Durante miles de años, los humanos han convertido la madera en carbón vegetal a través de una técnica llamada pirólisis. Ahora, Jean-Michel Douarre quiere utilizar este método antiguo para un propósito moderno: convertir neumáticos de automóviles viejos en nuevos.

Douarre, jefe de investigación de materiales sostenibles en el fabricante francés de neumáticos Michelin, espera que la pirólisis ponga a su industria en una base más ecológica.

Carbono limpio

Los neumáticos, que están hechos de caucho y productos petroquímicos, contienen mucho carbono. Y la producción de neumáticos actualmente implica la quema de combustibles fósiles que liberan gases de efecto invernadero a la atmósfera.

La pirólisis es la descomposición a alta temperatura de materiales sin oxígeno y, a diferencia de la incineración, utiliza la descomposición térmica para convertirlos para su reutilización.

Los científicos han aprendido a aprovechar esta técnica para fabricar combustibles, productos químicos y materiales a partir de residuos ricos en carbono, así como de biomasa renovable. Y encaja perfectamente en el objetivo de la UE de una economía circular que implique más reciclaje y menos residuos.

“En Europa, la mayoría de los neumáticos fuera de uso se recogen, lo cual es bueno, pero casi ninguno de ellos se utiliza para fabricar materias primas para neumáticos nuevos”,

dijo Douarre.

Dirige un proyecto de investigación que utilizó fondos de la UE para demostrar que la pirólisis puede convertir neumáticos viejos en una versión limpia del negro de humo, uno de los principales ingredientes de los neumáticos.

Esta sustancia rica en carbono constituye entre el 20% y el 30% de un neumático medio y suele derivarse de combustibles fósiles, incluido el petróleo. El negro de carbón da color a los neumáticos, evita los daños causados por la luz ultravioleta y ayuda a que sean duraderos.

Llamado BlackCycle, el proyecto de cuatro años dirigido por Douarre concluirá en junio de 2024.

La pirólisis genera tres productos: un líquido, un sólido y un gas. Al ajustar las condiciones de la cámara de pirólisis, como la temperatura y la velocidad de calentamiento, es posible controlar la cantidad y la composición química de estos productos.

El equipo de BlackCycle ha descubierto que puede modificar el proceso para generar grandes cantidades de aceite a partir de la pirólisis de neumáticos viejos. Los investigadores utilizaron este aceite, que es químicamente similar al de los combustibles fósiles, para producir un tipo de negro de humo de alta calidad.

“Producimos varias toneladas de negro de humo”

dijo Douarre.

Rodando

Desde entonces, los investigadores han utilizado este negro de humo para fabricar un neumático de autobús, que se probó para su uso en carreteras.

Se comprobó que el prototipo tenía resistencia a la rodadura, niveles de durabilidad y otras características comparables a las de los neumáticos actuales.

Pero no solo se produce negro de humo.

“Lo que queremos hacer en el proceso de reciclaje es utilizar todo lo que producimos”

dijo Douarre.

Por ejemplo, el gas creado por la pirólisis de los neumáticos se utiliza como combustible para alimentar todo el proceso, mientras que cualquier aceite que no se convierta en negro de humo se puede utilizar para fabricar resinas.

La esperanza es que, en el futuro, también se puedan utilizar en neumáticos nuevos.

Residuos valiosos

Europa genera alrededor de 3,5 millones de toneladas de neumáticos usados al año, según la Asociación Europea de Fabricantes de Neumáticos y Caucho.

Al menos el 90% de estos neumáticos al final de su vida útil se reutilizan de alguna manera. Alrededor del 40% se incinera para la producción de energía y alrededor de la mitad se recicla.

La mayoría de los residuos de neumáticos reciclados, el 70%, se trituran para producir gránulos de caucho y polvo, y gran parte de ellos se convierten en campos deportivos artificiales y suelos de parques infantiles.

El resto se incorpora al cemento o se utiliza para proyectos de ingeniería civil. Por ejemplo, los neumáticos enteros se pueden utilizar para construir barreras contra la erosión costera, mientras que los neumáticos triturados se utilizan en los cimientos de carreteras y ferrocarriles.

