Reciclaje de llantas utilizadas como cargas en impermeabilizantes.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
Seminario de Ciencia y Tecnología de la Industria de los
Polímeros con Opción a Titulación
TESINA:
“RECICLAJE DE LLANTAS UTILIZADAS COMO CARGAS EN
IMPERMEABILIZANTES”
Para obtener el título de
Ingeniero Químico Industrial
Presentan:
Edgar Rubén Báez Ríos
Isaac Serrano Romero
José Eduardo Arroyo Monares
Asesor: M. en C. Sergio Hernández Garrido
Ciudad de México, Diciembre 2018
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a todas las personas que, durante nuestra formación profesional, nos
orientaron, ayudaron y que sin su ayuda este logro en nuestras vidas no podría
haberse cumplido. Por su perseverancia y amor incondicional, les agradecemos
infinitamente sus esfuerzos.
Agradezco personalmente a mi madre, por su amor infinito y su apoyo en cada
momento de mi vida, a mi hermano por ser el ejemplo tangible de la superación, a
mi hermana que es un ejemplo y estandarte de lucha y amor. A mi compañera de
vida que siempre me ha motivado y me ha hecho ser mejor cada día. A todos los
amigos, profesores y compañeros que, durante la odisea de 14 semestre fueron
aportando características y propiedades en mi formación como persona y como
profesionista. Gracias a todos y cada uno de los que forman ahora parte de mí.
Agradecemos especialmente al profesor asesor de esta tesina, por habernos
brindado su tiempo y espacio para desarrollar la experimentación de este trabajo,
que sin su apoyo, consejos y orientación no podría llevarse a cabo esta
investigación.
ÍNDICE
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I.
CAPITULO II
i
ii
GENERALIDADES
I.1. Generalidades de los impermeabilizantes.
I.2. Clasificación de los impermeabilizantes.
I.2.1.
Impermeabilizantes sintéticos.
I.2.2.
Impermeabilizantes de emulsión asfáltica.
I.2.3.
Impermeabilizantes elastoméricos y acrílicos.
I.2.4.
Impermeabilizantes nanotecnológicos.
I.3. Generalidades de llantas
I.3.1.
Definición de llanta.
I.3.2.
Composición de llantas.
I.3.3.
Elaboración de llantas.
I.4. Proceso de vulcanización.
I.4.1.
Caucho natural.
I.4.1.1. Tipos de caucho.
I.4.2.
Vulcanización.
I.4.3.
Métodos de vulcanización.
I.4.3.1. Vulcanización de neumáticos.
I.4.3.2. Vulcanización con azufre.
I.4.3.3. Vulcanización con peróxidos.
I.4.3.4. Vulcanización de policloropreno.
I.4.3.5. Vulcanización de siliconas.
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RECICLADO.
II.1. Definición de reciclado.
II.2. Técnicas de reciclado.
II.2.1.
Reciclado primario.
II.2.2.
Reciclado secundario.
II.2.3.
Reciclado terciario.
II.2.4.
Reciclado cuaternario.
II.3. Reciclaje de llantas.
II.3.1.
Regeneración.
II.3.2.
Desvulcanización.
II.3.2.1. Proceso químico.
II.3.2.2. Proceso ultrasónico.
II.3.2.3. Proceso microondas.
II.3.2.4. Proceso biológico.
II.3.3.
Pirolisis.
II.3.4
Incineración.
II.3.5.
Reciclado mecánico.
II.3.6.
Reciclado criogénico.
II.4. Degradación.
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CAPITULO III
CAPITULO IV
DESARROLLO EXPERIMENTAL.
III.1. Desarrollo experimental.
III.1.1. Desbastado.
III.1.2. Mezclado.
III.1.2.1. Montado del equipo.
III.1.2.2. Toma muestra testigo.
III.1.2.3. Pesaje de carga.
III.1.2.4. Mezclado.
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RESULTADOS.
IV.1. Grindómetro.
IV.2. Tiempo de secado.
IV.3.aAnálisis
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura I.1
Figura I.2
Figura I.3
Figura I.4
Figura II.1
Figura II.2
Figura II.3
Figura II.4
Figura III.1
Figura III.2
Figura III.3
Figura III.4
Figura III.5
Figura III.6
Figura III.7
Figura III.8
Figura III.9
Figura III.10
Figura IV.1
Figura IV.2
Figura IV.3
Figura IV.4
Figura IV.5
Emulsión asfáltica
Impermeabilizantes acrílico aplicado en azoteas de edificios
Película de impermeabilizantes acrílicos.
Obtención natural del caucho.
Pirolisis de llantas de desecho.
Diagrama de bloques de un proceso de incineración.
Esquema de una planta de reciclado de neumáticos de
desecho a temperatura ambiente.
Proceso de trituración criogénico de neumáticos usados.
Pieza de llanta cortada para ser desbastada.
Equipo montado para desbaste.
Pulverizado de llanta con impurezas.
Motoreductor.
Propela para mezclar.
Montado del equipo para mezclado.
Toma muestra testigo.
Pesaje de carga.
Mezclado.
Incorporación de la carga.
Grindómetro.
Grindómetro, material control.
Grindómetro, material con 5% de carga.
Material control aplicado en tabique.
Material con carga aplicado en tabique.
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.
Tabla 2.
Tabla 3.
Tabla 4.
Tabla 5.
Contenido energético de diferentes materiales.
Productos reutilizables de neumáticos de desecho.
Características de materiales sometidos a bajas
temperaturas.
Tabla comparativa de procedimiento a temperatura ambiente
y temperatura criogénica.
Pruebas a diferentes cantidades de carga.
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RESUMEN.
En la siguiente tesina se desarrolla una investigación para la elaboración de
impermeabilizantes con carga de llanta con la finalidad de disminuir la cantidad de
llantas que se encuentran en calles y tiraderos, así como darles un tratamiento a
estos materiales que sin duda alguna generen nuevas propiedades como
durabilidad en los impermeabilizantes y mayor protección ante agentes
ambientales. Inicialmente se comienza con la descripción de los impermeabilizantes
y de las llantas, abordando las particularidades en su elaboración, sus componentes
y propiedades que tienen como productos independientes. Posteriormente se
abordan conocimientos en cuanto a los diferentes procesos por los cuales se puede
reducir la contaminación de las llantas y se describe el proceso mediante el cual
trataremos a nuestro reciclado para ser integrado de la mejor manera a un
impermeabilizante. Además, se describirán los pasos que se llevaron a cabo para
la integración de ambos productos, así como las pruebas que se realizaron al
producto obtenido de su combinación, haciendo la comparativa entre un material
virgen y uno con la carga (pulverizado de llanta). Para finalmente presentar los
resultados alcanzados mediante esta investigación-experimentación, así como
algunas sugerencias o alternativas que pudiesen ayudar en este proceso de
reintegración de un producto fuera de uso.
i
INTRODUCCIÓN
El trabajo que a continuación se presenta ha sido elaborado con la finalidad de darle
un reusó a los materiales vulcanizados, ya que día a día el ser humano sigue
produciendo este tipo de materiales u otros materiales plásticos, pero nadie se
ocupa por darles una disposición u otro uso una vez que su vida útil ha finalizado.
Hoy en día podemos apreciar imágenes desgarradoras de cementerios de llantas
de automóviles u otros vehículos (uso industrial, construcción, entre otros). La
mayoría de las personas culpan a los plásticos por la alta contaminación que estos
generan, aunque en la vida cotidiana todos hacemos uso de dichos materiales
desde el área electrónica (celulares, Tv, artículos de limpieza personal, bebidas
entre otros), es muy importante encontrar una manera de disponer cada uno de
estos materiales ya que una vez utilizados y desechados pueden tardar
demasiados años en degradarse y esto también tomando en cuenta de que pueden
causar repercusiones en el medio ambiente.
Una llanta es un milagro de la tecnología, es una estructura de caucho que en el
proceso de vulcanización se transforma en una enorme molécula del tamaño y la
forma de una llanta, conservando todos sus enlaces químicos que le dan esas
formidables propiedades elásticas y casi indestructibles.
Desgraciadamente este proceso sólo puede darse una vez, de manera que el
caucho de una llanta no puede volverse a someter a un proceso de vulcanización,
sus enlaces químicos simplemente no pueden formarse de nuevo.
Es difícil dimensionar el daño que una sola llanta podría producirle al ambiente,
nuestra calidad de vida y la salud del planeta.
Si bien el caucho vulcanizado de una llanta por sí solo no es tóxico, la perspectiva
cambia si consideramos que en México se desechan 40 Millones de llantas al año.
ii
Son 40 Millones de estructuras, cada una de 24,000 cm³ en promedio. En total
representan más de 960,000 metros cúbicos. Es como un enorme cubo de casi 1
Km de altura, de desperdicios no biodegradables, que no se pueden reciclar de
nuevo a su forma original de llanta, que son de difícil manipulación, no pueden
compactarse en rellenos sanitarios y son de gran impacto en el paisaje.
En México sólo el 2% se recicla. El 91% termina en tiraderos clandestinos.
En el agua, facilitan la acumulación de
basura impidiendo que la misma se
oxigene, además de alterar el flujo
natural del líquido, causando enormes
daños
al
hábitat
de
especies
acuáticas y por consecuencia a todo
el ecosistema.
Por si esto fuera poco, históricamente las llantas se
han desechado y “reutilizado” como combustible
por algunas industrias. Esto es porque, por un lado,
a nadie le interesa conservar llantas; y, por otro
lado, aunque el caucho de las llantas es muy difícil
de encender, una vez que prenden sus llamas son
muy difíciles de apagar, convirtiéndolas en un
combustible barato e ideal para algunos hornos
industriales que dependen de estar encendidos las
24 horas los 365 días del año.
