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REUTILIZACION Y RECICLADO DE NEUMTICOS FUERA DE USO

La masiva fabricacin de neumticos y las dificultades para hacerlos desaparecer una vez usados, constituye uno de los ms graves problemas medioambientales de los ltimos aos en todo el mundo. Un neumtico necesita grandes cantidades de energa para ser fabricado (medio barril de petrleo crudo para fabricar un neumtico de camin) y tambin provoca, si no es convenientemente reciclado, contaminacin ambiental al formar parte, generalmente, de vertederos incontrolados. Existen mtodos para conseguir un reciclado coherente de estos productos pero faltan polticas que favorezcan la recogida y la implantacin de industrias dedicadas a la tarea de recuperar o eliminar, de forma limpia, los componentes peligrosos de las gomas de los vehculos y maquinarias.

Un gran % se deposita en vertederos controlados sin tratar, otro % se deposita despus de ser triturado, y, el resto no est controlado.

Para eliminar estos residuos se usa con frecuencia la quema directa que provoca graves problemas medioambientales ya que produce emisiones de gases que contienen partculas nocivas para el entorno, aunque no es menos problemtico el almacenamiento, ya que provocan problemas de estabilidad por la degradacin qumica parcial que stos sufren y producen problemas de seguridad en el vertedero.

Las montaas de neumticos forman arrecifes donde la proliferacin de roedores, insectos y otros animales dainos constituye un problema aadido. La reproduccin de ciertos mosquitos, que transmiten por picadura fiebres y encefalitis, llega a ser 4.000 veces mayor en el agua estancada de un neumtico que en la naturaleza.

En la actualidad se pueden utilizar diversos mtodos para la recuperacin de neumticos y la destruccin de sus componentes peligrosos. Las operaciones de reutilizacin, recauchutado y reciclado de neumticos usados representan una importante oportunidad para la creacin de industria y tecnologa, as como un importante yacimiento de nuevos empleos. A continuacin se exponen algunas de ellas.

REUTILIZACION

Mltiples son los ejemplos en los cuales pueden utilizarse, bien los neumticos totalmente enteros o sus flancos y banda de rodamiento: parques infantiles, defensa de muelles o embarcaciones, rompeolas, etc., o ms directamente relacionado con los neumticos, barreras anti-ruidos, taludes de carretera, estabilizacin de zonas anegadas, pistas de carreras, o utilizaciones agrcolas para retener el agua, controlar la erosin, etc.

Es posible encontrar neumticos enteros en pistas de alta velocidad y cartdromos as como en atracadero de botes y sitios de descarga, en donde son utilizados como barreras de contencin y amortiguadores respectivamente.

El recauchutado del neumtico usado es un proceso que permite reutilizar la carcasa del neumtico, al colocar una nueva banda de rodadura, siempre que conserve las cualidades que garanticen su uso, como si fuera uno nuevo.

Otro proceso a destacar, en los neumticos para vehculos industriales es el re-esculturado que permite aprovechar al mximo el potencial del neumtico, tanto del nuevo como del recauchutado, a la vez que se restituye la seguridad, y se disminuye el consumo de combustible.

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RECICLADO

Como aprovechamiento de los materiales, se puede sealar que existen diversos procedimientos para anular las caractersticas elsticas de los desperdicios del caucho, dotndoles nuevamente de propiedades plsticas como las del caucho no vulcanizado. Veremos a continuacin los ms importantes:

REGENERACION

Este proceso se basa en romper las cadenas que forman el material para obtener una materia prima que, aunque dista mucho de la original, podra volver a vulcanizarse y fabricar de nuevo el caucho. El caucho regenerado en teora podra ser utilizado en la fabricacin de neumticos, pero cada da las mezclas utilizadas en la fabricacin de los neumticos, a los que se exigen altsimas prestaciones, tienen que cumplir con unas especificaciones tan estrictas que hacen difcil, por el momento, la utilizacin generalizada de caucho regenerado. En cualquier caso puede aplicarse a la fabricacin de otros productos de caucho, o cubiertas macizas para otro tipo de vehculos.

TERMLISIS

Se trata de un sistema en el que se somete a los materiales de residuos de neumticos a un calentamiento en un medio en el que no existe oxgeno. Las altas temperaturas y la ausencia de oxgeno tienen el efecto de destruir los enlaces qumicos. Aparecen entonces cadenas de hidrocarburos. Es la forma de obtener, de nuevo, los compuestos originales del neumtico, por lo que es el mtodo que consigue la recuperacin total de los componentes del neumtico. Se obtienen metales, carbones e hidrocarburos gaseosos, que pueden volver a las cadenas industriales, ya sea de produccin de neumticos u a otras actividades.

PIROLISIS

Est poco extendido, debido a problemas de separacin de compuestos carbonados que ya estn siendo superados. Este procedimiento (fabrica piloto) est operativo en Taiwn desde 2002 con cuatro lneas de pirolisis que permiten reciclar 9000 toneladas / ao. En la actualidad el procedimiento ha sido mejorado y es capaz de tratar 28.000 toneladas de neumticos usados/ao, a travs de una sola lnea. Los productos obtenidos despus del proceso de pirolisis son principalmente:

- GAZ, similar al propano que se puede emplear para uso industrial - Aceite industrial liquido que se puede refinar en Diesel - Coke y acero

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INCINERACION

Proceso por el que se produce la combustin de los materiales orgnicos del neumtico a altas temperaturas en hornos con materiales refractarios de alta calidad. Es un proceso costoso y adems presenta el inconveniente de la diferente velocidad de combustin de los diferentes componentes y la necesidad de depuracin de los residuos por lo que no resulta fcil de controlar y adems es contaminante. Genera calor que puede ser usado como energa, ya que se trata de un proceso exotrmico. Con este mtodo, los productos contaminantes que se producen en la combustin son muy perjudiciales para la salud humana, entre ellos el Monxido de carbono, Xileno, Holln, xidos de nitrgeno, Dixido de carbono, xidos de zinc, Benceno, Fenoles, Dixido de azufre, xidos de plomo, Tolueno. Adems el holln contiene cantidades importantes de hidrocarburos aromticos policclicos, altamente cancergenos. El zinc, en concreto, es particularmente txico para la fauna acutica. Tambin tiene el peligro de que muchos de estos compuestos son solubles en el agua, por lo que pasan a la cadena trfica y de ah a los seres humanos.

TRITURACION CRIOGENICA

Este mtodo necesita unas instalaciones muy complejas lo que hace que tampoco sean rentables econmicamente y el mantenimiento de la maquinaria y del proceso es difcil. La baja calidad de los productos obtenidos, la dificultad material y econmica para purificar y separar el caucho y el metal entre s y de los materiales textiles que forman el neumtico, provoca que este sistema sea poco recomendable.

TRITURACIN MECNICA

Es un proceso puramente mecnico y por tanto los productos resultantes son de alta calidad limpios de todo tipo de impurezas, lo que facilita la utilizacin de estos materiales en nuevos procesos y aplicaciones. La trituracin con sistemas mecnicos es, casi siempre, el paso previo en los diferentes mtodos de recuperacin y rentabilizacin de los residuos de neumticos.

Este concepto incluye la fragmentacin del neumtico en grnulos (GTR, Caucho de Ruedas Granulado) y separacin de componentes (acero y fibras) y desvulcanizacin o no.

Ejemplos de uso son: materiales de relleno en productos de caucho, modificadores de asfalto, superficies de atletismo y deportes, y productos moldeados y calandrados. Lo que se pretende es incrementar la calidad y consistencia del GTR, y ello conducir a un reciclado del material mucho ms extenso.

Algunos fabricantes indicaron que el uso de hasta un 10% de GTR como relleno en los neumticos no altera sus prestaciones y calidad. Hoy en da los neumticos contienen un 5% de material reciclado. Hay opiniones que dicen que podran contener hasta un 30%.

NEUMATICOS CONVERTIDOS EN ENERGIA ELECTRICA

Los residuos de neumticos una vez preparados, puede convertirse tambin en energa elctrica utilizable en la propia planta de reciclaje o conducirse a otras instalaciones distribuidoras. Los residuos se introducen en una caldera donde se realiza su combustin. El calor liberado provoca que el agua existente en la caldera se convierta en vapor de alta temperatura y alta presin que se conduce hasta una turbina. Al expandirse mueve la turbina y el generador acoplado a ella produce la electricidad, que tendr que ser transformada posteriormente para su uso directo.

USOS TRAS EL RECICLADO

Los materiales que se obtienen tras el tratamiento de los residuos de neumticos, una vez separados los restos aprovechables en la industria, pueden tener varios usos.

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Una aplicacin realmente interesante para caucho granulado es la aplicacin como parte de los componentes de las capas asflticas que se usan en la construccin de carreteras, con lo que se consigue disminuir la extraccin de ridos en canteras. Las carreteras que usan estos asfaltos son mejores y ms seguras.

El caucho procedente de los neumticos usados puede utilizarse como parte del material ligante o capa selladora del asfalto (caucho asfltico) o como rido (hormign de asfalto modificado con caucho). Dependiendo del sistema adoptado se pueden emplear entre 1000 y 7000 neumticos por kilmetro de carretera de dos carriles, cifras tan elevadas colocan a la reutilizacin en pavimento asfltico como una de las grandes soluciones para emplear los neumticos fuera de uso.

El empleo del caucho en la construccin de carreteras le confiere unas caractersticas especiales:

La incorporacin de caucho granulado en el pavimento de las carreteras se puede realizar de dos maneras diferentes:

PROCESO SECO: El caucho granulado o pulverizado se mezcla con los ridos antes de la adicin del asfalto.

PROCESO HMEDO El caucho granulado o pulverizado se aade al asfalto. Esa mezcla, realizada se traslada al lugar de la obra para ser mezclada con los ridos:

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Entre otros usos podemos mencionar:

- Drenaje en campos de deporte y pistas deportivas - Planchas para revestimientos y baldosas - Productos moldeados y bandejas - Guardabarros de vehculos - Aislantes para cables - Cintas transportadoras y componentes reparadores - Juntas de expansin - Tuberas porosas de irrigacin - Superficies no deslizantes, y cubiertas de barcos - Cintas de carga y descarga - Revestimientos para suelos de hospitales y pisos industriales

Tambin existen avances en el desarrollo de productos plsticos a partir de triturado de caucho, con adicin de ligantes de tipo termoplstico o de ligantes tipo poliuterano pueden fabricarse diferentes materiales y objetos como suelas de zapatos, carcasas, lminas aislantes, respaldos, cascos de motorista, etc.

