reclamation of eroded areas as a final destination of worn out tyres”. Director: Gerd Sparovek. Thesis doctoral. Instituto Brasileiro de Informacao em Ciencia e Tecnologia, 2004. [12] The European Tyre Recycling Association. “Introduction to tyre recycling: 2006”. [13] Tomás, R. “Panorámica general sobre utilización NFU en carreteras”. Comunidad de Madrid (5 Abril 2006). [14] EUROPEAN STANDARD. End-of-life tyre-Recycling-Materials. EN 14243. Brussels: 2005. [15] Páginas web consultadas: www.signus.es; www.neuciclaje.com;, www.etra-eu.org; http://www.acicae.es; www.aclima.net;http://www.aenor.es;http://www.anfac.com;http://www.autoeco.com; ww.birg.org;http://www.cnpa.fr;http://www.dgt.es;http://www.ecoauto.com; http://www.mma.es; http://www.reciclauto.biz/informelayman; www.sigrauto.com; Agradecimientos: Al Plan Nacional de I+D+i , Proyecto DPI2007-61090, a UPV/EHU, y a UR. - 13 -