La quema de llantas genera contaminantes extremadamente nocivos para la salud
y gases que contribuyen al calentamiento global.
ii
Está demostrado que el humo de las llantas causa:

Cáncer.

Enfermedades mutagénicas.

Asma.

Enfermedades
bronquiales
y
pulmonares.

Estrés.

Contaminación visual, del aire y
de los mantos freáticos.
Estas son de las principales razones por las que consideramos prudente llevar a
cabo un trabajo que se enfoca en el reciclado de llanta ya que como podemos
observar referente al texto anterior, este tipo de materiales causan mucho mayor
impacto ambiental el que se puede tener una idea.
Esto nos lleva a buscar una manera de darles una segunda vida a las llantas en
desuso por medio de un reciclado mecánico, el cual fue utilizado para el estudio de
esta tesina.
ii
RECICLAJE DE LLANTAS UTILIZADAS COMO...
CAPÍTULO I GENERALIDADES
I.1 Generalidades de los impermeabilizantes.
Hace algunos años no se contaba con las tecnologías que hoy tenemos para llevar
a cabo impermeabilizaciones en lo que a construcciones (edificios casas u otros
lugares) se refiere por lo que se tenían que utilizar otro tipo de metodologías para
cumplir con la función de no permitir que el agua se filtrará por los techos u otras
partes de los edificios.
Los techos de algunos lugares como casas, haciendas entre otros utilizaban un
sistema arcaico, el cual consistía en un entrepiso constituido por viguería de
madera, loseta de barro del tipo cuarterón, todo esto fabricado a mano y una
pequeña capa de tierra compactada que aproximadamente estas capas tenían un
espesor de entre 40 y 80 cm, esto siempre en función del techo que se fuera a
proteger, mientras más grande el área, por lo regular, se hacía a mayores
dimensiones de espesor. Para concluir esto se colocaba una última capa de ladrillos
rojos y sobre esta última capa se aplicaba una solución de alumbre, con la cual
obteníamos una superficie impermeable.
Este sistema de impermeabilización fue utilizado casi durante 300 años y que solo
fue posible gracias a los avances tecnológicos que se llevaron a cabo en la
revolución industrial, cabe mencionar que esto es debido a que se descubrió el
petróleo y a través de este material se obtuvieron una cantidad muy grande de
aplicaciones.
Con la llegada de la industria petrolera en los años 20´s y el descubrimiento de
nuevos materiales petrolizados como el petróleo refinado, la gasolina refinada, el
Diesel refinado y los aceites de diferentes densidades, se utiliza una mezcla de
petróleo crudo y amoniaco mejor conocido como chapopote, el cual empezó a ser
utilizado como capa protectora sobre los nuevos techos de hormigón armado
debido a lo liso de la superficie y la posibilidad de generar una capa de hule que al
enfriarse se convierte en un hule flexible.
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Durante mucho tiempo el chapopote fue utilizado de forma directa tanto en azoteas
como en cimentaciones hasta que aparece en el mercado la lámina de cartón
asfáltico, es decir una lámina de cartón muy grueso bañada con chapopote que
hacia la función de una membrana protectora e impermeable antes del enladrillado
tradicional.
Sin embargo, con el tiempo los constructores descubren que esta lámina después
de cierto tiempo se deteriora, lo cual provocaba que se levantara el enladrillado
cada vez que aparecía una gotera o humedad provocando con ello que la
reparación se convirtiera en una verdadera obra de construcción sobre la azotea
del inmueble.
Por los años sesenta y gracias a la investigación que realizó la NASA en la carrera
espacial que intentaba llevar al hombre a la luna, se descubren un sinnúmero de
materiales nuevos que van a forzar la transformación de la industria del plástico,
logrando con ello el descubrimiento de la fibra de vidrio, material reciclado que
permite aplicaciones en diferentes campos y especialmente en el área de los
impermeabilizantes, obteniendo una malla o tela de fibra de vidrio muy fina y de
pequeño espesor, que logrará ser el principio de los impermeabilizantes de
membrana prefabricada, mejor llamada como, membrana de refuerzo de fibra de
vidrio.
Este sistema de impermeabilización logra un éxito rotundo en los años setenta y
ochenta eliminado prácticamente la utilización del famoso chapopote y cartón
asfáltico, sin embargo y debido al crecimiento de las ciudades, la contaminación
ambiental y la lluvia ácida, se descubre que el sistema de membrana con malla de
refuerzo sé intemperiza muy rápido obligando al cliente a renovar esta membrana
en promedio cada 3 años, lo que en cuestión de costos no logra amortizar la
inversión realizada, además de las consabidas molestias al tener que retirar el
material viejo.
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I.2 Clasificación de los impermeabilizantes
Dentro del mercado podemos encontrar una gran variedad de impermeabilizantes
como son asfálticos, acrílicos y los prefabricados, estos suelen tener diferentes
presentaciones siendo las dos más comunes en rollo o envasados en líquido, la
calidad por su puesto variará de acuerdo a los materiales con los que este fabricado
y la calidad de los mismos, de acuerdo a lo mencionado, las clasificaciones son las
siguientes.
I.2.1 Impermeabilizantes sintéticos
El asfalto, betún o chapopote se encuentra en estado natural en las zonas cercanas
a los yacimientos petrolíferos, pero la mayor parte del que se usa en la actualidad
se obtiene de la destilación del petróleo crudo. Con la destilación, se pueden separar
los diferentes componentes del petróleo, como lo son los gases y gasolinas,
quedando como residuo el material más pesado que es el asfalto, que en cierta
proporción se somete a refinaciones ulteriores.
El asfalto es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamente
impermeable y duradero. Es, además, bastante resistente a la mayor parte de los
ácidos, los álcalis y las sales. A temperatura ambiente es una sustancia sólida y
semisólida, que se licua fácilmente con el calor, con la adición de solventes que se
evaporan rápidamente, o por emulsificación.
Está compuesto de hidrocarburos que contienen nitrógeno, azufre y oxígeno. Se
hacen tres distintas clases de asfaltos: Asfaltos refinados directos, asfaltos refinados
al vapor y asfaltos oxidados.
Los asfaltos oxidados o soplados se obtienen de los refinados al hacerles burbujear
aire caliente a 300°C, con lo que se vuelven más plásticos, más elásticos y
resistentes, además de que se hacen menos susceptibles a la deformación por los
cambios de temperatura.
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Debido a esas características, los asfaltos oxidados resultan los más apropiados
como impermeabilizantes, los asfaltos oxidados más simples son sólidos.
Constituyen el producto de asfalto más económico para impermeabilizar. Al
calentarse, contaminan el aire, por lo que en algunas ciudades está restringido su
uso. Se funde a 120 a 140°C en un promedio de 5kg por metro cuadrado, con capas
de cartón asfáltico o fieltro de fibra de vidrio se colocan 2 o más capas de fieltro, al
final se riega en la última capa gravilla o se pinta con un acabado reflejante que
protege del intemperismo prematuro al asfalto, puede ser en color blanco, terracota
o plateado.
I.2.2 Impermeabilizantes de emulsión asfáltica
El asfalto es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamente
impermeable y duradero. Es, además, bastante resistente a la mayor parte de los
ácidos, los álcalis y las sales. El impermeabilizante de emulsión asfáltica, se
produce al agitar el asfalto caliente en agua.
El asfalto y el agua no se mezclan entre sí, pero al agitarlos fuertemente se forman
partículas de asfalto muy finas, de menos de una micra de diámetro, que flotan en
el agua y constituyen una emulsión temporal. Esta emulsión se vuelve permanente
al agregar una solución de jabón, que impide que las partículas de asfalto se unen
entre sí. Las emulsiones asfálticas tienen la ventaja de que se pueden aplicar sobre
superficies húmedas, siempre que no halla peligro de lluvia antes de que sequen
completamente, porque, en ese caso, se pueden diluir o disolver con el agua. Las
emulsiones no son contaminantes de aire y tienen la ventaja de que evitan que el
agua penetre y, al mismo tiempo, permiten que la humedad contenida dentro del
techo se evapore a través de ella, con lo que difícilmente se forman ampollas, de tal
manera que pueden ser aplicadas por personal poco especializado, sin mucho
riesgo de que queden mal.
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Figura I.1 Emulsión asfáltica.
Las emulsiones de asfalto son, en general, las más económicas después del asfalto
caliente. Sin embargo, no son recomendables para lugares sujetos a una humedad
constante, ni para climas muy fríos.
Son ideales para impermeabilizar superficies como muros enterrados o sumergidos
en el subsuelo, ductos, tuberías, cimentaciones, registros sanitarios, también se ha
utilizado en azoteas, aunque ya ha sido superado por otros sistemas.
Ventajas:
1. Fácil y rápida aplicación.
2. No requiere mano de obra calificada.
3. No requiere herramienta especial para su aplicación.
4. En superficies como cimentaciones, dalas de desplante, ofrece una muy
buena resistencia al intemperismo.
5. Económico cuando no se coloca en azoteas.
Desventajas:
1. En azoteas requiere un acabado final de pintura acrílica la cual tiene un alto
costo.
2. Cuando es combinado con telas de refuerzo, la colocación guarda aire, el
cual, con el cambio de temperatura, provoca ampollas que provocan
condensación y revientan, lo cual vulnera el impermeabilizante.
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3. La colocación "es algo sucia por su composición en emulsión asfáltica".
4. Frágil a la elongación.
I.2.3 Impermeabilizantes elastoméricos y acrílicos.
Los impermeabilizantes acrílicos son materiales elaborados a partir de polímeros
sintéticos, que poseen cualidades de elasticidad, plasticidad y adherencia notables,
comparativamente, sin embargo, son más costosos por cada milímetro de capa
aplicada que los demás sistemas de impermeabilización, son llamados también
impermeabilizantes poliméricos o elastoméricos, y básicamente están diseñados
para usarlos en impermeabilizaciones sencillas, por lo que no son sistemas muy
eficientes, frente a sistemas de impermeabilización más resistentes, que requieren
equipo y mano de obra especializada.