Con ligantes adecuados y con procesos de curado, se fabrican productos moldeados por compresin. Se fabrican productos de gran volumen y de bajas prestaciones. Se pueden colorear, aunque las propiedades de traccin y abrasin son inferiores a los de los productos naturales, pero econmicamente es ventajoso.

Puede usarse tambin en alfombras, aislantes de vehculos o losetas de goma. Se han usado para materiales de fabricacin de tejados, pasos a nivel, cubiertas, masillas, aislantes de vibracin. Otros usos son los deportivos, en campos de juego (csped artificial), suelos de atletismo o pistas de paseo y bicicleta. Las utilidades son infinitas y crecen cada da, como en cables de freno, compuestos de goma, suelas de zapato, bandas de retencin de trfico, compuestos para navegacin o modificaciones del betn.

Otra posible utilizacin de estos materiales es en componentes para aislamiento acstico. El inters en la utilizacin de un material como el caucho procedente de los neumticos de desecho para material absorbente acstico se centra en que requiere, en principio, slo tratamientos mecnicos de mecanizado y molienda. Estos tratamientos conducen a un producto de granulometra y dosificacin acorde con las caractersticas de absorcin acstica de gran efectividad.

Con el fin de minimizar el volumen que ocupan los neumticos y hacer bloques compactos, es posible encontrar en el mercado, compresores de neumticos. Estos equipos permiten compactar hasta 100 neumticos en bloques macizos, tambin llamados balines, de 30x50x60 y de 1 tonelada de peso. Son capaces de procesar hasta cuatro bloques por hora y permiten reducir el volumen de los neumticos hasta en un 80%. Adems reduce el riesgo de incendio, elimina la acumulacin de agua al interior de los neumticos y evita eventuales problemas medioambientales asociados al almacenamiento. La gran mayora de estos equipos presentan la ventaja de que son mviles y pueden ser llevados a los distintos focos de recoleccin gracias a un sistema de remolque. Tienen un alto costo de adquisicin ya que deben ser importados y la operacin estos equipos hacen poco recomendable su uso en aplicaciones poco rentables. La goma granulada es la goma triturada en pequeas partculas (menos de 3/8 de pulgada) libre de acero y las fibras que se obtiene del neumtico. Esta goma granulada puede ser utilizada para hacer nuevos productos tales como correas y mangueras para automviles, caeras de irrigacin, barreras de sonido para autopistas y varios productos moldeados. Dependiendo de la aplicacin, la goma de neumticos puede tambin ser usada como un aditivo en goma virgen, plsticos etc. cuando la resistencia estructural no sea necesaria.

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Pistas de carrera, caminos para footing y plazas de juegos infantiles pueden ser mejoradas con una capa de miga de caucho. Los espesores varan entre 1/8 y de pulgada para el primer caso y de entre a para el segundo y tercer caso respectivamente. El pequeo tamao del mercado hace improbable su uso masivo en el corto plazo. Otros productos que han sido fabricados son colchonetas y pisos antifatiga. Las colchonetas de miga de caucho pueden tener varios usos y aplicaciones especiales, tales como pisos antideslizantes. Los pisos antifatiga son utilizados por trabajadores que se mantienen de pie durante muchas horas.

POSIBILIDADES PARA LA GESTION DE NEUMATICOS FUERA DE USO

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EL USO DE CAUCHO DE CUBIERTAS EN MEZCLAS ASFALTICAS

RESUMEN

Actualmente en nuestro pas los neumticos de automviles son desechados en forma continua, sin registrarse en general ningn sistema formal de deposicin selecta o lugares especialmente destinados al efecto. En la actualidad hay pocas empresas en el pas que reciclan el caucho de los neumticos, dado el gran parque automotor con que se cuenta, y por ende la gran cantidad de neumticos desechados, se hace imprescindible reutilizar los desechos de este material. Por esta razn se hace necesario comenzar a conocer este tipo de residuo que se esta generando, para determinar la posibilidad de intervenir en la seleccin y contar con una valoracin del volumen del mismo. En este trabajo se incluye caucho en mezclas asflticas en fro y en caliente, proveniente de la molienda de neumticos en desuso. Se seleccionan distintas moliendas que se incorporan como agregado a las lechadas asflticas. A las mezclas en caliente se le incorpora como agregado y como modificador del ligante asfltico. En el desarrollo de selladores asflticos como modificador. Se aplica una sistemtica de ensayos que involucren parmetros, qumicos, ambientales y fsicos de la resistencia de los materiales y procesos para luego valorar la inclusin en sistemas como modificadores y cargas habitualmente usados en las obras viales y civiles. Se valora la factibilidad de inclusin en los cementos asflticos, siendo estos aglomerantes los de mayor utilizacin en las obras viales de la regin. El sistema formado al incluir al residuo ser valorado claramente desde lo qumico, lo fsico y el medio ambiente a efectos de incluir estos parmetros en los controles de calidad de las obras civiles y viales. En esta presentacin se presentan las primeras experiencias de aplicacin de este residuo.

INTRODUCCION

1. LA UTILIZACIN DEL CAUCHO

La reutilizacin de neumticos es de amplio uso y difusin en aquellos pases que poseen normativas ambientales claras y eficientes. El caucho puede ser natural o sinttico. El de origen natural se elabora a partir del ltex, que es una resina blanca lechosa que sale de la corteza del rbol de caucho. Este, si bien es originario de Brasil, fue llevado a Inglaterra en 1876 y de all exportado a otras zonas bajo dominio britnico, determinando que hoy las principales plantaciones un 90 % del mercado mundial se encuentren en el sudeste asitico, principalmente en Malasia. En un principio las utilidades de esta materia prima eran pocas. Fue el comerciante de ferretera Charles Goodyear (1800 1860) quin descubri que, mezclndolo con el azufre y calentndolo, se evitaba que fuese tan pegajoso cuando estaba caliente y tan rgido cuando enfriaba. A partir de este proceso llamado vulcanizacin se comenz a fabricar una gama muy amplia de productos como aislamiento para cables elctricos, mangueras, cintas transportadoras y de manera destacada cubiertas para transporte de automviles, camiones, aviones, etc. Hacia fines de siglo XIX Michelin en Francia, Dunlop en Inglaterra y Goodrich en Estados Unidos fabricaron las primeras cubiertas para automviles. Adecuadas reglamentaciones limitan el uso de los neumticos, debido al deterioro que se produce en el dibujo del mismo, estando su vida til relacionada con la calidad del neumtico en general, el tipo de caucho y el uso y tratamiento que el mismo reciba. Segn el Manual de Gestin Integral de Residuos Slidos Urbanos, editado por CEMPRE Uruguay, el proceso de regeneracin de la cubierta implica la separacin de la goma vulcanizada de los dems componentes y su digestin con vapor y productos qumicos, como lcalis, mercaptanos o aceites minerales. El producto de esta digestin es refinado en molinos hasta la obtencin de un manto uniforme, o extrusado, para obtener un material granulado (...) la goma regenerada se usa en compuestos destinados a productos con menor exigencia en cuanto a desempeo, tales como alfombras, protectores, suelas de calzado, neumticos industriales y para bicicletas. Se puede enumerar su uso en otros fines, como por ejemplo vallas de seguridad, cercos de contencin de arena en las playas, paragolpe de embarcaciones, hamacas, juegos, etc. En particular queremos destacar que en Estados Unidos se ha comenzado a exigir en las licitaciones pblicas que las empresas constructoras utilicen un porcentaje de 5 % de neumticos trozados o en polvo en las obras a construir. De acuerdo a la molienda se originan distintos tamaos de partculas de caucho. Actualmente en Alemania, donde las cubiertas tambin se

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queman o terminan en los vertederos, los cientficos de la Universidad de Chemnitz han descubierto un procedimiento por el cual despus de moler la goma se las funde con plstico propileno, que permite fabricar un material resistente a la traccin, extendible y fcil de trabajar, con el que se pueden producir por ejemplo paragolpes de vehculos. Segn el citado manual del CEMPRE en Estados Unidos, Japn y Alemania se estn ensayando diversos procesos de pirlisis con el objetivo de transformar los hidrocarburos presentes en los neumticos en nuevos materiales como aceite y negro humo, enmarcado dentro de la reobtencin de materia prima pura.

2. COMPOSICION Y CARACTERISTICAS DE LOS NEUMTICOS

En la actualidad, la mayora de los neumticos de vehculos de pasajeros como los de camin son radiales, por lo que estn compuestos de una banda de rodamiento elstica, una cintura prcticamente inextensible y una estructura de arcos radialmente orientada, sobre una membrana inflada y sobre unos aros tambin inextensibles que sirven de enganche a otro elemento rgido, que es la llanta. Tambin existe otro tipo de neumticos llamados diagonales, utilizados principalmente en camiones.

La complejidad de la forma y de las funciones que cada parte del neumtico tiene que cumplir se traduce tambin en una complejidad de los materiales que lo componen. El principal componente del neumtico es el caucho: casi la mitad de su peso.

La fabricacin de neumticos concentran un gran porcentaje de la industria del caucho constituyendo el 60 % de la produccin anual del mismo.

Los elastmeros o cauchos son materiales polimricos cuyas dimensiones pueden variar segn sea el tipo de esfuerzo al que son sometidos, volviendo a su forma cuando el esfuerzo se retira.

El caucho natural se extrae a partir del rbol Hevea Brasiliensis que es un ltex con partculas de caucho en suspensin. Despus de un proceso de secado y de ahumado se utilizan diferentes productos. Hoy en da alcanza el 30 % del mercado de los cauchos, el resto lo ocupan los cauchos sintticos. Los tipos de caucho ms empleados en la fabricacin de los neumticos son:

Cauchos naturales (NR) Polibutadienos (BR) Estireno Butadieno (SBR) Polisoprenos sintticos (IR)

La matriz de caucho ms utilizada es el copolmero estireno-butadieno (SBR), en el que la proporcin es de aproximadamente un 25 % en peso de estireno, o una mezcla de caucho natural y SBR.

Todos los tipos de cauchos poseen diferentes propiedades, pero tambin con algo en comn: todos, una vez vulcanizados, pueden ser muy duraderos, por lo que necesitaran una gran cantidad de tiempo para su degradacin.