No obstante, los investigadores y los fabricantes de neumáticos están interesados en producir productos de mayor valor a partir de los residuos de neumáticos.

Michelin, el mayor fabricante mundial de neumáticos, quiere sustituir todas las materias primas de sus productos por sustancias sostenibles para 2050, según Douarre.

“Reciclar neumáticos es una de las formas de hacerlo”

Los neumáticos son una fuente importante de contaminación por microplásticos en todo el mundo. Pew Charitable Trusts dijo en un informe de 2020 que las partículas de los neumáticos eran responsables de casi cuatro quintas partes de los microplásticos en los océanos.

Empuje de plásticos

La pirólisis también se está utilizando cada vez más para reciclar plásticos.

El reciclaje de plásticos a través de la pirólisis generalmente se realiza a temperaturas de alrededor de 400 °C, la llamada pirólisis a baja temperatura. Los aceites de pirólisis resultantes se procesan posteriormente para producir hidrocarburos.

Aumentar la temperatura de pirólisis a más de 700 °C aumenta la producción de gases a partir de la técnica, según Rebeca Yuste, experta en economía circular de la petroquímica española Repsol.

Esto permite descomponer los plásticos difíciles de reciclar y convertirlos en propano y etileno.

Estos gases, conocidos como olefinas, son los componentes químicos de los plásticos y generalmente se producen a partir de productos petroquímicos. Las olefinas de plásticos viejos podrían utilizarse para fabricar otros nuevos, lo que haría más ecológico a otro importante sector manufacturero.

Yuste lidera un proyecto financiado con fondos europeos para demostrar que este proceso puede funcionar a escala industrial. Llamado Plastics2Olefins, el proyecto tendrá una duración de cinco años, hasta mayo de 2027.

Su objetivo es diseñar y desarrollar una planta industrial de demostración a tamaño real para el reciclaje de plásticos en una planta química de Repsol en el municipio español de Puertollano, entre Madrid y Sevilla.

El equipo ya ha construido una planta piloto más pequeña.

Los investigadores mejorarán la tecnología en este sitio antes de ampliarla a la planta de demostración más grande, que se espera que comience a operar en 2028.

“Vamos a multiplicar por 100 el aforo”

ha dicho Yuste.

Reducción de las emisiones

Si bien en teoría la pirólisis funcionará con cualquier tipo de residuo plástico, en la práctica las cosas no son tan simples.

Si utilizamos residuos plásticos de muy baja calidad o plásticos que tienen contaminantes, la calidad de los productos finales va a ser peor.

dijo Yuste.

El plástico de mala calidad o altamente contaminado también reducirá la proporción de gas de pirólisis producido en comparación con los aceites y sólidos, lo que hará que el proceso sea menos rentable.

En la planta piloto, vamos a probar diferentes calidades de residuos plásticos para ver cuál es la peor calidad de residuos plásticos que podemos introducir en el proceso.

dijo Yuste.

Si se logra a escala industrial, la técnica de pirólisis a alta temperatura podría resultar en un 70% menos de emisiones de gases de efecto invernadero que los métodos actuales de reciclaje de plástico, según Repsol.

Las razones: sería posible ejecutar el proceso utilizando electricidad 100% renovable y la pirólisis a alta temperatura es una forma mucho más eficiente y menos intensiva en energía de producir olefinas que el método a baja temperatura.

Una vez en funcionamiento, la planta se utilizará para producir polietileno y polipropileno, que son dos de los plásticos más utilizados en el mundo y se encuentran en productos como bolsas de basura, envases de alimentos, vasos desechables y tapas de botellas.

La investigación de este artículo ha sido financiada por el Programa Horizonte de la UE. Las opiniones de los entrevistados no reflejan necesariamente las de la Comisión Europea. Si te gustó este artículo, considera compartirlo en las redes sociales.

Tomado y traducido del Comunicado de la Comisión Europea.