Noticias
La desvulcanización y el futuro sostenible de los neumáticos: un gigante complejo en nuestra vida cotidiana
Los neumáticos están compuestos por más de 200 ingredientes diferentes. Son altamente resistentes a la biodegradación, así como a la descomposición térmica o fotoquímica, sin alterar en gran medida sus propiedades. Su desecho inadecuado en vertederos representa un grave riesgo ambiental y sanitario. Para mitigar esta problemática, es necesario transitar de una economía lineal a una economía circular, donde los residuos se reintegren como materias primas secundarias. En el caso de los neumáticos al final de su vida útil (NFVU), la estrategia se divide en cuatro etapas de valorización que buscan extraer el máximo beneficio del material. La desvulcanización consiste en la ruptura selectiva de los enlaces de azufre que forman los entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas, buscando recuperar el material elastomérico de partida para su reprocesamiento y revulcanización. Para garantizar una desvulcanización eficiente y homogénea, se emplean agentes químicos de ayuda. La caracterización estructural es el pilar que permite optimizar estos procesos. Zenen Zepeda, investigador del Laboratorio de Caracterización de Aimplas lo explica.
Los neumáticos representan el principal producto derivado del caucho y su demanda no deja de crecer debido a la expansión del sector automotriz y del transporte. Este objeto es una obra maestra de la ingeniería, diseñado para ofrecer prestaciones extremas como resistencia a la abrasión, adherencia al asfalto, resistencia y una elasticidad duradera. Estas propiedades se deben a la vulcanización, un proceso químico que genera una red tridimensional de entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas.
Sin embargo, su virtud es también su mayor inconveniente al final de su vida útil. Un neumático está compuesto por más de 200 ingredientes diferentes, incluyendo mezclas de cauchos (natural y SBR), negro de carbono, sílice, metales, textiles, aceites y agentes de protección contra el ozono y la degradación. Debido a esta variada composición y a su estructura química, los neumáticos son altamente resistentes a la biodegradación, así como a la descomposición térmica o fotoquímica, sin alterar en gran medida sus propiedades, lo que los convierte en un residuo de enorme complejidad para el reciclaje.
El desecho inadecuado de neumáticos en vertederos representa un grave riesgo ambiental y sanitario. Por su forma e impermeabilidad, permiten la acumulación de agua estancada, convirtiéndose en el criadero ideal para mosquitos transmisores de enfermedades como el dengue, la chikunguña y la malaria. Además, su alta inflamabilidad puede provocar incendios masivos, extremadamente difíciles de extinguir, que liberan cenizas ricas en metales pesados, contaminando suelos y aguas subterráneas.
El camino hacia la economía circular
Para mitigar esta problemática, es necesario transitar de una economía lineal a una economía circular, donde los residuos se reintegren como materias primas secundarias. En el caso de los neumáticos al final de su vida útil (NFVU), la estrategia se divide en cuatro etapas de valorización que buscan extraer el máximo beneficio del material:
Valorización Primaria (Reutilización y Recauchutado): Consiste en volver a poner en circulación neumáticos en buen estado o sustituir la banda de rodadura desgastada manteniendo la carcasa original. Aunque eficiente económicamente, no es una solución sostenible a largo plazo debido a la fatiga del material tras varios ciclos. Valorización Secundaria (Reducción de Tamaño): Es el método más común a escala industrial e implica la molienda mecánica para obtener polvo o granulado de caucho. Este material se utiliza en asfaltos, campos de fútbol o suelos de parques infantiles. Su limitación principal es que, al mantener su estructura entrecruzada, las partículas no fluyen y suelen reducir las prestaciones mecánicas de los nuevos materiales a los que se añaden. Valorización Terciaria (El Corazón de la Innovación): Considerada el mejor enfoque, busca recuperar los materiales originales. Incluye la pirólisis (degradación térmica en ausencia de oxígeno) y, de forma destacada, la desvulcanización. Valorización Cuaternaria (Recuperación Energética): Consiste en la incineración controlada para obtener energía, aprovechando que los neumáticos tienen un contenido energético similar al del carbón. Es la opción menos deseable ambientalmente debido a las emisiones tóxicas de gases como COx, SOx y NOx si no existe un control riguroso. ¿Qué es exactamente la desvulcanización?
La desvulcanización consiste en la ruptura selectiva de los enlaces de azufre (enlaces C-S o S-S) que forman los entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas, buscando recuperar el material elastomérico de partida para su reprocesamiento y revulcanización.
El mayor reto científico-técnico es lograr esta ruptura sin dañar la cadena principal de carbono (enlaces C-C). Si el proceso rompe las cadenas principales de forma aleatoria, se produce la regeneración, generando materiales de menor calidad (similares a oligómeros) con propiedades mecánicas degradadas. Por el contrario, una desvulcanización exitosa permite obtener un caucho reciclado con capacidad de fluir y propiedades similares al material virgen.
Tecnologías para devolver la vida al caucho
Existen diversos enfoques tecnológicos para lograr la desvulcanización, cada uno con aplicaciones y desafíos específicos:
Para garantizar una desvulcanización eficiente y homogénea, se emplean agentes químicos de ayuda. Estos compuestos actúan como ‘captadores’ de radicales libres, estabilizándolos para evitar que las cadenas se vuelvan a unir descontroladamente durante el proceso.