Sin embargo, los impermeabilizantes acrílicos tienen áreas importantes de
aplicación, como son en : Impermeabilización de muros, debido al color original del
polímero base que es translucido al secar, permite colorear e igualarlos a
prácticamente cualquier color elegido, fachadas, bardas y muros, son rápidamente
impermeabilizados con este procedimiento, la impermeabilización de casas por
parte de mano de obra no especializada, es otra aplicación, pero cuyo costo se
encarece, por el precio de la adquisición de los materiales en el mercado, por esta
razón, su aplicación se reduce a este tipo de trabajos, en los que no es necesario
un gran conocimiento previo, ni equipos especiales, su aplicación, además, no
genera humos ni vapores contaminantes, tampoco se requiere quemar gas o algún
otro combustible, en este sentido es ecológico.
Las principales características que deben exhibir los impermeabilizantes acrílicos
son: elevada elasticidad, bajo punto de formación de película, altos sólidos, y
resistencias al frote en húmedo, y a la Re emulsificación, el espesor que queda al
secar el impermeabilizante acrílico, es generalmente, sensiblemente menor al de
los prefabricados y emulsionados, y los fabricantes más importantes, no lo
recomiendan para zonas donde haya encharcamientos, y existe la versión
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aislamiento térmico, que ayuda a controlar las temperaturas extremas.
Figura. I.2 Impermeabilizante acrílico aplicado en azoteas de edificios.
Los impermeabilizantes elastoméricos son productos emulsionados, elaborados
con resinas acrílicas o acrílicas estirenadas base agua, que se aplica en forma
líquida y que, al secar completamente, forma una membrana flexible, resistente a
las condiciones ambientales e impermeable al paso del agua en losas monolíticas,
techumbres de lámina o con aislamiento térmico. La presentación de este tipo de
impermeabilizantes es en color terracota o blanco.
Figura I.3 Película de impermeabilizante acrílico.
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Estos productos tienen dos ventajas principales sobre los asfaltos: primero, son
productos elásticos, que se pueden estirar varias veces su tamaño y regresan a su
forma original; y, segundo, en general son más durables. No los hay de corta
duración, todos son de duración media o larga.
Ventajas:
1. Fácil y rápida colocación.
2. Disponibilidad de producto fibratado lo que elimina el uso de tela de
refuerzo.
3. Al aplicarlo no requiere acabado, ya que contiene color.
4. No requiere herramienta especial para su aplicación.
5. Ideal para colocación en azoteas, techumbres de láminas, y como base
protectora en fachadas.
6. Posee propiedades de aislamiento térmico.
7. Diversas calidades de resistencia y garantía.
8. Buena resistencia a la elongación.
9. Al alcance de cualquier presupuesto.
Desventajas:
1. En azoteas es frágil al punzonamiento.
2. No recomendable para superficies sujetas a tráfico.
3. No recomendable para superficies sujetas a inmersión.
I.2.4 Impermeabilizantes nanotecnológicos.
La nueva familia de impermeabilizantes que ha venido para quedarse. Son
productos realizados con una formulación que actúa a escala atómica. Vienen
pisando fuerte, y garantizan la estanqueidad de la superficie sobre la que se aplican,
manteniendo la transpirabilidad garantizada durante 10 años.
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I.3 Generalidades de llantas.
Las llantas o neumáticos, es la pieza que está en contacto con la superficie sobre
la que se desplaza y que tienen todos los vehículos, es por ello que representa una
pieza indispensable en la composición de un vehículo, sin duda alguna, sin esta
pieza o en un mal estado, un vehículo no podría desplazarse, además de ser la
pieza más vulnerable a descomponerse, debido a que siempre está en contacto con
el pavimento.
Existen diferentes tipos de llantas, y es debido a las diferentes condiciones a las
que es sometida. Por decir, las llantas de un automóvil particular, son muy diferentes
a las llantas de vehículos de carga, y muy diferentes también dependiendo a la zona
geográfica (zonas frías, húmedas, etc.) en las que se utilicen.
I.3.1. Definición de llanta.
De acuerdo con la Real Academia Española, la definición de llanta es la siguiente:
Llanta de goma: Cerco de esta materia que cubre la rueda de los coches
para suavizar el movimiento.
La Real Academia Española maneja un sinónimo de la definición utilizada en otras
regiones del mundo;
Neumático: Pieza de caucho con cámara de aire o sin ella que se monta
sobre la llanta de una rueda.
I.3.2. Composición de llantas.
Los fabricantes de automóviles definen alrededor de unos cuarenta criterios que
deben ser cumplidos por los neumáticos, desde las propiedades de frenado, manejo
y seguridad, pasando por el confort, el ruido y la resistencia de rodadura y
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principalmente la resistencia al desgaste, para todas estas variables se contemplan
tolerancias muy estrechas que deben mantenerse en la fabricación de cada
neumático durante todo el proceso de producción.
En la elaboración de neumáticos intervienen más de dos docenas de componentes
y casi una docena de diversas mezclas de gomas y cada detalle ejerce una gran
influencia en el resultado final.
Los principales componentes de una llanta son:
•
Caucho natural.
•
Caucho sintético.
•
Negro de humo.
•
Cables de acero (como refuerzo metálico).
•
Fibras textiles como el NYLON.
•
Azufre.
•
Agentes químicos.
Cabe mencionar que inicialmente la base de la composición de una llanta fueron los
cauchos (natural y sintético), el azufre y el negro de humo, que con el paso del
tiempo y los avances tecnológicos se fueron descubriendo nuevos compuestos que
ayudan a tener piezas con cualidades muy específicas, resistentes a diferentes
climas, y con desempeño mucho mejor que los que se utilizaban en un principio,
esto gracias a los aditamentos que se integran a la composición de una llanta.
En la elaboración de llantas existen factores que hacen de su elaboración un
proceso complejo.
Los puntos conflictivos en la fabricación de una llanta son:
•
La mezcla de diferentes tipos de cauchos y de aditamentos químicos.
•
La elaboración de diversos tipos de carcasas.
•
La elaboración de cable de acero de alta resistencia para el cinturón.
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•
La fabricación del anillo del talón.
•
La construcción del neumático en bruto como fase final de montaje.
•
La vulcanización en las prensas de calentamiento.
•
El exhausto control al que se someten todos los neumáticos.
I.3.3. Elaboración de llantas.
La elaboración de llantas es un proceso que involucra muchísimos pasos, ya que
cada parte de la llanta se hace por separado, (costados, rodadura, talones, cinturón
de acero y refuerzos), para posteriormente conjuntar las piezas y ser vulcanizado
en una sola pieza, a continuación, se da una breve explicación de la elaboración de
una llanta convencional:
•
Análisis de materia prima (hule natural y sintético) (estabilización y
coagulación)
•
Procesos de lavado, secado y prensado de las masas en fardo.
•
Se retrabaja en material en un molino para su mezclado homogéneo de
componentes.
•
Análisis de viscosidad de las mezclas.
•
Las mezclas gomosas pasan a un extrusionador.
•
La mezcla gomosa pasa por toberas (inyectores), proporcionando el perfil
definido para las franjas de rodadura, paredes laterales, etc.
•
Se coloca los refuerzos textiles y metálicos a las franjas.
•
Fabricación del tejido del cinturón de acero, en el cual se tuercen y se tejen
finos cables de acero que se recubre con caucho en la calandra.
•
En el tambor se deposita y se añade a mano el material confeccionado y
exactamente ajustado.
•
Los talones se empujan por ambos lados por encima de la carcasa.
•
Abombamiento (transformación de la carcasa en su forma redondeada)
•
Prensado de vulcanización (presiones altas, temperaturas entre 150 °C y
170 °C y tiempo 10 a 12 min).
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I.4. Proceso de vulcanización
La vulcanización es un proceso de curado irreversible y debe ser fuertemente
contrastado con los procesos termoplásticos que caracterizan el comportamiento de
la vasta mayoría de los polímeros modernos. Este proceso irreversible define a los
cauchos curados como materiales termoestables (no se funden con el calor) y los
quita de la categoría de los termoplásticos (como el polietileno y el polipropileno).
Es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo en presencia de azufre,
con el fin de volverlo más duro, con mayor durabilidad, de carácter impermeable y
resistente al frío. Fue descubierta accidentalmente por Charles Goodyear en 1839.
I.4.1. Caucho Natural.
El caucho natural sin curar es pegajoso, se deforma fácilmente cuando está caliente,
y es frágil cuando está frío. En este estado, es un material pobre cuando un alto
nivel de elasticidad es necesario. La razón de la deformación elástica de caucho
vulcanizado puede ser encontrada en su estructura química.
El caucho está compuesto por largas cadenas poliméricas. Estas cadenas se
pueden mover de forma independiente entre sí, lo que le permite, al material,
cambiar de forma. El entrecruzamiento introducido por la vulcanización impide que
las cadenas del polímero se muevan de forma independiente. Como resultado,
cuando se aplica un esfuerzo el caucho vulcanizado se deforma, pero al cesar el
esfuerzo, el artículo vuelve a su forma original.
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Figura I.4 Obtención natural del caucho.
La masa de caucho natural se convierte en hojas ahumadas acostilladas, que es la
forma en que se suministra normalmente el caucho natural. Para lograr esto, se
siguen las siguientes etapas:
1. El látex se diluye al 15%.
2. Se coagula con ácido fórmico
3. Se almacena de 1 a 18 horas para madurar el coagulo.
4. El coagulo se prensa haciendo pasar a través de rodillos para eliminar la
mayor parte del agua, hasta no lograr una hoja de 5mm de espesor. Los
últimos rodillos tienen ranuras que dan a la hoja el patrón característico de
líneas cruzadas.