La combinacin se realiza de modo que los cauchos naturales proporcionen elasticidad y los sintticos, estabilidad trmica. Esta combinacin de efectos favorece la durabilidad y la capacidad de adaptarse a las nuevas exigencias del trnsito. La estructura de los cauchos naturales esta formada por cis-1,4 polisopreno mezclado con pequeas cantidades de protenas, lpidos y sales inorgnicas, entre otros. Se encuentra as un polmero de cadena larga y enredada en forma de espiral, de peso molecular medio, 5x105 g/mol, que a temperatura ambiente est en un estado de agitacin continua. Este comportamiento general es debido en parte al impedimento estrico del grupo metilo y el tomo de hidrgeno, en el mismo lado del doble enlace carbono-carbono. Esta cadena se complementa con otro ismero estructural llamado gutapercha:

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El proceso de vulcanizacin a que se someten los neumticos es un entrelazamiento de cadenas de polmeros con molculas de azufre a alta presin y temperatura:

En el proceso de vulcanizacin el caucho pasa de ser un material termoplstico a ser uno elastomrico. Las posibilidades de deformacin son muy diferentes, como se ilustra en la Figura 2.

La adicin de cargas hace abaratar el valor del neumtico, dndole cuerpo y rigidez, se utilizan negro de humo y arcillas modificadas.

Adems de caucho, los neumticos estn compuestos por:

- Rellenos reforzantes: el negro de humo, formado de partculas muy pequeas de carbono, que aumenta la tenacidad y la resistencia a la traccin, a la torsin y al desgaste.

- Fibras reforzantes: textiles y de acero, usualmente en forma de hilos, que aportan resistencia a los neumticos: algodn, nylon y polister. La cantidad de acero y fibras sintticas reforzantes en los neumticos vara segn el fabricante.

- Plastificantes: se adicionan para facilitar la preparacin y elaboracin de las mezclas, utilizndose para el control de la viscosidad. Reducen la friccin interna durante el procesado y mejoran la flexibilidad a bajas temperaturas del producto: aceites minerales (aromticos, naftnicos y parafnicos) y de de tipo ster.

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- Agentes vulcanizantes: el azufre se usa para entrecruzar las cadenas de polmero en el caucho:

- Acelerantes: compuestos organo - sulfurados, benzotiazol y derivados, xido de zinc y cido esterico.

- Retardantes: N-nitroso difenil amina.

- Otros componentes (antioxidantes o antiozonizantes, adhesivos).

En forma general el neumtico esta compuesto por los siguientes componentes, segn la Tabla 1:

En cuanto a su composicin qumica, puede variar segn el uso a que estn destinados:

Algunas de las cuestiones importantes sobre la composicin de los neumticos son las siguientes:

-Los neumticos contienen cloro en un 1% de su peso.

-Los policlorobifenilos (PCB), peligrosos productos clorados cuya fabricacin est prohibida, estn presentes en los neumticos viejos, mezclados con algunos de sus componentes (aceites y plastificantes).

-Los componentes de los neumticos contienen varios metales pesados en diferentes cantidades.

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En la Figura 3 se puede observar la constitucin esquemtica de un neumtico. Se evidencia la heterogeneidad de la materia prima constitutiva del polvo o molienda de caucho, a pesar de que antes de las primeras moliendas se retiren parte de los componentes:

Figura 3

En la Tabla 2 podemos observar la relacin de algunas de las principales propiedades entre el caucho natural vulcanizado y otros elastmeros sintticos. Se observa el bajo valor tensional y la alta elongacin que poseen:

Como se ha mencionado, entre los cauchos sintticos ms utilizados se encuentran los de tipo estireno butadieno, siendo el ms ampliamente utilizado el SBR. Despus de la polimerizacin este material contiene entre el 20 al 23 % de estireno. En la Figura 4 se observa la conformacin de la cadena. La presencia del butadieno permite el entrecruzamiento con el azufre, siendo capaz de producir el ismero cis que tiene una mayor elasticidad que la del caucho natural. El estireno permite tener un caucho ms duro y ms tenaz, haciendo que no cristalice bajo grandes esfuerzos. El SBR es ms econmico que el caucho natural, por lo que ha sido ms difundido y utilizado desde hace tiempo en neumticos, pero previamente tienen que ser tratados, pues elevan fcilmente su temperatura y absorben con facilidad aceites y naftas derramadas. Su performance es amplia y se encuentra ubicada entre los -50 a 82 C.

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3. DESVULCANIZACIN

El proceso de vulcanizado deja la distribucin de las cadenas polimricas como se observa en la Figura 5:

El desvulcanizar es un proceso costoso y pocas veces aplicable en la utilizacin de los neumticos para la adicin a asfaltos. El proceso consiste en la rotura de los enlaces S-S del polvo de caucho mediante tcnicas trmicas y qumicas. Se estn desarrollando nuevos procesos que son propiamente de reciclado, que vuelve el caucho a su comportamiento plstico. Existen procesos qumicos (De-Link), mecnicos (ultrasonidos) y bacteriolgicos.

4. NIVELES DE MOLIENDA

Los niveles de molienda del caucho se pueden clasificar en:

4.1. Nivel de trituracin previa

Se realiza un triturado previo con trituradoras de 2 o ms ejes, con cuchillas que giran entre 15 y 20 RPM. El tamao de produccin puede no ser estable, pero eso no tiene gran importancia en esta etapa por que se considera de trituracin macro.

4.2. Nivel de trituracin final

Existen dos mtodos en los que se requiere que previamente haya sido retirado el componente metlico. Los mtodos se enuncian a continuacin.

4.2.1. A temperatura ambiente: con molinos clsicos y por cilindros se separa la parte textil. 4.2.2. Criognesis: se realiza entre -60 C y -70 C dando un producto ms afn y de mejor finura de hasta valores que pasan un 100 % la malla N 100 de ASTM.

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5. POSIBLES USOS

Los usos principales que se pueden dar al caucho extrado de neumticos son:

- utilizacin en asfaltos - incineracin - vertederos

En el uso de la construccin existen antecedentes de utilizacin en:

- mezclas bituminosas - membranas SAMI - membranas impermeabilizantes - sustitucin de ridos (parcial con moliendas de caucho va seca) - modificacin directa del asfalto por va hmeda

En todos los casos se observan dos roles fundamentales:

- actuacin como inerte en relleno o carga - actuacin como modificador de ligantes asflticos

6. EXPERIENCIAS

Se han realizado algunas experiencias en la utilizacin del caucho, de las cuales se pueden destacar tres casos:

- El Caso A consisti en la adicin de caucho a un cemento asfltico para mezclas en caliente.

- El Caso B consisti en la adicin de caucho a cementos asflticos para uso de selladores.

- El Caso C consiste en la adicin de caucho a mezclas asflticas en fri y en caliente.

6.1. Desarrollo del Caso A: Adicin de caucho a un cemento asfltico para mezclas en caliente

El objetivo de esta experiencia es la incorporacin de caucho, proveniente de molienda por proceso de criognesis, en un cemento asfltico habitualmente utilizado en nuestro medio.

Las caractersticas de los materiales originales, del material resultante y de los procesos llevados a cabo son las siguientes:

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Este asfalto aditivado se ha utilizado en un microaglomerado discontinuo en caliente.

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6.2. Desarrollo del Caso B: Adicin de caucho a cementos asflticos para uso de selladores asflticos

El objeto de esta experiencia fue el aportar caucho molido proveniente de la trituracin por sistema de molinos. La funcin de la adicin de caucho, en este caso, es la de bajar el aporte de otros polmeros vrgenes, ya que por s solo el caucho no nos permite alcanzar los valores exigidos por la Norma IRAM de selladores. Adems, el tipo de molienda utilizado permite la colaboracin del caucho como carga en la mezcla aditivada.

La cantidad de caucho reciclado fue de un 30 % con respecto al 12 % total aditivado. Se observ este porcentaje como el mximo admitido para el sistema del ejemplo, por encontrarse en el lmite de digestin del asfalto cumpliendo con Norma IRAM. El total de la adicin estuvo compuesto por 30 % de caucho reciclado, 65 % de polmero SBS y 5 % de rejuvenecedor.

Las exigencias de la Norma IRAM para un sellador SA-50 y los valores obtenidos son:

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6.3 Produccin en planta

La adicin de caucho puede realizarse tanto en laboratorio como en planta. Segn sea el tipo de molienda y la funcin que cumplen sern los dispositivos a implementarse.

6.3.1 Equipo dispersor para fabricacin de concentrado de caucho o equipo dispersor en la produccin continua

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En este esquema se plantea la adicin de caucho en el asfalto en un concentrado intermedio para luego regular la produccin. El sistema produce una buena dispersin sin dejar asfalto aditivado almacenado.

6.3.2 Equipo dispersor y digestor en recipiente de produccin.

El sistema plantea la aditivacin directa en el sistema total de produccin. La misma se recomienda para fuertes adiciones puntuales como el caso de los selladores.

6.4 Desarrollo del Caso C: Adicin de caucho en mezclas asflticas en fro y en caliente

En este punto volcamos las experiencias preliminares obtenidas al momento por lo que solo se presenta una parte de la experiencia en laboratorio con lechadas asflticas, estando los dems tems de este punto en etapa de investigacin. La renovacin superficial en las operaciones de mantenimiento preventivo y correctivo, marcan el camino, tcnico econmico a la hora de analizar los costos beneficios, poniendo en la balanza los materiales utilizados y la seguridad del camino, garantizando caractersticas de funcionalidad para el usuario. La utilizacin de lechadas, muchas veces pasa de un simple sellado a una renovacin con caractersticas antideslizantes a partir de una alta macrotextura y de una microtextura. El poco espesor de las mismas (capas delgadas) las hace rgidas, se busca en el presente trabajo aumentar su flexibilidad a travs de la incorporacin caucho molido a la vez tratar de utilizar este producto proveniente de la molienda de cubiertas de automviles. Valorando el comportamiento de las lechadas elasto-asflticas versus las convencionales, mediante la utilizacin de los ensayos de uso tradicional en lechadas asflticas, abrasin y rueda cargada. Se analizarn el tipo de caucho a utilizar y la forma de incorporacin ya que, se debe garantizar que las mismas queden perfectamente distribuidas en toda la mezcla una vez colocada formando una malla tridimensional. Se define a las lechadas bituminosas como mezclas de emulsiones asflticas, ridos finos bien graduados granulometricamente, agua y fillers minerales. Cuando estos componentes se mezclan en proporciones adecuadas se obtiene una mezcla fluida, homognea y cremosa que, despus de la evaporacin del agua, constituyen un mortero en fro, estanco y denso. Los ridos finos conforman el esqueleto mineral, que da el espesor al tratamiento y el mastic, compuesto por fillers y el betn, confiere la cohesin necesaria. Las lechadas bituminosas se extienden en delgados espesores (entre 4 y 12 mm) a fin de impermeabilizar la carpeta de rodamiento (sin otorgar aporte estructural) y simultneamente restaurar la superficie de desgaste brindando la textura superficial necesaria para adecuar la resistencia al deslizamiento y mejorar las condiciones de reflectancia del pavimento.

