Científicos estadounidenses resucitan neumáticos muertos para convertirlos en material industrial de alto valor en 6 horas

Este proceso se realiza bajo condiciones suaves (35-50 °C), siendo más amigable con el medio ambiente y económico comparado con técnicas tradicionales que requieren altas temperaturas o catalizadores caros.

• 274 millones de neumáticos desechados en EE. UU. en 2021.
• Métodos actuales como la pirólisis generan compuestos tóxicos.
• Nuevo proceso químico descompone caucho a baja temperatura.
• Convierte residuos en materiales útiles, como resinas epóxicas.
• Más eficiente, menos contaminante, más sostenible.

Una alternativa más limpia para los neumáticos: innovador proceso químico para reutilizar residuos de caucho

Cada año, millones de neumáticos terminan en vertederos, generando una crisis ambiental por su volumen y por los riesgos que representan. Solo en Estados Unidos, más de 274 millones de neumáticos fueron desechados en 2021, de los cuales cerca del 20 % acabó en rellenos sanitarios. Este tipo de residuo no solo ocupa espacio, sino que también libera químicos peligrosos y puede arder espontáneamente, emitiendo gases tóxicos.

El reciclaje químico tradicional, como la pirólisis, implica la descomposición del caucho a altas temperaturas, pero este proceso libera subproductos dañinos como benceno y dioxinas, que amenazan la salud humana y el entorno.

Una técnica innovadora con menor impacto ambiental

Un equipo de investigadores financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., liderado por el Dr. Aleksandr Zhukhovitskiy de la Universidad de Carolina del Norte, ha desarrollado un nuevo método químico que rompe las cadenas del caucho utilizando aminación de enlaces C–H y una posterior reorganización del polímero. Este enfoque permite convertir el caucho usado en precursores para resinas epóxicas, materiales de alto valor industrial.

El caucho de los neumáticos, compuesto por polímeros sintéticos como el polibutadieno y el poliisopreno, es difícil de reciclar debido a su estructura tridimensional entrecruzada, que le da resistencia pero también lo hace prácticamente indestructible por métodos convencionales.

Las técnicas tradicionales, como la desvulcanización (romper los enlaces de azufre) o la oxidación de la cadena principal, tienen limitaciones importantes: generan productos de bajo valor o materiales debilitados que no son útiles a escala industrial.

Un proceso químico eficiente y selectivo

El nuevo enfoque utiliza un reactivo de azufre-diimida que permite introducir grupos amina en lugares específicos de la cadena polimérica. Esto prepara la estructura para su reordenamiento, rompiendo el caucho en materiales solubles funcionalizados con aminas que pueden ser reutilizados directamente.

En ensayos con un polímero modelo, el proceso redujo el peso molecular de 58 100 g/mol a solo 400 g/mol. En pruebas con caucho real, la degradación se logró en solo seis horas, obteniendo un producto soluble apto para fabricar resinas epóxicas comparables en resistencia a las comerciales.

Condiciones más sostenibles y menor consumo energético

Una de las mayores ventajas del método es su bajo requerimiento energético. El proceso se lleva a cabo entre 35 y 50 °C, en medios acuosos, sin necesidad de catalizadores costosos ni temperaturas extremas. Esto representa una reducción significativa del impacto ambiental respecto a las técnicas actuales.

Aplicaciones industriales de alto valor

Las resinas epóxicas se usan en adhesivos, recubrimientos y materiales compuestos. Tradicionalmente derivadas del petróleo, como el bisfenol A, ahora pueden obtenerse a partir de caucho reciclado, gracias a este proceso. La posibilidad de reemplazar insumos fósiles por residuos postconsumo es un paso concreto hacia una economía circular en el sector de materiales.

Medición del impacto ambiental

El equipo evaluó el proceso mediante el E-factor, que relaciona los residuos generados con el producto obtenido. Aunque el E-factor completo aún es alto (principalmente por el uso de disolventes), el E-factor simple (sin contar disolventes) mostró una huella mucho más baja, indicando que con mejoras futuras, este proceso puede ser aún más sostenible.

Potencial de esta tecnología para hacer nuestro mundo más sostenible

Este avance no solo aborda un problema grave de residuos sólidos, sino que también propone una vía práctica para valorizar el caucho usado, reduciendo su presencia en vertederos y evitando emisiones peligrosas. Además:

• Reduce la dependencia de derivados del petróleo, usando residuos como materia prima.
• Ahorra energía, gracias a sus condiciones suaves de reacción.
• Evita químicos tóxicos, protegiendo la salud humana y el ambiente.
• Fomenta una economía circular, en la que los residuos se transforman en recursos útiles.

Si se logra escalar industrialmente, este proceso puede convertirse en una pieza clave para transformar el reciclaje de neumáticos, convirtiendo un residuo persistente en una fuente de materiales útiles, seguros y sostenibles.

Vía unc.edu