5. Las hojas se secan con el humo proveniente de la combustión de madera
del árbol del caucho, de aquí el nombre hoja ahumada acostillada. El humo
contiene fungicidas naturales que evitan el crecimiento de moho.
Una clase superior llamada crepé pálido se elabora con un método modificado. El
látex se diluye hasta 20% y, luego, se coagula por reacciones para eliminar la
fracción que contiene el pigmento amarillo β-caroteno; otra opción es que se puede
blanquear. Siguen la coagulación con ácido fórmico y el laminado, pero se usa aire
caliente para secar en vez de humo.
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La industria hulera anteriormente dio una clasificación en la elaboración de hules
dependiendo de la forma en la que se producen y la cual se describe a continuación.
•
RSS (Ribbed-Smoked-Sheets) (bloques acanalados y ahumados).
•
ADS (Air-Dried-Sheets) (caucho secado con aire, con leves impurezas).
•
Crepe (caucho natural lavado y laminado en piel, claro u oscuro, cuya clase
especial <Thin White Crepe> es la más conocida: se fabrican chupetes de
goma para los biberones de leche utilizados en la alimentación infantil). En
el proceso de fabricación del neumático, los requisitos son inferiores.
Existen otros procesos y alrededor de 25 variedades de caucho natural. En años
recientes, el sistema de clasificación RSS ha sido reemplazado por el Standard
Malaysian Rubber, SMR (Caucho estándar de Malasia).
I.4.1.1. Tipos de caucho.
Tanto en la actualidad como en el pasado el caucho natural desempeña un papel
destacado en la fabricación de neumáticos, aunque el porcentaje de utilización de
caucho sintético en el proceso de fabricación sea más elevado. El caucho natural
se obtiene a partir de la savia de las aveas brasiliensis que crecen en plantaciones
del trópico ecuatorial, realizando hendiduras en la corteza del árbol y acumulando
en pequeños recipientes la leche de látex pegajosa que derramen. Esta leche es
estabilizada con amoniaco y se procesa en el mismo lugar o se transporta en
tanques o barriles.
Mediante la coagulación de la lechada de látex con ácido acético se acelera el
compuesto obteniendo como resultado caucho que se transforma en migajas
pegajosas transformables en gomas, estas se lavan y se laminan, posteriormente,
se acanalan para tener mayor área de contacto con lo cual se evitan que se peguen
las placas y posteriormente se secan bien con aire caliente o con humo de leña lo
que hace al caucho consistente y resistente contra microorganismos.
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Los bloques de caucho se empaquetan y se seleccionan por su color y su grado de
pureza en:
Caucho natural.
Del punto de vista químico el caucho natural es isopreno, y este tiene propiedades
de resilencia y baja histéresis. Esta es una medida de la energía que absorbe el
caucho cuando se deforma (la energía absorbida es el reciproco de la resilencia)
Es usado caucho de baja absorción de energía en las parees de neumáticos, donde
se evita el calentamiento cuando se flexionan las paredes.
Por otra parte, cuando se usó cauchos con baja absorción de energía para reducir
el rebote ayudando a la adherencia de la llanta a la carretera.
Caucho butadienestirenico.
El caucho butadienestirenico es el volumen que más se produce de todos los
cauchos, un 60%del total. Este compuesto es un copolimero aleatorio de estireno y
butadieno, cuando se elabora un copolimero en bloque, se forma el elastómero
termoplástico conocido como estireno-butadieno-estireno. Las proporciones de
estireno y butadieno varían con diferentes propósitos: el gran volumen es del caucho
de uso general que tiene 23 % estireno y 77 % de butadieno. Este es el caucho de
alta histéresis que se usa en la parte en contacto con el suelo de las llantas de los
automóviles.
Se usan mayores proporciones de estireno en grados especiales de refuerzos para
mezclas que mejoran la tenacidad y la resistencia a la abrasión; dichas mezclas
pueden tener proporciones de 50% de estireno o más, lo cual las hace mucho más
duras y resinosas.
Caucho butadiénico.
Se ve que la estructura química de este elastómero es la más simple de todos los
cauchos diénicos, el caucho tiene un grupo metilo en lugar de un átomo de
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hidrogeno. Todos los cauchos dienénicos se polimerizan a partir de monómeros
diénicos, lo cual genera un doble enlace insaturado que se mantiene en la molécula
de polímero.
El caucho butadiénico es el caucho con una resiliencia muy alta (rebote) y se
elabora por métodos de polimerización en solución que producen poca distribución
de pesos moleculares. Debido a esto, es un material bastante difícil de tratar y por
lo común se usa en mezcla.
Caucho butílico.
El caucho butílico no se elabora a partir de un monómero diénico, sino de isobuteno
que tiene solo una instauración simple, el polímero es entonces, saturado. Con el
fin de generar algunos sitios de instauración para la vulcanización, se copolimeriza
con un 0.5-3.0% de isopreno. El caucho butílico tiene propiedades opuestas a las
del butadiénico, posee muy baja resiliencia, aunque similar a la del caucho natural
a 100°C, temperatura a la cual se incrementa la movilidad de sus grupos metilo
sustituyentes.
Caucho cloroprénico.
En este caucho diénico, un átomo de cloro sustituye al hidrogeno del butadieno, los
más conocidos son los neoprenos elaborados por DuPont. El cloro contenido en la
molécula los hace auto extinguibles, lo que justifica su uso en bandas
transportadoras de minas de carbón y tienen una resiliencia moderada y alguna
resistencia a los aceites.
Caucho nitrílico.
En este caucho el hidrogeno del butadieno es remplazado por un grupo nitrilo (CN),
para dar el acrilonitrilo, el cual se copolimeriza luego con el butadieno. El caucho
nitrílico es el más resistente a los aceites de todos los productos de caucho
comercializados y se usa en sellos y partes de automóvil que funcionan en contacto
con aceites minerales. Existen diferentes grados de caucho nitrílicos y dependen de
la cantidad de nitrilo. Los nitrilos de alto contenido (35-40%) resisten más a los
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aceites, pero son los más caros, tienen mayor Tg y por eso, poseen pocas
propiedades a bajas temperaturas y son más rígidos. Los grados medios (25%) y
bajos (18%) en contenido de nitrilo se usan donde no es tan importante la resistencia
a los aceites.
Cauchos sintéticos.
Se basa en la polimerización controlada del monómero isopreno, el primer método
de obtención de este caucho fue Natsyn de la compañía Gooddyear.
Los cauchos sintéticos son productos de la industria petroquímica. Se hacen
mediante métodos químicos para monómeros. Los elastómeros sintéticos por lo
común no se suministran en gránulos, sino como balas de 100 Kg.
I.4.2. Vulcanización.
Vulcanización: Proceso químico de transformación en el cual las cadenas de
moléculas de caucho se reticulan mediante la energía de enlace del azufre, llevada
a cabo en condiciones de alta presión y temperaturas alrededor de 150 °C a 170°C.
Durante la vulcanización, los polímeros lineales paralelos cercanos constituyen
puentes de entrecruzamiento entre sí. El resultado final es que las moléculas
elásticas de caucho quedan unidas entre sí a una mayor o menor extensión. Esto
forma un caucho más estable, duro, mucho más durable, más resistente al ataque
químico y sin perder la elasticidad natural. También transforma la superficie
pegajosa del material en una superficie suave que no se adhiere al metal o a los
sustratos plásticos.
Usualmente el entrecruzamiento químico es realizado con azufre, pero existen otras
tecnologías como los sistemas basados en peróxidos.
Se suelen usar combinadamente con agentes aceleradores y retardadores. En la
vulcanización a lo largo de la molécula del caucho, hay un número de sitios que son
atractivos para los átomos de azufre. Son los llamados sitios de cura. En cada sitio
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de cura, un átomo de azufre se puede unir a sí mismo, y a partir de allí la cadena
de átomos de azufre puede crecer hasta que alcance el sitio de cura de otra
molécula. Estos puentes de azufre son usualmente de 2 a 10 átomos de largo, en
contraste con los polímeros más comunes en los que la columna vertebral de
carbonos puede ser varios miles de veces de larga.
El material vulcanizado es menos pegajoso y tiene propiedades mecánicas
superiores. Una amplia gama de productos se fabrica con caucho vulcanizado
Los principales polímeros sometidos a vulcanización son poliisopreno (caucho
natural) y caucho estireno-butadieno (SBR). La técnica y conjuntos de compuestos
de curado (paquete de cura) se ajusta específicamente para el sustrato y la
aplicación.
Los sitios de reacción (sitios de cura), son los átomos de hidrógeno alílicos. Estos
enlaces CH están al lado de enlaces doble carbono-carbono. Durante la
vulcanización, algunos de estos enlaces CH son reemplazados por cadenas de
átomos de azufre que enlazan con un sitio de cura de otra cadena de polímero.
Estos puentes contienen entre uno y ocho átomos de azufre. El número de átomos
de azufre en el entrecruzamiento influye fuertemente en las propiedades físicas del
artículo de caucho terminado.
Entrecruzamientos cortos dan a la goma mejor resistencia al calor. Enlaces
cruzados con mayor número de átomos de azufre dan a la goma buenas
propiedades dinámicas pero menor resistencia al calor. Las propiedades dinámicas
son importantes para los movimientos de flexión del artículo de caucho, por ejemplo,
el movimiento de una pared lateral de un neumático en funcionamiento. Sin buenas
propiedades de flexión estos movimientos forman rápidamente grietas y, en última
instancia, hacen que el artículo de goma se quiebre.
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I.4.3. Métodos de vulcanización.