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La norma IRAM 6833 Asfalto para uso vial-lechadas asflticas marca 4 usos granulomtricos:

Tipo 1: Se aplica para sellar fisuras rellenar huecos pequeos y para corregir peladuras superficiales. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos donde el sellado de la superficie y la resistencia al deslizamiento son las necesidades principales.

Tipo 2: Se aplica para rellenar huecos superficiales, corregir condiciones de erosin severa de la superficie y para suministrar una nueva superficie de desgaste. Este tipo se usa sobre pistas de aeropuertos y pavimentos que estn severamente erosionados. Tambin se puede usar como capa de rodamiento sobre bases bituminosas o bases de suelo cemento, como un sellador sobre bases estabilizadas o sobre tratamiento bituminosos superficial.

Tipo 3: Es aplicable para prever una nueva capa de rodamiento sobre superficies muy desgastadas.

Tipo 4: El tipo 4 es aplicable sobre base estabilizada.

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6.4.1 Caractersticas de los componentes que integran las lechadas

Agregados

Los agregados cumplen la funcin de conformar el esqueleto mineral de la lechada. Los agregados podrn ser de distintos orgenes:

Trituracin de roca masiva Grava natural triturada Grava natural sin triturar

Emulsiones

Una adecuada emulsin debe prever un perfecto recubrimiento de los agregados sin que esto provoque una rotura prematura de la emulsin en el mezclador o en la rastra de distribucin, pero luego se debe contemplar que, una vez aplicada la lechada sobre la calzada, la emulsin rompa lo antes posible y la mezcla adquiera rpidamente una mnima cohesin a fin de poder ser librada al transito en el mas breve plazo.

Agua de mezclado

El agua constituye el vehculo de mezclado de la lechada y el factor principal que determina la consistencia de esta. El agua procede de la humedad de los ridos, de la emulsin y de la intencionalmente incorporada para el mezclado. En general toda agua potable es apta para el uso en lechadas. Si bien no se establecen limites para el contenido de agua, la misma debe utilizarse en cantidades mnimas compatibles con el mezclado y la colocacin de la mezcla.

Caucho

El caucho recuperado de la molienda de neumtico en este caso se incorporara sustituyendo una parte de agregado y en la mayor cantidad posible. Las lechadas que se estudiarn sern las de tipo III y tipo IV por ser las que se aplican en mayor dotacin (11 a 14 kg/m2) por lo tanto la cantidad de caucho en peso a utilizar ser mayor:

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Las granulometras a utilizar de caucho en las lechadas tipo IV sern las de tipo G3, SE y 01 y en las lechadas tipo III la SE y 01 por ser mas fina su molienda (ver figura). Estos tipos de caucho son resultantes del recupero, seleccin y molienda por medio de molinos de trituracin del raspado de cubiertas de transporte pesado con el fin de prepararlas para el recapado. Como este trabajo est en ejecucin solo se presentan los resultados obtenidos hasta el momento y las conclusiones parciales.

6.4.2 Desarrollo de la experiencia:

Uno de los ensayos mas utilizados para valorar la cantidad de asfalto mnima a utilizar en una lechada asfltica es el Ensayo de abrasin en pista mojada (WTAT: Wet Track Abrasion Test) en el que se valora la perdida de material por abrasin. Consiste en una manguera de neoprene que con una determinada presin que se aplica sobre la superficie de la probeta con un movimiento de rotacin y de traslacin en un tiempo determinado, estando aquella cubierta de agua.Este tipo de ensayo se usa tanto para el diseo como para el control en obra.

6.4.3 Realizacin del ensayo:

Se prepara la muestra en laboratorio o se toma una muestra de obra, con la relacin apropiada de sus componentes. Se pesan los componentes de la lechada en el recipiente. Se adiciona la cantidad predeterminada de agua y se mezcla. Finalmente se adiciona la cantidad de emulsin predeterminada y se mezcla. Se moldearan tres probetas por porcentaje de caucho. A continuacin la probeta se cura en estufa de desecacin a 60 3C hasta peso constante. Luego del curado se saca de estufa y se deja enfriar a temperatura ambiente, se pesa y se anota este valor. Se introduce el conjunto en un bao de agua a 25 0.5C durante 1 hora. Cumplido este tiempo se sumerge en bao de agua para el ensayo, se sujeta al conjunto a la base de la maquina de abrasin, Se sujeta en el cabezal de abrasin el trozo de manguera, apoyndola suavemente sobre la superficie de la probeta. Seguidamente se pone en marcha la maquina durante un tiempo de 5 minutos. Terminado el ensayo se retira el conjunto, se lava se introduce en estufa a 60 3C. hasta peso constante, se enfra al aire y se pesa anotndose este valor, luego por diferencia de pesos entre antes y despus del ensayo se calcula la perdida de masa en gramos producida durante el ensayo. El valor obtenido se multiplica por el factor de conversin (segn maquina) para obtener la perdida de masa de la probeta en gr/m2.

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Requisitos de la manguera:

Manguera de caucho reforzado, con un dimetro interior de 19 mm y un dimetro exterior de 31 mm (doble trenzado, 2068,2 kPa, cobertura resistente al aceite mineral). La manguera se cortar en trozos de longitud de 127 mm. (Pirelli multipress-25/A (para aire). Para que un resultado sea comparativo con otro y teniendo en cuenta la dispersin de los mismos, se deben acotar el menor numero de variables posibles. Por lo tanto se busc una curva granulomtrica que est comprendida dentro de los lmites impuestos por las normas y pesando individualmente los retenidos en cada tamiz se conformo la misma. Obtenindose as probetas con igual granulometra y adems la misma cantidad de agua, cal y emulsin. Otro factor que incide en el ensayo es la confeccin de la probeta por lo que para minimizar esto siempre las realizar el mismo operador. La emulsin superestable que se utilizar en todo este trabajo tiene las siguientes caractersticas:

La curva granulomtrica a utilizar y la formula de la lechada tipo III es la que se detalla en la tabla adjunta:

Con esta curva y esta dotacin de emulsin se realiz la lechada patrn, los resultados del ensayo WTAT son los siguientes:

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Como se coment anteriormente se dosificaron probetas con porcentajes en peso crecientes de caucho con diferentes grados de trituracin; en particular para la curva tipo III se dosific con los porcentajes que se detallan en siguiente tabla:

Los valores obtenidos en los ensayos de WTAT con el caucho molienda 01 y con los porcentajes detallados en la tabla anterior son los siguientes:

Los valores obtenidos en los ensayos de WTAT con el caucho molienda SE y con los porcentajes detallados en la tabla anterior son los siguientes:

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7. CONCLUSIONES

De la investigacin realizada y las experiencias de transferencias se puede decir que:

- Es posible utilizar en nuestro pas cauchos provenientes de neumticos, los mismos son obtenidos por dos procesos bsicos de criognesis y de molinos.

- Su uso es posible en asfaltos ha ser utilizados en mezclas discontinuas en caliente, dado que se ha obtenido un asfalto con baja susceptibilidad trmica y propiedades viscoelsticas acordes a las exigibles para este tipo de mezclas.

- Para fuertes adiciones, segn los materiales utilizados en la experiencia, se pueden obtener mezclas que cumplen las exigencias de los selladores asflticos, an con trituracin por molino como proceso de obtencin del caucho reciclado.

- Los procesos desarrollados en laboratorio son fcilmente adaptables a plantas asflticas o cualquier tipo de planta de produccin de productos asflticos.

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- Es posible usar en lechadas asflticas caucho proveniente del raspado de cubiertas realizando la molienda con molinos de trituracin. Se puede utilizar como sustitucin de agregado teniendo en cuenta que la mxima perdida por abrasin en pista mojada (WTAT) es de 800 gr/m2 segn lo especificado en el Pliego de Especificaciones Tcnicas de Vialidad Nacional. Adems se tendr que ser cuidadoso y estudiar muy bien los porcentajes a agregar y el tipo de molienda a usar porque como se desprende del trabajo cuanto ms grande es el tamao de la fibra y a mayor porcentaje incorporado mayor es el desgaste que sufren las probetas. Tambin se debe tener en cuenta que los resultados que se obtienen al incorporar caucho deberan ser superiores a los obtenidos sin el. Al momento se esta trabajando con distintas moliendas de caucho a efectos de analizar si la adicin y el proceso de colocacin modificada pueden incluir mejoras en el comportamiento de las lechadas.

- De acuerdo a lo expuesto se pueden lograr los enunciados de cualquier poltica de reciclado, tales como reduccin de un residuo, menor costo de tratamiento y beneficio sobre el producto logrado en cuanto a su mejora tcnica.

- En nuestro pas se est en condiciones de procurar la obligacin de uso de caucho reciclado en productos afines a la construccin.

PRIMER PROYECTO ARGENTINO EN RECICLADO DE NEUMATICOS

El INTI coordina la comisin multisectorial que impulsa un llamado a licitacin pblica del CEAMSE para instalar una planta de reciclado

La Comisin Permanente de Trabajo para el Reciclado de Neumticos Usados, coordinada por el INTI desde 2003, seala como objetivos "la evaluacin y desarrollo de las diversas propuestas logsticas y tecnolgicas de reutilizacin de neumticos al fin de su vida til, y la promocin de la Legislacin Ambiental especfica." En esta direccin, la Comisin articul a los distintos actores pblicos y privados vinculados al tema para proponer un modelo de gestin y de legislacin consensuado. En este grupo de trabajo participan el Programa de Reciclado Industrial y de Medio Ambiente del INTI, el Centro INTI-Caucho, la Secretara de Ambiente y Desarrollo Sustentable (SayDS), la Coordinacin Ecolgica rea Metropolitana Sociedad del Estado (CEAMSE), la Asociacin de Fabricantes de Cemento Prtland (AFCP), el Instituto del Cemento Portland Argentino (ICPA), la Federacin Argentina del Neumtico (FAN), la Asociacin Reconstructores Argentinos de Neumticos (ARAN), la Federacin Argentina de la Industria del Caucho (FAIC), la Cmara Argentina de Reconstructores de Neumticos (CAR), la Cmara de la Industria del Neumtico (CIN) y las empresas Bridgestone/Firestone Argentina S.A., Fate S.A., Neumticos Goodyear S.R.L., Michelin Argentina S.A. y Pirelli Neumticos S.A. Asimismo brindan su apoyo las reas ambientales de los Gobiernos de la Ciudad y de la Provincia de Buenos Aires.

