Se estima que para 2030 los compuestos de fibra de vidrio y carbono (CFRP), materiales comúnmente utilizados en palas de turbinas eólicas, tanques de hidrógeno, aviones, yates, construcción y fabricación de automóviles, serán un flujo de residuos clave en todo el mundo.
¿Qué haremos con la basura que no es plástico de un solo uso? Si no se adoptan métodos de reciclaje adecuados, se prevé que la acumulación anual de residuos de CFRP sea enorme. Solo los que provenga de las industrias aeronáuticas y de turbinas eólicas alcanzará las 840 300 toneladas para 2050. El equivalente a 34 estadios.
Si bien existen métodos de reciclaje, la mayoría de estos desechos actualmente se envían a vertederos o se incineran. La producción de compuestos “vírgenes” también tiene otras implicaciones para el medio ambiente. Incluido el agotamiento de los recursos y el alto consumo de energía durante la producción.
Esto podría suceder a pesar de la existencia de numerosos métodos para reciclar compuestos de fibra de carbono. Según un equipo de investigación de la Universidad de Sydney, si los mismos se implementan por completo, tienen el potencial de reducir significativamente el uso de energía en un 70 %. Y evitar que se desperdicien materias primas claves.
Más compuestos de fibra de carbono
«Los compuestos de fibra de carbono se consideran un material ‘maravilloso’. Son duraderos, resistentes a la intemperie y muy versátiles. Tanto que se prevé que su uso aumente en al menos un 60 % solo en la próxima década». Esto lo dijo el Dr. Hadigheh de la Escuela de Ingeniería Civil.
Y advirtió qué. “Este enorme crecimiento también trae consigo un considerable aumento de los residuos. Por ejemplo, se estima que para el año 2030 existirán alrededor de 500.000 toneladas de residuos de compuestos de fibra de carbono y de fibra de vidrio, que provendrán únicamente del sector de las energías renovables”. ¿Qué haremos con la basura que no es plástico de un solo uso?
Un nuevo método de reciclaje
Para abordar este problema, el Dr. Hadigheh y el Dr. Yaning Wei recientemente doctorado, han desarrollado un nuevo método de reciclaje. El mismo se aplica a los compuestos de fibra de vidrio y carbono. Y podría evitar que una gran cantidad de materiales de fin de generación vayan a parar a los vertederos. Este método garantiza una mayor recuperación de material y una mayor eficiencia energética en comparación con los anteriores.
“Nuestro análisis cinético reveló que el CFRP pretratado se somete a una etapa de reacción adicional. Lo que permite una mejor descomposición a temperaturas más bajas en comparación con el CFRP no tratado”, dijo el Dr. Hadigheh. El pretratamiento de solvólisis no solo facilita una mayor descomposición. Si no que también preserva las propiedades mecánicas de las fibras, al reducir el consumo de calor durante el reciclaje”.
Las fibras recicladas obtenidas a partir de CFRP pretratado conservaron hasta el 90 % de su resistencia original. Superando en un 10 % la resistencia de las fibras recuperadas solo mediante degradación térmica.
“Para demostrar la aplicabilidad de nuestro método en el mundo real, reciclamos con éxito parte del cuadro de una bicicleta y restos de aviones hechos de compuestos de CFRP utilizando nuestro enfoque híbrido. Estos resultados no solo validan la eficacia del pretratamiento químico. Si no que también demuestran las características mecánicas mejoradas de las fibras de carbono recicladas”, dijo el Dr. Hadigheh.
Recuperación de la fibra de carbono
El equipo ya había presentado una evaluación detallada de 10 sistemas diferentes de tratamiento de residuos compuestos de fibra de vidrio y carbono. En función de la eficiencia económica y los efectos ambientales. Y teniendo en cuenta el tipo de material de desecho y su ubicación geográfica.
El equipo del Dr. Hadigheh descubrió que la solvolisis, un método mediante el cual los materiales se pueden descomponer con la aplicación de un solvente bajo una presión y temperatura específicas, podría recuperar la fibra de carbono y generar una alta ganancia neta.
Los métodos de reciclado térmico, como la pirólisis catalítica y la pirólisis combinada con oxidación, también proporcionaron un alto rendimiento económico. También se demostró que los métodos electroquímicos y de solvolisis conducen a emisiones de CO2 sustancialmente más bajas a la atmósfera que el vertido y la incineración.
Una gran oportunidad
Los investigadores explicaron que los fabricantes deberían mirar más allá de la creación continua a partir de material virgen. Desatollar en paralelo productos reciclados a partir de materiales que han cumplido su vida útil en ciertos productos, pero son recuperables.
“Esta es una gran oportunidad”, dijo el Dr. Wei. “Y no solo porque varios modos de reciclaje son rentables y tienen un impacto mínimo en el medio ambiente. En una era de crecientes interrupciones en la cadena de suministro, los productos reciclados locales pueden proporcionar un producto más inmediato en comparación con las importaciones. Y crear una floreciente industria de fabricación avanzada”. ¿Qué haremos con la basura que no es plástico de un solo uso?