Los primeros usos del caucho natural, recuperado en crudo del látex o aplicado
directamente, como en la impermeabilización contra agua revelaron algunas
limitaciones. Se volvían tiesos y frágiles a bajas temperaturas, y blandos y
pegajosos cuando estaban calientes. La invención de la vulcanización venció estos
problemas rápidamente y permitió muchos nuevos usos. No menos importante fue
su uso en los neumáticos de vehículos, especialmente por la invención simultanea
de la llanta neumática de Dunlop.
En la vulcanización se producen el entrecruzamiento de las cadenas de polímeros
para reducir el deslizamiento de las cadenas y con ello estabilizar la estructura
morfológica. Se usan diversos métodos químicos, incluyendo el entrelazamiento
con peróxido y el uso de óxidos metálicos para cauchos cloroprénicos, pero el
soporte principal de la industria es aun la vulcanización con azufre. Una moderna
formulación de vulcanización contiene no solamente azufre, sino también otras
sustancias químicas que controlan la velocidad y la regularidad de la reacción.
La reacción del caucho con el azufre fue descubierta independientemente por
Goodyear (1839) en Woburn, Massachusetts y por Hancok (1843) en Londres.
Esta primera mezcla de vulcanización era muy simple:
Caucho natural
Azufre
92.5%
7.5%
Tiempo de curado 5 horas a 142°C
I.4.3.1. Vulcanización de neumáticos.
La vulcanización de neumáticos utiliza alta presión y alta temperatura. Una
temperatura de vulcanización típica de un neumático es de 10 minutos a 170°C y
presiones elevadas.
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Este tipo de vulcanización utiliza el denominado moldeo por compresión en el que
el artículo de goma es forzado a adoptar la forma del molde.
Otros métodos, por ejemplo, para hacer perfiles para puertas de automóviles, usa
la vulcanización por aire caliente o vulcanización por calentamiento por microondas
(ambos son procesos continuos).
Hay varios tipos de sistemas de curado de uso común en cauchos. Entre ellos:
• Los sistemas de azufre
• Peróxidos
• Óxidos metálicos
• Acetoxisilano
• Entrecruzamiento con aminas
• Compuestos di funcionales
I.4.3.2. Vulcanización con azufre.
El azufre, por sí mismo, es un agente de vulcanización lento y no vulcaniza
poliolefinas sintéticas. Incluso con caucho natural, grandes cantidades de azufre,
así como altas temperaturas y largos períodos de calentamiento son necesarios y
se obtiene una eficiencia de entrecruzamiento insatisfactorio con propiedades de
resistencia y de envejecimiento insuficiente. Sólo con acelerantes de vulcanización
se puede lograr la calidad adecuada. La multiplicidad de los efectos de
vulcanización demandados, no se puede lograr con un compuesto universal. Son
necesarios un gran número de aditivos diversos, que comprenden el "paquete de
cura" o sistema de vulcanización.
El paquete de cura, en un compuesto de goma típico, consiste en azufre junto con
una variedad de compuestos que modifican la cinética de reticulación y estabilizan
el producto final. Estos aditivos incluyen aceleradores, activadores, como el óxido
de zinc y el ácido esteárico (para solubilizar el óxido metálico) y anti degradantes.
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Los aceleradores y activadores son catalizadores. Un nivel adicional de control se
consigue retrasando la vulcanización, con agentes inhibidores, hasta un tiempo
óptimo y con la temperatura. Los anti degradantes se utilizan para impedir la
degradación del producto vulcanizado por el calor, oxígeno y ozono.
I.4.3.3 Vulcanización con peróxidos
Los peróxidos orgánicos son utilizados en la vulcanización de varios polímeros.
Presenta la ventaja de poder producir también entrecruzamientos en polímeros que
no presentan dobles enlaces carbono-carbono por lo que son ampliamente
utilizados en los cauchos de etileno-polipropileno (EPM). Para poder realizar un
curado con azufre a los cauchos etileno-polipropileno se les adiciona un tercer
monómero con insaturación (EPDM), un dieno como por ejemplo el norboneno.
Los polímeros se entrecruzan con peróxidos en aplicaciones donde se demanda el
mejor comportamiento frente al envejecimiento a altas temperaturas con una baja
deformación remanente por compresión.
Los enlaces carbono-carbono que se forman son térmicamente más estables que
los entrecruzamientos que contienen átomos de azufre, generados por
vulcanización convencional en sistemas de vulcanización basados en azufre y
donadores de azufre. Sin embargo, el entrecruzamiento con peróxido requiere que
se preste especial atención a la selección de los ingredientes de la mezcla.
Materiales como los plastificantes, los aceites, y materiales ácidos como las sílices
y las arcillas floculadas restan valor a la eficacia del entrecruzamiento al competir
con el polímero por los radicales libres producidos por los peróxidos. Los
antioxidantes, como tales, son finalizadores del radical libre e impiden que el
peróxido se entrecruce.
Entre los peróxidos utilizados se encuentran el peróxido di(2,4-diclorobenzoilo),
peróxido de benzoilo, t-butil perbenzoato, peróxido de dicúmilo, etc.
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No es recomendable el uso de peróxidos en presencia de oxígeno, como en el caso
de la vulcanización continua en aire caliente, la razón es que el radical de
transferencia de la cadena del caucho se oxida, formándose hidroperóxidos
responsables del inicio de la degradación.
I.4.3.4. Vulcanización de policloropreno.
La vulcanización de neopreno o poli cloropreno (caucho CR) se lleva a cabo usando
óxidos metálicos (en particular MgO y ZnO, a veces PbO) en lugar de compuestos
de azufre que se utilizan actualmente con muchos cauchos naturales y sintéticos.
Además, debido a varios factores de procesamiento (principalmente quemaduras,
siendo ésta la reticulación prematura de cauchos, debido a la influencia del calor),
la elección del acelerador se rige por normas distintas a otros cauchos dieno. Los
aceleradores utilizados para el cloropreno pueden acarrear ciertos problemas.
I.4.3.5. Vulcanización de siliconas
Las siliconas de vulcanización a temperatura ambiente (RTV: Room Temperature
Vulcanizing) están constituidos de aceite reactivo del polímero base junto con
cargas minerales para fortalecimiento. Hay dos tipos de silicona de vulcanización a
temperatura ambiente:
RTV-1 (sistemas de un componente)
Las RTV-1 se endurecen debido a la acción de la humedad atmosférica, un
catalizador y Acetoxisilano. El Acetoxisilano, cuando es expuesto a condiciones de
humedad se forma ácido acético. El proceso de curación comienza en la superficie
externa y avanza hacia su núcleo. El producto está envasado en cartuchos
herméticos y puede estar en forma líquida o en pasta. Las siliconas RTV-1 tienen
una buena adherencia, elasticidad y durabilidad. La dureza Shore A puede variar
entre 18 y 60 Unidades Short. El alargamiento a la rotura puede variar desde 150
hasta 700%. Tienen una excelente resistencia al envejecimiento debido a la mayor
resistencia a la radiación UV y a la intemperie
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RTV-2 (sistemas de dos componentes)
Los elastómeros RTV-2 son productos de dos componentes que, cuando se mezcla,
cura a temperatura ambiente para dar un elastómero sólido, un gel o una espuma
flexible. Las RTV-2 se mantienen flexibles de -80 a +250°C. Se descomponen a
temperaturas superiores a 350°C dejando un depósito de sílice inerte que no es
inflamable y ni combustible. Pueden ser utilizados para el aislamiento eléctrico
debido a sus propiedades dieléctricas. Las propiedades mecánicas son
satisfactorias. Las RTV-2 se utilizan para hacer moldes flexibles, así como muchas
piezas técnicas para aplicaciones industriales y sanitarias.
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CAPITULO II RECICLADO
El reciclado es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos
o en materia prima para su posterior utilización.
El reciclado significa que todos los desechos y desperdicios que generamos se
vuelven a integrar a un ciclo natural, industrial o comercial, mediante un proceso
que permita llevarlo a cabo de manera adecuada, limpia y a bajo costo. Existen
varias formas para el procesamiento del plástico, con miras a disminuir su volumen
en los basureros y reusarlo en diversas aplicaciones.
II.1. Definición de reciclado.
De acuerdo con la Real Academia Española, la definición de reciclaje es la
siguiente:
Reciclaje: es un proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos
productos o en materia prima para su posterior utilización.
II.2. Técnicas de reciclado.
En el campo de los polímeros existen cuatro técnicas de reciclado y es dad la
clasificación en función a su grado de integración o recuperación de la materia a su
integración mencionada con anterioridad.
II.2.1. Reciclado primario.
Corresponde a todo el material plástico envejecido y el deshecho o scrap que se
genera en la elaboración de piezas plásticas, el reciclado incluye cualquier clase de
utilización siempre y cuando se utilice el mismo polímero (reciclado como material
virgen), esto puede también considerar la transferencia de plásticos a depósitos de
material residual. Este reciclado tiene una desventaja que es la degradación que
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puede generarse por la reincidencia de pasar un material por el mismo equipo, que
debido a la memoria del polímero (resiliencia) este tendría a degradarse después
de pasar ciertas veces por el mismo equipo. Otro inconveniente seria la
incompatibilidad de muchos polímeros.
Las mezclas de dos o más polímeros usualmente no forman sistemas homogéneos
y causan una disminución en las propiedades mecánicas. Por lo que se debe de
cuidar que sea el mismo compuesto al que se integra.
II.2.2. Reciclado secundario.
Corresponde a la reintegración de materiales poliméricos que después de su ruptura
o tiempo de vida, llegan a basureros en los cuales son clasificados (clasificación
numérica de comoditis) para su posterior reincorporación a nuevos productos, la
industria de los polímeros ha determinado que, en cualquier compuesto, la cantidad
de reciclado deberá de ser 20% con base a la alimentación de material virgen.
II.2.3. Reciclado terciario.