Dicha Comisin se dedic a profundizar, actualizar y evaluar el estado de situacin de la disposicin final de neumticos usados en el mundo; las restricciones internacionales que los pases fueron aplicando al trnsito e ingreso de neumticos usados en sus territorios para evitar el aumento de sus pasivos ambientales; la situacin interna de Argentina respecto al tema; el tratamiento de los neumticos recauchutados y usados en las negociaciones internacionales de Argentina y el Mercosur; proyectos de reciclado de neumticos; la evaluacin de disponibilidad por regin y nacional; proyectos de utilizacin como aporte energtico y la factibilidad tcnico-econmica de una planta modular de reciclado de neumticos usados, definiendo tamaos, inversiones y tecnologas.

La Comisin realiz a su vez estudios logsticos, seleccionando una propuesta operativa para el rea metropolitana. El primer resultado concreto de este trabajo es la licitacin pblica que la CEAMSE desarrolla en estos das. En este proceso, el INTI se encarg de reunir a los actores involucrados en el proyecto y de gestionar ante el CEAMSE, en representacin de todo el grupo de trabajo, la participacin y concrecin del actual llamado a licitacin como ejemplo y modelo testigo

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para trasladar a otras regiones del pas. Asimismo colabor en la redaccin de los pliegos de la licitacin y brind asesoramiento en las reas tcnicas de la misma. Junto con el CEAMSE, el INTI ser el encargado de revisar la aprobacin de las licitaciones a adjudicar como co-evaluador tcnico y realizar adems auditorias tcnicas a la planta recicladora.

Por su parte, el Directorio del CEAMSE aprob los pliegos de la licitacin para instalar la planta recicladora, la que se concretar con aportes privados. A la fecha, el INTI tiene registradas unas 15 empresas privadas nacionales y extranjeras con contactos en el pas interesadas en esta licitacin.

De la planta construida a partir de este proyecto se podrn obtener distintos productos, para diversas aplicaciones:

- Producto proveniente del neumtico en una primera etapa de trozado, sin separacin de tela y metal. De esta manera puede servir, por ejemplo, como combustible para cualquier tipo de caldera u horno que est adaptado para quemar residuos slidos sin contaminar el medio ambiente.

- Separando las partes del neumtico se obtienen metal y residuos textiles reciclables, adems de polvo de goma de diferentes granulometras con el que se pueden obtener productos varios, como por ejemplo: alfombras para piso, lomos de burro, amortiguacin en canchas de csped sinttico (stas utilizan casi 100 Tn. por cada una), plsticos cargados, picaderos para caballos de carrera (se comprob que con polvo de goma los caballos tienen menos riesgo de conjuntivitis), pisos de goma y asfaltos (contribuye fundamentalmente a la disminucin de ruido y permite aumentar su durabilidad), entre otros.

Actualmente existen empresas con equipos porttiles que realizan el trozado primario en el lugar de depsito, lo que facilita su traslado hasta el lugar de disposicin final, permitiendo de esta forma transportar mayor cantidad de neumticos por camin. Esta modalidad resulta una buena alternativa para evitar la instalacin de plantas de tratamiento fijas donde no se justifique la inversin y para llegar a zonas poco pobladas del interior del pas.

RECICLADO Y DISPOSICION FINAL DE NEUMATICOS

La eliminacin de neumticos una vez usados, afecta el medioambiente porque generalmente stos terminan su vida til en basureros incontrolados. El problema de la disposicin final de los neumticos fuera de uso no encontr hasta el presente una respuesta eficiente en el mundo.

La magnitud del problema se ve reflejada en que slo Estados Unidos genera por ao ms de 240 millones de neumticos usados y la Unin Europea otros 120 millones. En ambas zonas el volumen de este descarte es elevado, en tanto que la demanda de neumticos recauchutados es muy baja, lo cual provoca un incremento de las dificultades en la disposicin final. Por ello, es esperable que en el corto plazo se incrementen las presiones para favorecer la exportacin de los neumticos fuera de uso, ya sea en forma directa o utilizando a terceros pases para la reconstruccin de los cascos; es decir tendern a exportar hacia los pases en vas de desarrollo los neumticos recauchutados, lo que no es otra cosa que una forma encubierta de desprenderse de un residuo.

La Argentina dispone de una holgada capacidad de procesamiento para recauchutar sus propios neumticos usados, sin necesidad de recurrir a importaciones. Sin embargo, todava est pendiente una gestin integral para su utilizacin como desecho y minimizacin de la disposicin final.

En este sentido est trabajando el INTI en el marco de su programa de reciclado, con la activa participacin del Centro INTI-Caucho junto con actores privados del sector del caucho y eventuales consumidores del material reciclado. Para ello, conformaron un grupo de trabajo permanente que est desarrollando propuestas tecnolgicas de recuperacin y reutilizacin. Se ha sumado,

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actualmente, a este grupo promotor la Secretara de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nacin; la iniciativa comprende la creacin de un plan nacional de recuperacin de neumticos, el desarrollo de emprendimientos para el aprovechamiento de este desecho y la promocin de la legislacin ambiental adecuada. El plan nacional contempla la confeccin de un anlisis de las distintas regiones del pas segn los volmenes de acumulacin de unidades usadas, el sistema de recoleccin y clasificacin de las mismas y los actores involucrados.

La generacin de neumticos fuera de uso en Argentina - clculo basado en los volmenes de produccin destinada al mercado interno y a las importaciones - supera las 100.000 toneladas anuales, de las cuales 38.000 corresponden a la Ciudad y el Gran Buenos Aires.

Teniendo en cuenta los datos existentes sobre los volmenes de neumticos de desecho, el grupo de trabajo elabor una propuesta de gestin integral de este residuo, destinada, en principio, al rea metropolitana. En ella, se evalan las condiciones en esta zona geogrfica en cuanto a la disponibilidad de recursos y se comprueba la necesidad de construir un centro de acopio de neumticos usados para su posterior transformacin y transferencia. La propuesta de gestin contempla la logstica de recoleccin de los neumticos en desuso (en forma separada del resto de los residuos) provenientes tanto de usuarios particulares como de empresas de transporte, gomeras, talleres de reconstruccin, entre otros. Luego, los neumticos usados sern transformados, en una planta industrial, en trozos de goma, con la granulometra adecuada para su utilizacin posterior.

Este procedimiento permitira una ocupacin ms eficiente de los terrenos sanitarios y la aplicacin de los triturados, por ejemplo, como combustible alternativo al gas en los hornos cementeros( contribuyendo de esta forma a paliar el dficit de gas), como ingrediente en la mezcla de asfaltos para caminos, como aditivo del piso de canchas de csped sinttico o para la fabricacin de otros productos a partir del polvo de goma. Se trata de impulsar un modelo tecnolgico para despus extender la gestin a todo el pas.

En cuanto a la legislacin ambiental, el grupo de trabajo formul el proyecto de ley Sistema Integral para el Manejo Ambientalmente Responsable de Neumticos de Desecho, que ser presentando ante el Poder Ejecutivo Nacional. Sus principios rectores intentan adems motivar el desarrollo ulterior de un sistema general para el manipuleo de otros residuos.

En resumen, la puesta en prctica de toda esta propuesta de gestin sostenible supone un ordenamiento lgico de las distintas etapas que implican el manejo de cualquier residuo, partiendo desde la generacin, acumulacin, recoleccin, transporte y almacenamiento, hasta llegar a su tratamiento para reciclado o reutilizacin, o para su disposicin final. El modelo de gestin surge de una clara articulacin de los sectores pblico y privado con incorporacin tecnolgica. Su aplicacin facilitara no slo el manejo responsable de los desechos para eliminarlos del paisaje urbano y rural del pas, sino tambin ayudara a acelerar su proceso de reciclaje.

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PROCESOS DE REUTILIZACION DE NEUMATICOS EN ARGENTINA

Algunos datos de referencia:

- En Argentina se retiran de servicio ms de 6.000.000 de neumticos por ao.

- Un neumtico gastado es desecho industrial no biodegradable, y entre otras cosas, facilita la reproduccin de distintas especies de insectos transmisores de enfermedades.

- Un neumtico reconstruido con tecnologa de ltima generacin, le ofrece las mismas prestaciones que uno nuevo, pero requiriendo para su fabricacin el 30% de energa utilizado por este ltimo.

Consumo de hidrocarburos por neumticos en litros (fuente: I.T.R.A.) Nuevo Reconstruido Ahorro

Auto/Camioneta Camin O.T.R. (fuera de camino)

31,5 99 396

11 31 120

20,5 68

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RECAUCHUTAJE

Consiste en colocar sobre un neumtico gastado una capa de caucho sin vulcanizar, que cubrir la banda de rodamiento y los hombros del mismo. Luego el proceso se completa colocando el neumtico dentro de un molde para que por medio de presin y temperatura quede inserto en el mismo el nuevo dibujo.

PRECURADO

Consiste en colocar sobre un neumtico gastado una banda de caucho vulcanizada de antemano, que cubrir la zona de rodamiento. Luego el proceso se completa colocando el neumtico dentro de un autoclave para que por medio de presin y temperatura la nueva banda de rodamiento quede unida al mismo.

REBARRADO

Consiste en extrusionar nuevos tacos para neumticos de tractor, los que se unirn al mismo mediante un proceso de vulcanizacin a temperatura y presin predeterminadas dentro de un autoclave.

RETALLADO

Consiste en revestir la cubierta con una o varias capas de caucho maciza, esculpir luego su dibujo, para finalizar el proceso mediante la vulcanizacin dentro de un autoclave a presiones y temperaturas predeterminadas.

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LA RECONTRUCCION DE NEUMATICOS DE CAMIONES

La forma ms eficiente que conoce hasta hoy el hombre para reciclar neumticos es la reconstruccin de los mismos para reutilizarlos en la funcin para la que fueron fabricados, y permitir despus de su primer vida prolongar su uso por medio del reciclado-reconstruccin del mismo. Esto es de vital importancia en trminos de costo para los clientes, de ahorro de recursos energticos NO renovables para los pases y de preservacin del medio ambiente para las futuras generaciones. Por esto, las empresas que se dedican a esta actividad se oponen ferviente y sistemticamente al uso de neumticos descartables (aquellos que slo posibilitan una vida til, y en muchos casos hasta con dificultades para poder llegar al final de sta).

La actividad comienza cuando queda fuera de uso un neumtico por desgaste o por roturas.

Preparado profesional del neumtico: Limpieza e inspeccin

Todos los neumticos deben ser sometidos a un examen exhaustivo, para determinar su procesabilidad. Para esto es esencial:

1) Contar con un neumtico limpio.

2) Mquinas que permitan una inspeccin fcil y rpida de las distintas partes de la cubierta, sin agredir las mismas (hay muchos equipos en el mercado que tienden a producir movimientos en los cinturones de los neumticos radiales de acero).