Finalmente, la caracterización estructural es el pilar que permite optimizar estos procesos. Técnicas tradicionales como el hinchamiento con solventes (modelo de Flory-Rehner) presentan limitaciones en presencia de cargas como el negro de carbono. Por ello, se ha introducido la Resonancia Magnética Nuclear de múltiple coherencia cuántica (1H DQ-RMN), una herramienta potente que permite medir de forma directa y cuantitativa la densidad de entrecruzamiento real y su distribución espacial a nivel molecular.
Para poder ver el contenido completo tienes que estar suscrito. El contenido completo para suscriptores incluye informes y artículos en profundidad
Inicia sesión Suscríbete
Los neumáticos representan el principal producto derivado del caucho y su demanda no deja de crecer debido a la expansión del sector automotriz y del transporte. Este objeto es una obra maestra de la ingeniería, diseñado para ofrecer prestaciones extremas como resistencia a la abrasión, adherencia al asfalto, resistencia y una elasticidad duradera. Estas propiedades se deben a la vulcanización, un proceso químico que genera una red tridimensional de entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas.
Sin embargo, su virtud es también su mayor inconveniente al final de su vida útil. Un neumático está compuesto por más de 200 ingredientes diferentes, incluyendo mezclas de cauchos (natural y SBR), negro de carbono, sílice, metales, textiles, aceites y agentes de protección contra el ozono y la degradación. Debido a esta variada composición y a su estructura química, los neumáticos son altamente resistentes a la biodegradación, así como a la descomposición térmica o fotoquímica, sin alterar en gran medida sus propiedades, lo que los convierte en un residuo de enorme complejidad para el reciclaje.
El desecho inadecuado de neumáticos en vertederos representa un grave riesgo ambiental y sanitario. Por su forma e impermeabilidad, permiten la acumulación de agua estancada, convirtiéndose en el criadero ideal para mosquitos transmisores de enfermedades como el dengue, la chikunguña y la malaria. Además, su alta inflamabilidad puede provocar incendios masivos, extremadamente difíciles de extinguir, que liberan cenizas ricas en metales pesados, contaminando suelos y aguas subterráneas.
El camino hacia la economía circular
Para mitigar esta problemática, es necesario transitar de una economía lineal a una economía circular, donde los residuos se reintegren como materias primas secundarias. En el caso de los neumáticos al final de su vida útil (NFVU), la estrategia se divide en cuatro etapas de valorización que buscan extraer el máximo beneficio del material:
La desvulcanización consiste en la ruptura selectiva de los enlaces de azufre (enlaces C-S o S-S) que forman los entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas, buscando recuperar el material elastomérico de partida para su reprocesamiento y revulcanización.
El mayor reto científico-técnico es lograr esta ruptura sin dañar la cadena principal de carbono (enlaces C-C). Si el proceso rompe las cadenas principales de forma aleatoria, se produce la regeneración, generando materiales de menor calidad (similares a oligómeros) con propiedades mecánicas degradadas. Por el contrario, una desvulcanización exitosa permite obtener un caucho reciclado con capacidad de fluir y propiedades similares al material virgen.
Tecnologías para devolver la vida al caucho
Existen diversos enfoques tecnológicos para lograr la desvulcanización, cada uno con aplicaciones y desafíos específicos:
- Métodos Químicos: Son el punto de referencia (a nivel de laboratorio) por su alta selectividad. Utilizan solventes orgánicos y agentes como mercaptanos, tioles y disulfuros que favorecen la ruptura de los enlaces de azufre incluso a temperatura ambiente, evitando la degradación térmica de las cadenas.
- Métodos Termo-mecánicos: Son los más avanzados para su explotación a escala industrial porque pueden aplicarse en procesos continuos, como la extrusión de doble husillo. Someten al caucho a altos esfuerzos de cizalla y temperaturas controladas. Requieren una optimización precisa, ya que el exceso de calor puede provocar la ruptura de las cadenas principales o una revulcanización no deseada debido a la formación de radicales libres.
- Métodos Físicos (Microondas y Ultrasonidos): La desvulcanización por microondas utiliza radiación electromagnética para generar calor uniforme de forma rápida y sin solventes. Por su parte, el ultrasonido utiliza ondas de alta energía, sobrecargando y rompiendo los enlaces químicos de la red vulcanizada de forma eficiente.
- Métodos Biológicos: Utilizan microorganismos para la desvulcanización del caucho. Aunque son amigables con el medio ambiente, su aplicación industrial es limitada debido a sus tiempos de procesamiento extremadamente largos y su eficacia limitada, que pueden superar el mes de tratamiento.
Para garantizar una desvulcanización eficiente y homogénea, se emplean agentes químicos de ayuda. Estos compuestos actúan como ‘captadores’ de radicales libres, estabilizándolos para evitar que las cadenas se vuelvan a unir descontroladamente durante el proceso.
Finalmente, la caracterización estructural es el pilar que permite optimizar estos procesos. Técnicas tradicionales como el hinchamiento con solventes (modelo de Flory-Rehner) presentan limitaciones en presencia de cargas como el negro de carbono. Por ello, se ha introducido la Resonancia Magnética Nuclear de múltiple coherencia cuántica (1H DQ-RMN), una herramienta potente que permite medir de forma directa y cuantitativa la densidad de entrecruzamiento real y su distribución espacial a nivel molecular.
Para poder ver el contenido completo tienes que estar suscrito. El contenido completo para suscriptores incluye informes y artículos en profundidad
Inicia sesión Suscríbete
Fecha publicación: 28/09/2026
Fuente: Plast 21 revista