Este reciclado se enfoca en la recuperación de los monómeros constituyentes de
los polímeros a reciclar, que mediante agentes químicos ayudan a la separación de
estas moléculas, rompiendo los enlaces existentes.
Las reacciones fotoquímicas pueden originarse mediante radicales, iones o estados
excitados si se concentra la radiación con luz. Los cambios químicos pueden ser
iniciadas ya sea por excitación de la molécula o estados repulsivos.
Las reacciones químicas inician espontáneamente cuando ciertos compuestos de
peso molecular bajo son puestos en contacto con los polímeros. Comúnmente la
velocidad de la reacción química es fuertemente dependiente de la temperatura,
esto implica una combinación de los procesos térmicos y químicos.
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II.2.4. Reciclado cuaternario.
Se enfoca directamente en la combustión de los materiales poliméricos sin importar
su clasificación o disposición, debido a que todos son incinerados para la producción
de energía (véase en la Tabla 1), debido a su alto contenido energético, generando
gases como CO2, HCl, SO2, HF, Nx, que se pueden recuperar y hollín. La
incineración reduce el volumen de los deshechos poliméricos alrededor de un 75%
y las cenizas que resultan son enviadas a sitios de relleno.
Polietileno
CONTENIDO ENERGÉTICO
[BTU/LB]
19,900
Polipropileno
19,850
Poliestireno
17,800
Carbón
9,600
Papel periódico
8,000
Madera
6,700
Llanta
12,000 a 14,000
MATERIAL
Tabla 1. Contenido energético de diferentes materiales.
II.3. Reciclado de llantas.
Los procesos de reciclado para llantas fuera de uso pueden agruparse de manera
general en las siguientes categorías
•
Regeneración
•
Desvulcanización (proceso químico)
•
Pirolisis (Proceso térmico)
•
Incineración
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II.3.1. Regeneración
La regeneración es un proceso por el cual, mediante procesos mecánicos, energía
térmica y productos químicos, el caucho del neumático pasa a un estado en que
puede mezclarse procesarse y vulcanizarse nuevamente. El proceso se basa en el
principio de desvulcanización, que consiste en la rotura de los enlaces
intermoleculares de la estructura química, como los enlaces de carbono-azufre (CS) o azufre-azufre (S-S). Esto dotan a los neumáticos de durabilidad, elasticidad y
resistencia a los solventes. El caucho regenerado se utiliza para fabricar productos
que tienen demanda y usos limitados, puesto que sus propiedades mecánicas son
inferiores a las del original.
II.3.2. Desvulcanización.
La desvulcanización es un proceso químico que consta de dos pasos distintos: la
reducción del tamaño y la rotura de los enlaces químicos, que puede lograrse por
medio de cuatro procesos:
•
Proceso químico
•
Proceso ultrasónico
•
Proceso microondas
•
Proceso biológico
II.3.2.1. Proceso químico.
Proceso por batch en que las partículas de tamaño reducido (de malla 10 a malla
30) se mezclan con reactivos en un reactor a una temperatura aproximada de 180
°C y una presión de 15 bar. Una vez que finaliza la reacción, el producto se filtra y
seca para remover los componentes químicos no deseados y se envasa para su
comercialización.
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II.3.2.2. Proceso ultrasónico.
Las partículas de caucho reducidas (de malla 10 a malla 30) se cargan a una tolva
y luego se introducen a una extrusora. Esta empuja y tira mecánicamente de las
partículas de caucho. Mediante esta acción mecánica las partículas de caucho se
calientan y el caucho se ablanda. A medida que el caucho es ablandado es
transportado por el interior de la extrusora, el caucho queda expuesto a energía
ultrasónica. La combinación de calor, presión y masticación mecánica basta para
lograr distintos grados de desvulcanización.
II.3.2.3. Proceso de microondas.
En este proceso se aplica la energía térmica de forma muy rápida y uniforme sobre
el desecho de caucho. No obstante, el caucho vulcanizado que se utiliza en el
proceso de microondas debe tener una estructura suficientemente polar como para
que la desvulcanización sea viable. El único uso razonable de la desvulcanización
por microondas es en compuesto que contienen principalmente caucho polar, lo que
restringe su aplicación.
II.3.2.4. Proceso biológico.
La desvulcanización bacterial se realiza mezclando caucho finamente molido con
un medio que incluye las bacterias adecuadas en un bio-reactor a temperatura
controlada. Luego se mantiene la lechada a la temperatura y presión necesaria
durante el periodo de tratamiento. El tiempo de contacto biológico varía entre diez y
varios centenares de días. Posteriormente el material procesado se filtra para
remover los microorganismos, se seca y se vende.
Solo se dispone de información acerca de los efectos de la desvulcanizacióin sobre
el medio ambiente de los procesos químicos y ultrasónicos. En ambos casos hay
una emisión de contaminantes atmosféricos y efluentes líquidos.
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Se pueden mencionar emisiones de aproximadamente 50 compuestos orgánicos,
entre otros benceno, tolueno y heptanos. También es posible que se libere ácido
sulfhídrico y dióxido de azufre como producto de la oxidación del ácido sulfhídrico.
Por consiguiente, para el proceso se necesitan filtros que controlen las emisiones y
lavadores de gas para remover el dióxido de azufre. En lo que se refiere a los
efluentes líquidos provenientes del lavador de gas, debe tratárselos adecuadamente
antes de vértelos en una masa de agua.
II.3.3. Pirolisis.
La pirolisis es un proceso de degradación térmica que se produce en ausencia de
oxígeno o en condiciones en que la concentración de oxígeno es suficientemente
baja como para no causar combustión.
Por lo general, ese proceso produce aceite de bajo contenido energético (en
comparación con el aceite de Diesel) un gas sintético conocido como “sygas” (de
propiedades caloríficas bajas), alquitrán de negro de humo y acero. El proceso es
complejo y se cree que tiene aplicaciones limitadas para neumáticos de desecho.
Para mejorar sus características con el objeto de desarrollar nuevos productos,
puede realizarse una reducción del tamaño de las partículas a fin de mejorar la
calidad del alquitrán de pirolisis. La desintegración por resonancia da por resultado
productos de carbono superfinos a partir del alquitrán de pirolisis. Durante la
desintegración por resonancia, los gránulos de alquitrán reciben múltiples ondas de
choque de alta energía que inmediatamente producen carbono cuyas partículas
primarias tienen un diámetro promedio de 38 nanómetros en agregados y
aglomerados que van de los 100 nanómetros a los 10 micrones.
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Figura II.1 Pirolisis de llantas de desecho.
II.3.4. Incineración.
Proceso por el que se produce la combustión de los materiales orgánicos del
neumático a altas temperaturas en hornos con materiales refractarios de alta
calidad. Es un proceso costoso y además presenta el inconveniente de la diferente
velocidad de combustión de los diferentes componentes y la necesidad de
depuración de los residuos por lo que no resulta fácil de controlar y además es
contaminante. Genera calor que puede ser usado como energía, ya que se trata de
un proceso exotérmico.
Con este método, los productos contaminantes que se producen en la combustión
son muy perjudícales para la salud humana, entre ellos Monóxido de carbono,
Xileno, Hollín, Óxidos de nitrógeno, Dióxido de carbono, Óxidos de Zinc, Benceno,
Fenoles, Dióxido de azufre, Óxidos de plomo y Tolueno. Además, el hollín contiene
cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos, altamente cancerígenos.
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También tiene el peligro de que muchos de estos compuestos sean solubles en el
agua, por lo que se pasan a la cadena trófica y de ahí a los seres humanos.
Figura II.2 Diagrama de bloques de un proceso de incineración.
II.3.5. Reciclado mecánico.
Los neumáticos usados enteros pueden utilizarse para otros fines, pero la mayoría
de los procedimientos utilizan molidos para que el caucho pueda utilizarse en
distintas aplicaciones. No obstante, el molido de neumáticos es muy costoso y
consume mucha energía, además de producir polvo y ruido
Se puede triturar o moler un neumático en distintos tamaños según la aplicación
final. No obstante, a menor tamaño, mayor el costo del proceso de reducción, lo que
se debe tener en cuenta al calcular el costo final de la aplicación. Además, la
reducción a tamaño pequeño utiliza una gran cantidad de energía, desgasta el
equipo y exige controles ambientales eficientes.
En la Tabla 2, se indican las cantidades de caucho molido, acero, fibras y residuos
que pueden originarse en neumáticos de camiones y automóviles.
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Caucho molido
NEUMÁTICOS DE
CAMIÓN
70%
NEUMÁTICOS DE
AUTOMÓVIL
70%
Acero
27%
15%
Fibra
3%
15%
PRODUCTO
Tabla 2. Productos reutilizables de neumáticos de desecho.
El gráfico ilustra en forma esquemática una típica planta de reciclado de neumáticos
de desecho a temperatura ambiente, incluidos sus distintos pasos y el sistema de
control correspondiente. El proceso se denomina “a temperatura ambiente” porque
todos los pasos de reducción de tamaño se realizan a la temperatura de aire
ambiente o cercana a esta, no se aplica frío para el caucho se vuelva quebradizo.
Figura II.3 Esquema de una planta de reciclado de neumáticos de desecho a
temperatura ambiente.
En este esquema se tienen las siguientes operaciones:
a) Como primer paso los neumáticos se procesan hasta obtener astillas de 2
pulgadas (50 mm) en una trituradora preliminar.
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b) Luego las astillas de neumáticos ingresan en un granulador, que reduce las
astillas a un tamaño inferior de 3/8 de pulgada (10 mm)
c) El acero se remueve por medios magnéticos y la fibra se elimina mediante
la combinación de zarandas vibratorias y tamices de viento.
d) Luego, mediante sucesivos molidos se llega al tamaño apropiado,
generalmente de malla 10 a malla 30 (0.6 mm a 2 mm)
El molido a temperatura ambiente resulta seguro y económico si el caucho que
desea obtenerse es relativamente grueso, es decir, una malla no menor de 20 (0.8
mm) aproximadamente.