3) Mano de obra profesional; a pesar del gran desarrollo tecnolgico alcanzado, en la reconstruccin de neumticos sigue habiendo tareas donde la mano de obra especializada es irreemplazable. Es por ello que en la reconstruccin de neumticos se necesita mucho ms que una buena banda de rodamiento.

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Preparar la superficie: Pulido y torneado

Esta operacin crtica tiene por finalidad darle al neumtico gastado la geometra ideal siguiendo patrones preestablecidos para esa medida y tipo de cubierta por los respectivos fabricantes, a la vez que logra una superficie pulida uniforme y de textura adecuada.

Para lograr esto hay que contar con un torno capaz de aceptar y ejecutar parmetros tales como: apertura de talones, presin de inflado, radio de pulido, radio de corona, radio de hombro, ancho de raspado, ngulo de corte y mm. de caucho remanente para llegar al primer cinturn.

Reparaciones artesanales: Crteres

Se trata de eliminar cualquier degradacin posible sobre el neumtico, reestableciendo la resistencia estructural de los mismos.

En pases con baja calidad de caminos las cubiertas sufren un deterioro importante. La mayora de las veces los sntomas de los mismos, sobre todo en RADIAL ACERO, son slo perceptibles por un ojo bien entrenado, y la solucin a los daos provocados requieren de un alto criterio profesional, capaz de seleccionar para cada caso, el tipo de herramienta (R.P.M., sustancia, tamao, grano, etc.) y unidad de reparacin ms adecuado.

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Preparar la superficie: Cementado y rellenado

Son actividades que tienen por finalidad terminar de preparar la superficie de la carcasa para que esta acepte en condiciones ptimas a la nueva banda de rodamiento.

Se utilizan mquinas para aplicar el flux en forma pulverizada pero sin someter al mismo a un contacto directo con el aire comprimido. Esto es importante para prevenir la contaminacin del cemento con partculas indeseadas contenidas en el aire.

El relleno de agujeros y crteres se realiza con una miniextrusora de caucho, capaz de calentar e inyectar el mismo, eliminando los riesgos de atrapamiento de aire.

Preparacin de la banda de rodamiento

Se toma la banda del diseo adecuado y se procede a prepararla de acuerdo al permetro del neumtico en que ser colocada.

Se aplica una pelcula de caucho natural, que le permitir unirse slidamente a la superficie pulida del casco.

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Secuencia de aplicacin de la banda de rodamiento

Para la aplicacin propiamente dicha de la banda se utiliza una mquina embandadora operada y controlada por un autmata (P.L.C.) que cumple la siguiente secuencia de rdenes:

1) Infla el neumtico a la presin ideal de trabajo.

2) Utiliza un lser y un mecanismo electrnico para repartir la banda de forma balanceada.

3) Hace uso de un centrador mecnico que no admite la posibilidad de colocacin desalineada de la banda y las consiguientes malas consecuencias por desbalanceo dinmico que esto produce.

4) Operan dos brazos de desplazamiento hidrulico y sistema de compactacin neumtico, que trabajando en una secuencia de diferentes velocidades y presiones, logran una fijacin primero y una compactacin ms tarde de la banda de rodamiento contra el casco, de caractersticas inmejorables.

Vulcanizacin

Es la ltima etapa del proceso, se trata de que banda y cubierta queden definitivamente unidas por medio de la vulcanizacin de la pelcula de caucho natural que se encuentra entre ambas. Aqu como en otras actividades anteriores las operaciones y el control de las variables de las mismas han sido confiadas a un autmata (P.L.C) y a una PC cuya memoria contiene un programa de operacin y supervisin de procesos industriales (FIX). El sistema prev una serie de alarmas sonoras que avisan de cualquier falla durante el proceso, adems de entregar en tiempo real un detallado informe sobre valores tales como: vaco, presin de autoclave, presin de cubiertas, temperatura, situacin de D.P.C. (control diferencial de presin) etc.

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Diseos de bandas precuradas para neumticos radiales y diagonales

Lneas Steel Tread, Tehuelche y Eco

Las bandas precuradas Steel tienen una configuracin: diseo, calidad de compuesto, profundidad de dibujo y ancho de base, que permiten obtener un excelente rendimiento kilomtrico y bajo consumo de combustibles.

Debido a las caractersticas especiales de esta banda, se recomienda utilizarlas para reconstruir exclusivamente neumticos radiales y de primera reconstruccin. En aquellas cubiertas de marcas de reconocido prestigio es recomendable hasta en una segunda reconstruccin.

Las bandas de rodamiento TEHUELCHE y ECO han sido concebidas para todo tipo de neumticos, recomendndose para primera segunda y tercera reconstruccin.

Su configuracin: diseo, calidad de compuesto, profundidad de dibujo y ancho de banda, logran cubiertas reconstruidas de muy buen aspecto, rendimiento kilomtrico superior a la media del mercado y fundamentalmente permite reconstruir y mantener reconstruibles a la gran mayora de los neumticos.

LA RECONTRUCCION DE NEUMATICOS O.T.R. (FUERA DE CARRETERA)

Los neumticos O.T.R. (fuera de carretera) estn sometidos constantemente a considerables esfuerzos de traccin, flexin, calentamiento, oxidacin, etc., adems deben adaptarse a los distintos tipos de servicio requerido:

CARGADORAS Y TOPADORAS (Loader and Dozer)

TRANSPORTADORES (Earthmoving)

NIVELADORAS DE SUELO (Grader)

GRUAS Y ELEVADORES (Forklift and Straddle Carrier)

Sin olvidarnos de los trabajos que deben hacer los ms tradicionales neumticos fuera de carretera:

Cubiertas de Tractor Trasero

Con el desarrollo de su actividad normal estos neumticos van quedando fuera de servicio fundamentalmente por dos razones:

a) Roturas b) Desgaste

Debiendo proceder el usuario de los mismos a disponer de importantes fondos para su reposicin, adems de los problemas que suelen aparecer a causa de la falta de existencia de algunas medidas o tipos, debido a que la gran mayora de ellos son de origen importado.

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Desbastado y torneado

En esta operacin el objetivo fundamental es darle al neumtico gastado la geometra requerida para su ulterior moldeado, a la vez que se obtiene una superficie de goma con un ndice mximo de reticulacin y anclaje fsico.

Para esto se debe contar con un equipo como el exhibido, que permite montar el neumtico inflado, con el nivel de apertura de talones especificado por sus fabricantes, y cumplir con las formas establecidas por las distintas plantillas de pulido, mientras se va chequeando los valores geomtricos finales para esa medida y tipo de cubierta.

Tratamiento de crteres

En esta etapa se trata de eliminar cualquier degradacin residual sobre la carcasa, restableciendo la resistencia estructural de la misma.

Estas operaciones se tornan vitales cuando hablamos de neumticos O.T.R. (fuera de carretera) debido a que por el tipo de uso al que son sometidos durante su vida til, normalmente presentan numerosos cortes, desgarros, etc.

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Reparaciones

Para esta tarea se debe emplear equipos especficos que permitan someter al neumtico al menor estrs posible, manteniendo las caractersticas (capacidad de carga, uso sin cmara, etc.) originales de fbrica; todo esto apuntado a prolongar al mximo y sin restricciones, la vida til del mismo.

Cementado y rellenado

Son operaciones destinadas a culminar con la preparacin del neumtico para recibir la nueva banda de rodamiento.

En trminos generales diremos que se trata de aplicar una pelcula de caucho natural diludo en solvente que permite sujetar la nueva banda hasta que sta quede definitivamente adherida al casco en el proceso de moldeado.

El relleno de agujeros y crteres se realiza con una miniextrusora de caucho, capaz de calentar e inyectar el mismo, eliminando los riesgos de atrapamiento de aire.

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Extrusin y aplicacin de la banda de rodamiento

En cubiertas O.T.R. (fuera de carretera) esta etapa es crtica, pues por el tamao y caractersticas de estos neumticos, la masa de caucho a manejar es muy grande y debe ir variando y combinando a lo largo de su aplicacin distintos tipos de compuestos o frmulas, que satisfagan los requerimientos a los que estarn sometidos, durante su uso, las distintas partes que conforman esta banda de rodamiento. Todo esto impide que pueda ser extrusionada y aplicada sobre el neumtico de una sola vez.

Para evitar los problemas descriptos contamos con un tren de embandado compuesto por una extrusora o trafila en fro de origen U.S.A. y un aplicador elctroneumtico, los que siguiendo las rdenes de un autmata (P.L.C.) van bobinando con una tira de caucho caliente de no ms de 4 mm. de espesor, la totalidad del neumtico. Este sistema tiene grandes ventajas:

1) Permite ir variando la frmula de caucho utilizada para las distintas partes que conformarn la banda de rodamiento. De esta manera logramos colocar el tipo de caucho que mejor se adapta a los requerimientos fsicos y mecnicos de los distintos sectores de una banda de rodamiento: base, ncleo, capa etc.

2) El espesor y ancho de extrusin, sumados a la velocidad y presin con la que se aplica, permiten que el caucho se ponga en contacto con el neumtico desalojando cualquier partcula de aire y a una temperatura que aseguran una fusin de la nueva banda con la cubierta, muy superior a la lograda con cualquier otro mtodo.

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Moldeado (recauchutaje)

El neumtico es armado con una llanta especial e introducido en un molde que contiene una matriz de aluminio, la que por medio del efecto de la presin de aire interna contenida en el neumtico ms la temperatura proporcionada por el molde, imprimir el diseo seleccionado.

En las cubiertas O.T.R. (fuera de carretera) la vulcanizacin de la nueva banda de rodamiento, es bastante complicado debido a los grandes espesores de caucho que hay que curar; por ello en nuestro caso cada neumtico es controlado en forma individual durante el proceso por medio de un cable sensor que es colocado bajo la banda de rodamiento en el sector ms fro de la cubierta.

Esto combinado con las curvas reomtricas de cada compuesto, nos permite lograr niveles ptimos de vulcanizacin, sometiendo al neumtico al menor tiempo posible de exposicin al calor.

Curado (retacado)

La vulcanizacin de las nuevas bandas o los nuevos tacos se lleva a cabo dentro de un autoclave de caractersticas especiales. Las mquinas de este tipo pueden procesar neumticos de hasta 2,80 metros de dimetro externo.

Las operaciones y el control de las variables de las mismas se confian a un autmata (P.L.C.) y a una PC cuya memoria contiene un programa de operacin y supervisin de procesos industriales (FIX).

El sistema est provisto de una serie de alarmas sonoras que avisan de cualquier falla durante el proceso, adems de entregar en tiempo real un detallado informe sobre los valores tales como: temperatura, presin, duracin de ciclo, etc.

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Proceso finalizado (neumtico procesado)

LA RECONTRUCCION DE NEUMATICOS DE AUTO Y CAMIONETA

Si bien es cierto que en los neumticos de automvil hubo una importante disminucin en la utilizacin de la reconstruccin como medio de alargar su vida til, en el mundo van soplando nuevos vientos debido a que la reconstruccin es hasta hoy el nico medio "rentable" que se conoce para morigerar las graves consecuencias ecolgicas que surgen al pasar estos a desecho industrial NO biodegradable.

OTROS MATERIALES PARA LA RECONSTRUCCION DE NEUMATICOS: PARCHES

Los parches han sido concebidos para ser usados exclusivamente por reconstructores de neumticos. Con ellos pueden restaurar la resistencia estructural de la carcasa, generando las mnimas tensiones y desbalanceos posibles en la zona reparada. De esta forma se aseguran que el neumtico reconstruido llegue al final de su vida til.

Para que esto sea posible se utilizan en su fabricacin los mismos cordones de nylon o acero que se utilizan para fabricar neumticos nuevos.

Tambin se utilizan compuestos de caucho que aseguran mxima hermeticidad para que el aire contenido en el interior del neumtico no migre a travs de la carcasa produciendo eventuales separaciones en las mismas, y mnima histresis para que sea capaz de deformarse y volver a su forma normal tantas veces como sea necesario mientras el neumtico est rodando.

Tambin se han aprovechado al mximo las ventajas y seguridades que ofrece la "vulcanizacin en caliente", pudiendo utilizar elementos y procedimientos homogneos en trminos de materiales, ciclos de vulcanizacin, etc. entre el proceso de reconstruccin y el de reparacin del neumtico a reconstruir. Nos encontramos entonces con un parche que:

- Es liviano - "NO" tiene fecha de vencimiento - Es flexible - "NO" requiere de una solucin especial para ser pegado - ES hermtico - "NO" cuenta con una capa de cojn autovulcanizante el cual siempre

cuesta compatibilizar con un proceso donde el neumtico "si o si" debe ser calentado.

Se aplica utilizando el mismo flux y el mismo compuesto cojn que se usa para la banda de rodamiento, simplificando el inventario de materiales, Evita las incomodidades y riesgos de aquellos parches que comienzan a "despegarse" antes de entrar en los autoclaves de precurado - retallado y retacado o moldes de recauchutaje.

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En definitiva, un parche que le da ms seguridad y eficiencia al reconstructor de neumticos, quien no puede permitirse el lujo de arriesgar todo el proceso de reconstruccin por no utilizar un parche adecuado.

Instrucciones para el uso de parches radiales

Para el caso de reparacin de neumticos a reconstruir bajo el sistema de precurado, se debe seleccionar el parche correcto, de acuerdo al siguiente criterio:

1) Reparacin de banda de rodamiento: se toma la medida M de acuerdo al grfico 1 y se va a la tabla entrando por tipo de vehculo y seccin del neumtico a reparar.

2) Reparacin de lateral y hombro: se toman las medidas G y R del grfico 1 y se va a la tabla entrando por tipo de vehculo y seccin del neumtico a reparar.

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UTILIZACION DE NEUMATICOS EN DESUSO COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN FABRICAS DE CEMENTO

1. Introduccin

Debido a las reacciones qumicas irreversibles a las que es sometido el caucho durante el proceso de vulcanizacin, no es posible reciclar neumticos desechados para ser reutilizados en la fabricacin de neumticos nuevos. Esta es la principal causa por la cual miles de toneladas de neumticos son almacenadas anualmente en vertederos municipales o en vertederos ilegales. El problema no es menor, pues recientes estudios en materia de descomposicin de materiales indican que los neumticos, adems de no ser biodegradables, afectaran el proceso de la basura, que s lo es, y por este motivo estn siendo rechazados en los vertederos. En nuestro pas no existe aun una poltica clara en orden a establecer un mecanismo que permita tratar el problema. Esto, junto con el hecho de que no existen alternativas econmicamente rentables de reutilizacin, como por ejemplo un mercado para productos derivados del caucho, tales como pisos y superficies o adiciones de goma para mejorar el asfalto en carreteras (lo cual podra eventualmente ser una solucin a esta problemtica) hacen que el problema persista en el tiempo. Siguiendo el ejemplo de otras naciones, ms avanzadas en el tema, comenzamos a vislumbrar las ventajas del reaprovechamiento energtico de desechos como una alternativa rentable de sustitucin de los combustibles tradicionales, lo que a su vez se traducir en una mejor calidad de vida y reduccin de desechos, convirtindolos en materias primas para otros procesos. En la bsqueda por una mayor competitividad comercial, la industria mundial del Cemento est quemando residuos como combustible alternativo en sus hornos, buscando reducir el costo de los combustibles tradicionales. Esta estrategia ha posibilitado la generacin de empresas proveedoras que han hecho del reaprovechamiento energtico de residuos un gran negocio, el que ha encontrado, adems, la aceptacin de las autoridades medioambientales con el argumento de que el reaprovechamiento energtico de residuos combustibles es ecolgico porque ahorra combustibles fsiles y recursos naturales. La calcinacin de las materias primas para fabricar el clnker (elemento fundamental en la produccin del cemento) la cual se lleva a cabo al interior de hornos rotatorios, es el ncleo fundamental del proceso dentro de las plantas cementeras; el cual requiere de una gran cantidad de energa, suministrada por el combustible, que se inyecta al horno, y representa el mayor costo econmico en la fabricacin del cemento. Las altas temperaturas en los hornos y largos tiempos de residencia inherentes al proceso de fabricacin del cemento, suponen un alto potencial para la destruccin de compuestos orgnicos, lo que posibilita la utilizacin de una amplia variedad de combustibles, subproductos de otros procesos industriales o derivados de residuos, tanto lquidos (aceites usados, solventes, residuos de destilacin, etc.) como slidos (neumticos usados, residuos de madera, papel, cartn, plstico, lodos urbanos e industriales, etc.). Es por esto, que las plantas cementeras renen las condiciones necesarias para llevar a cabo una quema limpia de neumticos desechados y aprovechar as su alto contenido calrico en reemplazo del petrleo o carbn. La industria cementera en pases como Estados Unidos o Mxico ha adoptado la incineracin de diversos residuos, tanto lquidos como slidos, en sus hornos. Esta prctica ha recibido el visto bueno de las autoridades ambientales de diversos pases. La valorizacin energtica, que podra servir tanto como alternativa ecolgica a la dependencia continua de combustibles fsiles, como mecanismo idneo para la eliminacin de una amplsima gama de residuos no biodegradables, en particular de neumticos desechados, puede convertirse en un negocio rentable tanto para proveedores como para las plantas cementeras. Las principales barreras que han impedido generalizar la tcnica del uso de neumticos desechados en la industria cementera chilena son: primero, que para el caso en que se requiere el trozado previo de los neumticos, las ventajas en los costos son claramente marginales frente a los combustibles tradicionales (carbn, coque, petrleo, gas, fuel-oil); y segundo, el hecho de que no se tienen antecedentes de la fiabilidad y volumen de los suministros de neumticos desechados, lo

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cual trae consigo, un riesgo asociado, en trminos de la recuperacin de la inversin en las modificaciones que resultan necesarias de practicar al horno rotatorio.

En diversos proyectos llevados a cabo, la industria cementera chilena ha demostrado estar particularmente preocupada por la disponibilidad de suministros continuos de neumticos en cantidades suficientes y a precios razonables. Por lo general las empresas de cemento no desean involucrarse en la recoleccin de neumticos, prefiriendo externalizar este servicio a un proveedor responsable de su recoleccin y entrega. El presente estudio tiene por objetivo, determinar las posibilidades econmicas de aprovechar un nicho de mercado inexplorado hasta la fecha, como es la recoleccin y la entrega de neumticos desechados para abastecer a la industria cementera de un combustible alternativo de bajo costo, haciendo rentable, para un inversionista privado, invertir en una empresa de aseo industrial encargada de esta tarea. Esto, sumado al inters manifiesto de las empresas en estudiar el tema, justifican la realizacin de un estudio de estas caractersticas. Dado que las posibilidades reales de obtener ganancias a partir de la venta de neumticos desechados dependen del xito que tendra un proyecto de combustibles alternativo en la industria cementera, consumidor final de este insumo, se examinarn a su vez, las distintas aplicaciones tecnolgicas existentes en la actualidad para implementar esta tcnica en los hornos rotatorios de las plantas de cemento, junto a las condiciones y repercusiones, tanto medioambientales como econmicas, que traera consigo la implementacin de este singular e innovador proyecto de aprovechamiento energtico de residuos.

2. Caractersticas del neumtico

2.1 Origen y composicin del neumtico

Un neumtico es bsicamente un elemento que permite a un vehculo desplazarse en forma suave a travs de superficies lisas. Consiste en una cubierta principalmente de caucho que contiene aire el cual soporta al vehculo y su carga. Su invencin se debe al norteamericano Charles Goodyear quin descubri, accidentalmente en 1880, el proceso de vulcanizacin, con el que se da al caucho la resistencia y solidez necesaria para fabricarlo

El neumtico est compuesto principalmente de tres productos: caucho (natural y sinttico), un encordado de acero y fibra textil. A su vez, el caucho usado en la fabricacin de neumticos est compuesto por un grupo de polmeros (compuestos qumicos de elevado peso molecular) entre los que se cuentan el polisopreno sinttico, el polibutadieno y el ms comn que es el estiero-butadieno, todos basados en hidrocarburos.

Se agregan adems, otros materiales al caucho para mejorar sus propiedades, tales como: suavizantes, que aumentan la trabajabilidad del caucho, antes de la vulcanizacin; xido de Zinc y de Magnesio, comnmente denominados activadores, pues son mezclados para reducir el tiempo de vulcanizacin de varias a horas a pocos minutos; antioxidantes, para dar mayor vida al caucho sin que se degrade por la accin del oxgeno y el ozono; y finalmente negro de humo, especie de humo negro obtenido por combustin incompleta de gases naturales, que entrega mayor resistencia a la abrasin y a la tensin.

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Tabla 1. Composicin y caractersticas de los diferentes tipos de neumticos.