El molido a temperatura ambiente genera ruido, polvo y emisiones de SOx y NOx y
es de alto consumo energético (120 a 155 Kwh/ Tonelada métrica). Para garantizar
la salud y la seguridad de los trabajadores, el equipo debe contar con sistemas de
ventilación apropiados, protección contra incendios y cortes para casos de
emergencia. Debería ser obligatorio el uso de botas con puntera de acero, guantes,
protección acular y auditiva, así como cascos de seguridad.
También debe haber un lugar para el apropiado almacenamiento de caucho molido,
al que deberá protegerse contra la luz solar.
Estas medidas afectarán los costos asociados con el funcionamiento y
mantenimiento del sistema. En cuanto a las medidas de prevención y seguridad
para los trabajadores, primero deberían adoptarse medidas de protección colectivas
y luego las de protección personal.
II.3.6. Reciclado Criogénico.
Este proceso se denomina “criogénico” porque los neumáticos o las astillas de estos
se enfriarán a una temperatura inferior a las -80°C utilizando nitrógeno líquido. Por
debajo de esta temperatura el caucho se vuelve prácticamente tan quebradizo como
el vidrio y la reducción de tamaño puede lograrse mediante aplastamiento y molido.
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Este tipo de reducción de tamaño facilita el molido y la liberación de acero y fibra, lo
que se traduce en un producto final más limpio.
El desarrollo de molienda criogénica se ha desarrollado con la finalidad de alcanzar
tamaños de partículas ideales para una posterior pelletización y mejor incorporación
de aditivos de la formulación.
El propósito principal de la molienda criogénica es el obtener polvos con tamaño de
partícula adaptables a revestimientos, rotomoldeo, mezclas secas, soluciones de
polímeros y reciclado de trozos.
Para llevar a cabo este proceso se necesita de un compuesto refrigerante que
presenta temperaturas de ebullición inferior a 73°C.
El gas criogénico más empleado es el nitrógeno líquido, ya que este congela
inmediatamente a -78 °C, y es de gran utilidad debido a que la mayoría de los
polímeros presentan fragilidad por debajo de -78°C.
El ciclo de reciclado criogénico involucra una serie de etapas esquematizadas y
ordenadas como se ilustra en la siguiente figura.
Figura II.4 Proceso de trituración criogénico de neumáticos usados.
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El proceso criogénico consta de los siguientes pasos:
a) Como primer paso los neumáticos se procesan hasta obtener astillas de 2
pulgadas (50 mm) en una trituradora.
b) Esas astillas de 2 pulgadas (50mm) se llevan a una a temperatura inferior a
los -120°C en un túnel de enfriamiento de operación continua
c) Se quiebran las astillas en el molino de martillo, lo que produce las
partículas de tamaños muy variado.
d) Se elimina el acero y la fibra
e) Se seca el material
f) Se clasifica por tamaños determinados de partícula.
De acuerdo al tipo de material se requiere de diferentes cantidades de nitrógeno
líquido o en su caso de CO2. En la Tabla 3 se observan diferentes materiales y
tamaños de partículas.
CONSUMO
[Kg]
MATERIAL
TEMPERATURA
DE
FRAGILIZACIÓN.
[°C]
TAMAÑO DE
PARTÍCULA.
[MESH]
N2 Liq.
CO2
LDPE
2.5-3.5
0.75-1.05
-56
80
HDPE
1.0
0.3
-45
40
PP
1.2
0.36
-51
40
ABS
0.5
0.15
-65
20
PVC flexible
0.7
0.21
-45
40
PA
2.0
0.6
-73
80
PC
1.5
0.45
-101
40
PET
1.0
0.30
-60
40
HULE
0.5-1.0
-
-20,-40
100
Tabla 3. Características de materiales sometidos a bajas temperaturas.
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Además de la molienda criogénica existe la molienda en frio, la cual difiere de la
primera en que no se desarrollan temperaturas tan bajas con un menor consumo de
nitrógeno con la finalidad de aumentar la cantidad de material con partículas
uniformes a menor costo y mayor producción en comparación a temperatura
ambiente.
La diferencia del producto obtenido por molienda criogénica contra el de molienda
normal se esquematiza en la Tabla 4.
PARÁMETRO.
Temperatura de
funcionamiento.
Principio
de
reducción
de
tamaño.
Morfología de las
partículas.
Tamaño de las
partículas.
A TEMPERATURA
AMBIENTE.
CRIOGÉNICO.
Ambiente, máx. 120°C.
Menor de -80°C.
Quiebre criogénico de las
Cortado, desgarro, rotura. piezas
de
caucho
quebradizas.
Esponjosa y áspera, alta Pareja
y
lisa,
baja
superficie especifica.
superficie especifica.
Tamaño
pequeño
y
Tamaño.
homogéneo.
Solo se produce una Distribución amplia del
Distribución del
reducción limitada del tamaño de las partículas
tamaño
de
tamaño en cada paso del (menores a 0.5 mm) en un
partícula.
molido.
solo paso del proceso.
0.5 a 1 Kg de nitrógeno
Consumo
de
No aplica.
líquido
por
kg
de
Nitrógeno líquido.
neumático.
Usado para cualquier
Único proceso existente
Limitación.
polímero o mezcla de
para la micro pulverización.
polímeros.
Tabla 4. Tabla comparativa de procedimiento a temperatura ambiente y temperatura
criogénica.
En general cualquier tipo de reciclaje para las llantas usadas tiene ventajas como:
•
El material no tiene ningún costo
•
Existe una gran cantidad de material a procesar.
•
Es un negocio autofinanciable.
•
En el proceso de reciclaje se genera empleo.
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•
El producto del reciclaje en una materia que puede servir para diversas
aplicaciones, dentro de las que se destaca los usos en jardinería,
construcción, canchas deportivas etc.
•
El alambre de acero, generado del proceso (subproducto), se puede vender
a empresas fundidoras.
•
Se puede sacar provecho también de las cuerdas de nylon que están en la
llanta.
•
Disminución de la contaminación al medio ambiente generada por este tipo
de residuos.
II.4. Degradación.
La degradación o envejecimiento de los polímeros se refiere a cambios en las
propiedades del polímero, al entrar en contacto con el medio ambiente o agentes
que propicien este comportamiento. Existen diferentes maneras de considerar a la
degradación, las cuales son las siguientes:
Degradación natural: Es en la cual el polímero se somete a la influencia de
elementos naturales o bien a las consecuencias de su uso.
Degradación acelerada: consiste en someter a los polímeros a condiciones
climatológicas extremas y diferentes a las que fue diseñado, lo que repercute en su
tiempo de vida.
Degradación artificial: consiste en aplicar al material a condiciones de exposición
controlada y se realiza en equipos o cámaras que simulan un clima natural.
Degradación física: engloba a todos los fenómenos como transferencia de masa en
el cual la estructura química del polímero no es afectada.
Degradación química: consiste en exponer al polímero a determinadas condiciones
como la luz, temperatura en presencia o ausencia de oxígeno, disolventes,
diferentes tipos de radiación y diversos microorganismos.
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Degradación al azar: es un proceso en el cual la ruptura del enlace en la cadena
principal es de forma aleatoria.
Degradación de los enlaces débiles: por decir cuando existe un carbono cuaternario,
por calentamiento en condiciones de atmosfera inerte, se logra casi el 100% de
recuperación del monómero como es en el caso del poli metacrilato de metilo,
evitando la producción de agua.
Proceso de despolimerización: es un proceso inverso a la polimerización y ocurre
principalmente en macromoléculas con diferentes grupos funcionales, esta reacción
se produce en cadena y pueden ocurrir por acción de calor, luz o radiaciones
ultravioletas.
Degradación mecánica: se produce por la acción de fuerzas cortantes, vibraciones
ultrasónicas, por congelación rápida y por alta velocidad de agitación de disolvente
de una solución de polímeros.
Biodegradación: se produce por acción de enzimas, bacterias u hongos.
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CAPITULO III DESARROLLO EXPERIEMTAL
III.1. Desarrollo experimental.
Para el desarrollo de un impermeabilizante con carga de llanta pulverizada se llevó
a cabo una serie de pasos, que a continuación se describen:
•
Desbastado
•
Separación de materia prima y subproductos
•
Muestra testigo
•
Mezclado con carga
•
Pruebas calidad
III.1.1. Desbastado.
Para iniciar el proceso experimental, requerimos una muestra de llanta la cual fue
cortada previamente para poder proceder al desbastado, esta muestra fue lavada
con agua, se secó a temperatura ambiente durante 1,5 días para poder limpiar de
impurezas la muestra a tratar.
Equipo y material utilizado para realizar el desbastado:
•
Llanta de la marca Michelin para automóvil.
•
Sargento clásico
•
Balde o cubeta
•
Taladro
•
Carda
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La muestra contiene los componentes básicos conocidos de una llanta
convencional: caucho natural, caucho sintético, refuerzos textiles y metálicos, negro
de humo y aditivos que dan propiedades especificas a la llanta.
Figura III.1 Pieza de llanta cortada para ser desbastada.
Una vez cortada la llanta en partes fáciles de manejar, y darle la limpieza previa, se
procede a montar el equipo mostrado en la siguiente figura.
Figura III.2 Equipo montado para desbaste.
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Una vez colocado el equipo se procede al desbastado del material, consistiendo en
aproximar la pieza cortada de llanta a la carda que se encuentra girando, a
revoluciones bajas del taladro para no sobrecalentar la pieza y que esta comience
a degradarse.