Neumticos de Pasajeros (automviles y camionetas)

Caucho natural 14 % Caucho sinttico 27% Negro de humo 28% Acero 14 - 15% Fibra textil, suavizantes, xidos, antioxidantes, etc. 16 - 17%

Peso promedio: 8,6 Kg Volumen 0.06 m3

Neumticos MCT (camiones y microbuses)

Caucho Natural 27 % Caucho sinttico 14% Carbn negro 28% Acero 14 - 15% Fibra, suavizantes, xidos, antioxidantes, etc. 16 - 17% Peso promedio: 45,4 Kg. Volumen 0.36 m3

Fuente: Rubber Manufacters Association

Aunque suelen variar segn el tipo de neumticos y el pas de fabricacin, los diferentes elementos qumicos que componen un neumtico se muestran en la tabla 2 junto a sus porcentajes respectivos:

Tabla 2. Anlisis qumico del neumtico

Elemento Porcentaje Carbono (C) 70 Hidrogeno (H) 7 Azufre (S) 1..3 Cloro (Cl) 0,20,6 Fierro (Fe) 15 Oxido de Zinc (ZnO) 2 Dixido de Silicio (SiO2)

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Cromo (Cr) 97-ppm Nquel (Ni) 77-ppm Plomo (Pb) 60-760ppm Cadmio 5-10ppm Talio 0,2-0,3ppm

Fuente: Combustibles alternativos, Holderbank 1997.

En el proceso de vulcanizado, en la fabricacin del neumtico, la goma virgen es mezclada con otros productos (cauchos sintticos, azufre y xidos) y llevada a temperaturas que provocan cambios en su estructura qumica interna y en sus propiedades fsicas. Estos cambios son, en la prctica, irreversibles. Posteriormente, la goma del neumtico, al estar sometida a ambientes

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agresivos como el roce con el pavimento, se desgasta y degrada. El roce constante con el aire causa a su vez la oxidacin del material, todo lo cual impide que la goma granulada recuperada a partir de neumticos usados alcance los niveles de calidad de la goma virgen original. Este es el principal motivo por el cual no es posible reciclar neumticos para utilizarlos como materia prima para producir nuevos neumticos (ver Anexo B). En la alternativa de incinerar neumticos se genera calor, agua y cenizas. Estas cenizas, al contener los principales componentes necesarios para la fabricacin de cemento, son absorbidas y capturadas en la estructura cristalina del cemento, durante el proceso de fabricacin del mismo en el interior del horno rotatorio, lo cual permite, ahorrar materias primas y combustible. La composicin qumica de esta ceniza es la siguiente:

Tabla 3. Anlisis mineral de la ceniza de neumtico. (% en peso)

Compuesto %

Dixido de Silicio (SiO2) 22.00 Dixido de Aluminio (AL2O3) 9.09 xido de Fierro (Fe2O3) 1.45 xido de Calcio (CaO) 10.61 Dixido de Titanio (tiO2) 2.57 xido de magnesio (MgO) 1.35 xido de Sodio (Na2O) 1.10 xido de Potasio (K2O) 0.92 Azufre en (SO3) 15.68 Fsforo en (P2O5) 1.03 xido de Azufre (ZnO) 34.50

Fuente: Combustibles alternativos, Holderbank 1997.

Los cuatro primeros compuestos son las materias primas fundamentales de las que est hecho el cemento. En el siguiente captulo, y en el captulo 4, se describir en detalle, las caractersticas y la forma en que los neumticos no slo aportan materias primas al proceso de fabricacin del cemento, sino que tambin reducen los niveles de emisin de algunos gases de combustin en comparacin con los combustibles tradicionales.

2.2 Destino de los neumticos desechados

A diferencia de nuestro pas, en Estados Unidos y Europa existe una clara preocupacin por el tema del tratamiento de desechos slidos, la cual se ve reflejada en leyes y normativas, que apuntan a crear una consciencia del reciclaje y a incentivar a sus comunidades para desechar residuos en lugares apropiados, obteniendo beneficios tanto econmicos como medioambientales. En estados Unidos, actualmente, se desechan al ao alrededor de 250 millones de neumticos: adems, se estima que existen entre 2 a 3 billones de estos desechos acumulados en dicha nacin. Aproximadamente, 10% de estos son incinerados, cerca del 4% son exportados a otros pases (normalmente para ser incinerados all), otro 2% es usado en caucho asfltico y 2% es reciclado en otros productos.

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Otro ejemplo es Alemania, que produce 628.000 toneladas de neumticos desechados al ao, de donde cerca del 30% son quemados en hornos de plantas cementeras. Otras cifras de pases de la Unin Europea son: Inglaterra 290.000 toneladas, Italia 150.000 toneladas y Francia 350.000 toneladas. En Inglaterra 36% de los neumticos que no fueron recauchados, son enviados a basurales, 29% son enviados a vertederos de neumticos (centros de acopio), 8% son exportados (normalmente para ser incinerados), 21% son incinerados sin recobrar energa y un 4% son usados como combustible alternativo en plantas cementeras. El caso Mexicano ha sido tambin exitoso. Segn datos de 1996, 21 plantas cementeras cuentan con permisos provisionales y autorizaciones para quemar neumticos en sus hornos de cemento.

En el mbito nacional, no se conocen intentos serios por reciclar o recuperar industrialmente neumticos en cantidades significativas. La forma ms comn de eliminacin consiste en depositarlos en vertederos y hacer un relleno sanitario, sin embargo, el constante crecimiento de la cantidad de neumticos desechados y la gran cantidad de espacio que estos ocupan debido a su forma, est provocando una saturacin de los vertederos.

2.3 Los neumticos desechados como combustible alternativo

Como combustible, los neumticos desechados son una excelente fuente de energa. Los neumticos tienen un valor calorfico entre 6.500 a 9.000 Kcal/Kg, dependiendo de la composicin, y de si el metal ha sido removido. A modo de comparacin el carbn presenta un valor calorfico de 7.400 Kcal/Kg.

Tabla 4. Poderes calorficos de diferentes combustibles.

Combustible Poder calorfico (Kcal/Kg) Estircol de vacuno 4.054 Paja de trigo 4.657 Madera seca 4.793 Corteza de pino 5.204 Carbn 7.400 Neumticos (promedio) 8.300 Petrleo 10.409

Fuente: Marks, Manual del Ingeniero Mecnico.

La principal ventaja es la reduccin de costos que resulta de la utilizacin de esta fuente de energa. En el caso de una planta cementera, este ahorro es importante, ya que en stas, entre un 35 y 45% del costo est relacionado con la energa. Por otro lado, el uso de este tipo de combustible, en la cual se reemplaza parte del combustible por neumticos, o son usados estos como fuente nica de energa, tiene la ventaja de que el acero de los neumticos es fundido durante la quema y pasa a formar parte del clnker mejorando las propiedades de ste. Los neumticos usados como combustible, ya sean completos o previamente trozados o chipeados, tienen un contenido de humedad insignificante, generalmente de menos del 2%. Los neumticos contienen menos sulfuros que otros combustibles, elementos que en la combustin son oxidados y liberados al aire como agente contaminador.

El impacto de las plantas cementeras modernas sobre la calidad del aire es sustancialmente menor que el nivel de significacin medioambiental. Esto sigue siendo cierto cuando se usan combustibles alternativos. El uso de combustibles alternativos preserva combustibles primarios. Anlisis de ciclo

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de vida han demostrado que una utilizacin selectiva de combustibles derivados de residuos reduce las emisiones de CO2 a la atmsfera.

Con los sistemas de control ambiental apropiados, la quema de neumticos, comparada con la de combustibles tradicionales como el carbn, produce similares emisiones de metales como Zinc, Cadmio, Plomo, Nickel y Cromo.

La valorizacin energtica de los neumticos desechados en el proceso cementero ofrece ventajas significativas sobre otros mtodos de utilizacin o eliminacin, pues como veremos, tanto el contenido energtico como el material es totalmente aprovechado en el proceso de combustin de clnker.

Desde mediados de los 80, los neumticos desechados vienen siendo utilizados cada vez en mayor medida en los hornos de cemento como combustibles alternativos, demostrando su uso las siguientes ventajas:

- Se preservan recursos energticos fsiles, no renovables, a la vez que se recupera el valor energtico (y material) de los residuos o subproductos.

- Se reducen los impactos sobre el aire, el agua y el suelo (los que produciran su vertido o su incineracin no controlada, u otra gestin de peor ecobalance).

- En la incineracin de residuos en el horno de cemento no se produce ningn nuevo residuo como cenizas o escorias que requieran ser depositados o vertidos, ya que estas son absorbidas en el proceso y capturadas por las materias primas. Todos los elementos que ingresan al horno estn presentes en el producto.

- Costos menores de gestin (se usan instalaciones existentes, evitndose inversiones en nuevas; y los costos de operacin son menores).

- Se reducen las emisiones de CO2 disminuyendo las emisiones de efecto invernadero.

3. El uso de los neumticos desechados como combustible en una fabrica de cemento

3.1 Caractersticas medioambientales y efectos sobre el cemento

En general, el uso de neumticos desechados como combustible en hornos cementeros reduce la produccin de xidos de nitrgeno y dixidos de azufre, en relacin a los carbones normalmente utilizados en la fabricacin del cemento, ya que tienen un menor contenido de stos elementos.

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El azufre del neumtico se incorpora a la cal de calcinacin en forma de carbonato clcico, que es una materia prima en la fabricacin del cemento. Toda la ceniza se absorbe en la estructura cristalina del clnker; de esta forma, no hay residuos procedentes del neumtico en los hornos de cemento. Un elevado contenido de cenizas provoca un menor flujo de materias primas que pasan por el precalentador del horno, aumentando la temperatura del gas de escape, con lo cual se tiene una mayor prdida trmica. En este sentido los neumticos presentan una nueva ventaja frente al carbn. No se ha descrito ningn efecto adverso sobre la calidad del cemento por el uso de neumticos desechados como combustible alternativo, y no se presentan complicaciones operacionales adicionales a lo tradicional en el proceso. La nica particularidad que eventualmente podra observarse, es que el clnker presenta una tonalidad un poco ms oscura de lo habitual, producto de la impregnacin de componentes no combustionados presentes en los neumticos (acero reforzado). Las pruebas realizadas en hornos de Estados Unidos demuestran que los controles existentes sobre las emisiones atmosfricas de los hornos deberan ser suficientes como para permitir el uso de neumticos como combustible, cumpliendo con las normas sobre emisiones y siempre y cuando, el porcentaje de neumticos no exceda el 30% del valor calorfico total del combustible utilizado en los hornos

Como dato adicional, mencionaremos que el Instituto para la Proteccin Medioambiental del estado de Baviera (Alemania), lleg a la conclusin de que la mejor forma de eliminar neumticos desechados era quemarlos en los hornos de cemento.

3.2 Emisiones del horno debidas a la combustin de neumticos desechados

No existe ninguna teora que permita identificar con exactitud el ef