Mediante el desbastado se obtienen tamaños de partícula de tamaño inferior al
milímetro y de tamaño variado, además de filamentos metálicos de la carda (caídos
por fricción y desgaste de la carda) y de nylon que por el desbaste se incorporan sin
ser perceptibles hasta que se acumula cierta cantidad de estos.
Figura III.3 Pulverizado de llanta con impurezas.
Una vez obtenida la materia prima, separamos la carga para la mezcla con un imán
obteniendo así las trazas de metal que están dentro de esta carga, para separarla
fibra textil de Nylon, lo hacemos de forma manual revisando varias veces si existen
trazas de este material que deban ser extraídas.
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III.1.2. Mezclado.
Para el mezclado se tomaron en cuenta los siguientes factores entre los cuales
destacan los materiales y equipos a utilizar
Equipo utilizado para la incorporación de la carga de llanta al impermeabilizante:
• Motor
• Propela para mezclar pintura.
• Recipiente para mezcla
• Impermeabilizante convencional.
• Carga de llanta pulverizada y libre de impurezas
Figura III.4 Motoreductor.
Figura III.5 Propela para mezclar.
III.1.2.1. Montado del equipo.
Para continuar con el desarrollo experimental montamos el equipo como en la figura
siguiente.
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Figura III.6 Montado del equipo para mezclado.
Previamente se procedió a un mezclado del impermeabilizante que usaremos como
una de las materias primas para la obtención del producto terminado. El tiempo de
mezclado de este impermeabilizante fue de 15 minutos.
III.1.2.2. Toma muestra testigo.
Para poder realizar la comparación de los resultados obtenidos en el proceso
experimental fue necesario obtener una muestra de 200 gramos pesada en una
balanza analítica del impermeabilizante al cual sometimos a la adición de la carga
del desbastado de llanta.
Figura III.7 Toma muestra testigo.
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III.1.2.3. Pesaje de carga.
Una vez que tenemos la muestra testigo y la muestra experimental, pesamos la
carga que vamos a adicionar para el proceso de mezclado la cual ya se encuentra
separada de impurezas
Figura III.8 Pesaje de carga.
III.1.2.4. Mezclado.
En esta parte del proceso añadimos la carga previamente pesada al recipiente
donde se encuentra el impermeabilizante que se someterá a esta adición
Previamente se realizó un teste al equipo de mezclado para verificar su
comportamiento con la muestra y las revoluciones adecuadas.
Inicialmente se optó por realizar una prueba drástica donde el fin era utilizar 20% en
peso de la carga en el impermeabilizante pesado previamente.
Por lo que la primera prueba que se realizó los pesos a considerar fueron los que
se pueden observar en la tabla;
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Prueba#1
Prueba#2
Material
Peso (gramos)
Peso (gramos)
Impermeabilizante
200
200
Carga(neumático)
40
10
Tabla 5 Pruebas a diferentes cantidades de carga.
La carga de llanta que se había pesado previamente en este caso para cada una
de las pruebas que se llevaron a cabo, como se puede observar en la imagen la
muestra de impermeabilizante se encuentra agitándose, asegurándonos de que el
material se encuentra en agitación se procede a añadir la carga de llanta,
adicionando muy lento, ya que se añade todo de golpe se podría tener una
formación de aglomerados.
En la primera prueba se pretendía añadir el 20% de carga de llanta, aunque a la
mitad de la adición de carga se pudo observar un incremento constante de la
viscosidad y también se pudo observar que la muestra se encontraba saturada ya
de carga.
Por lo que posteriormente decidimos hacer una prueba mucho menos drástica
considerando que la carga en volumen era demasiada, se consideró a través de
estos criterios, que la mejor manera de destruir e incorporar el material en dicha
muestra era considerar el 5% de carga.
Se procedió a realizar la siguiente prueba de la misma manera, aunque esta vez se
obtuvieron mejores resultados ya que logramos una total incorporación de la carga
sin importar su volumen, aunque al igual se pudo observar el incremento de
Viscosidad en el material y un cambio de tonalidad en el impermeabilizante ya que
se hizo más acromático (oscuro en este caso).
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Figura III.9 Mezclado.
Algo que pudimos observar a través de la experimentación fallida de la prueba#1,
es que se tenía a la mano un solvente dentro de laboratorio, debido a la experiencia
obtenida previamente por parte de uno de nuestros compañeros en el mundo de los
recubrimientos, se pudo hacer a analogía de que al adicionar un solvente conocido
como Butylglicol, principal diluyente en medios acuosos, la carga de neumático se
incorporaba de una mejor manera, aunque esto solo se menciona con el fin de que
se conozca qué es lo que se podría hacer adicional para una futura investigación.
Figura III.10 Incorporación de la carga.
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CAPITULO IV RESULTADOS
IV.1. Grindómetro.
También llamado grindómetro y grindómetro Hegman. Muchos tipos de materiales
sólidos deben ser molidos o molturados en finas partículas para la dispersión en
vehículos líquidos. Las propiedades físicas del resultado de dispersión, llamado
usualmente "finura", no depende solamente del tamaño de la partícula individual,
sino, que también del grado al que ha sido dispersada. El grindómetro sirve para
determinar la finura de molienda o la presencia de partículas de mayor tamaño o
aglomerados en el proceso de dispersión. No determina el tamaño y ni la distribución de las partículas., Los grindómetros se emplean para el control de producción, almacenamiento y aplicación de dispersiones en industrias como: pintura,
plásticos, pigmentos, papel, cerámica, tintas de impresión, farmacéutica, alimenticia
y muchas más. Los grindómetros se emplean para el control de producción, almacenamiento y aplicación de dispersiones en industrias como: pintura, plásticos, pigmentos, papel, cerámica, tintas de impresión, farmacéutica, alimenticia y muchas
más.
Muchos grindómetros tienen una escala en micras o mils.
1 mil = 25,4 micras
1 mil = 0,001 pulgada
1 micra = 0,001 mm ó 10-6 m
Otro
0 Hegman = 4 mils / 100 µm de tamaño de partícula
4 Hegman = 2 mils / 50 µm de tamaño de partícula
8 Hegman = 0 mils /
0 µm de tamaño de partícula
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La escala Hegman o National Standard, está abreviada en el grindómetro como
"NS". La escala Hegman va de 0 a 8, siendo el número más alto de Hegman el que
determina la partícula más pequeña.
Figura IV.1 Grindómetro.
Para nuestro procedimiento experimental se utilizó dicho grindómetro para hacer las
evaluaciones pertinentes a finura para el impermeabilizante en evaluación, tanto el
material virgen como al que le hicimos modificaciones, en este caso al cual le
añadimos material de carga
Figura IV.2 Grindómetro, material control.
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Para este caso nos encontramos evaluando el material sin carga de neumático y es
enunciado como material control, para este material obtuvimos un resultado de 18
micrómetros aproximadamente 2.3 Hg, por lo cual podemos definir que la molienda
ha sido adecuada para este material y a lo cual esperaríamos, que al material que
le adicionemos carga aumente este resultado, tomando en cuenta que cuando se
tiene un valor mayor de finura el material puede presentar problemas de
aglomeración u otros problemas específicos de los recubrimientos.
Figura IV.3 Grindómetro, material con 5% de carga.
En esta evaluación del material ya con carga de neumático adicionada, se obtiene
un valor de 22 micrómetros aproximadamente 2.6 Hg, aunque a los 50
micrómetros se puede observar una partícula de la carga, esto se debe que al
momento de someterlo a nuestro sistema de molienda no se puede obtener una
finura constante por lo tanto, hay algunas partículas que se escapan de los valores
que nosotros deseábamos obtener, aunque esto necesariamente no es malo si es
importante hacer mención sobre este detalle, aunque en la aplicación por brocha
que realizamos en unos tabiques no se alcanza a observar nada inusual.
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Figura IV.4 Material control aplicado en tabique.
Este tabique fue aplicado con el material virgen, pudimos observar que, en
comparación al material compuesto, se necesitaron más manos para poder cubrir.
aunque en otras propiedades es casi igual.
Figura IV.5 Material con carga aplicado en tabique
Se pudo observar en la aplicación de este tabique que requirió menor cantidad de
material para poder cubrir la superficie, también se puede apreciar con una
apariencia casi idéntica a la del material control, aunque se puede observar un ligero
cambio de tonalidad dentro de este, debido a la cata cantidad de negro humo con
la que cuentan los neumáticos.
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IV.2. Tiempo de secado.
El tiempo de secado es una prueba que se hace en gran mayoría de recubrimientos
con el fin de determinar el tiempo en el que le material se seca y puede ser tocada
la superficie en la que ha sido aplicado. Aunque para esto siempre se debe de tener
en cuenta la cantidad de material que es depositada en ciertas superficies, ya que
a mayor cantidad de espesor de película mayor será el tiempo de secado. Y consiste
en desplazar un dedo en la película aplicada y de terminar minuto tras minuto, si el
material ha secado o no. A esto se le denomina secado al tacto.
Por lo que para la prueba que hicimos dentro del laboratorio, determinamos que
solo era necesario dar una mano del impermeabilizante, haciendo una comparación
entre ambos.
IV.3. Análisis
Al finalizar este trabajo de investigación y experimentación, podemos darnos cuenta
que hay muchos factores que influyen dentro la estabilidad del material y no es
sencillo manipular propiedades del recubrimiento ya que otras pueden variar caso
puntual apariencia vs tiempo de secado.
Sabemos que es aplicable ya que la duración y vida del impermeabilizante pueden
prolongarse al añadir llanta pulverizada debido a las propiedades que tienen los
elastómeros y el negro de humo.
Debemos resaltar que este proceso de añadir carga resulta costeable para los
usuarios ya que bajaría el costo estándar de su producto fortaleciendo algunas
propiedades que resultan ser mejor para los impermeabilizantes.
Edgar Rubén Báez Ríos
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