UNIVERSIDAD DE MANIZALES

Maestría en Desarrollo sostenible y medio ambiente

Seminario: Manejo integrado de residuos sólidos

Maestro: Jorge William Arboleda Valencia

Alumno: C. Andrés Pinzón Muñoz

Actividad Colaborativa (parte individual):

LLANTAS: RESIDUO APROVECHABLE EN LA ELABORACIÓN DE MATERIAS

PRIMAS Y PRODUCTOS FINALES

El tratamiento, reutilización y reciclase de los residuos sólidos se ha convertido en una

oportunidad para la generación de beneficios económicos y ambientales en cuanto a la

incorporación de estos dentro de los diferentes procesos de producción. Adicionalmente, el

impacto que se generaría por el aprovechamiento de este residuo permitiría reducir costos y

reducir el daño en el medio ambiente, este último, ha sufrido gran perjuicio por la sobre

explotación de los recursos.

En ese sentido, dentro de los residuos que pueden ser aprovechables se encuentra las llantas

o neumáticos. Este subproducto (pues ha perdido su vida útil), que puede llegar a tardar más

de 500 años en desaparecer, plantea una gran problemática, pues la contaminación en el aire

que genera por la quema a cielo abierto, en el agua por la aglomeración de estas en los

recursos hídricos igual que en el suelo.

En Colombia se estimó “un consumo de 4.493.092 llantas discriminadas así: 1.067.072

llantas de camiones y busetas, y 3.426.020 llantas de automóviles y camionetas.

Considerando un promedio de recambio de llantas de 18 meses y unos pesos promedio para

carcasas usadas de 7 kg por llanta para auto; de 15 kg para camioneta y de 50 kg para camión,

la generación de residuos de llantas de automóvil, camioneta, camión y buseta se estima en

61.000 toneladas al año.” (EL MINISTRO DE AMBIENTE, 2010).

Por otro lado, “en Colombia gran parte de las llantas luego de su uso, son almacenadas en

depósitos clandestinos, techos o patios de casas de vivienda y en espacios públicos (lagos,

ríos, calles y parques) con graves consecuencias en términos ambientales, económicos y

sanitarios. Las llantas usadas se convierten en el hábitat ideal para vectores como las ratas y

mosquitos, que transmiten enfermedades como el dengue, la fiebre amarilla y la encefalitis

equina.” (EL MINISTRO DE AMBIENTE, 2010).

Para poder reducir las problemáticas anteriormente mencionadas el aprovechamiento de estos

residuos nace como una alternativa para minimizar su daño en el medio ambiente sino mejor

aún, como una oportunidad para aprovechar los recursos en la generación de insumos o

nuevos productos.

La llanta o neumático como se le conoce, está compuesto por flancos, cinturones o lonas de

cima, cinturón de acero, carcasa, banda de rodamiento y talón como se observa en la figura

1.

Figura 1. Partes de un neumático

Fuente: SGNUS (Sistema Integrado de Gestión de Neumáticos Usados)

La llanta está conformada por un 45% de caucho, 21% negro de humo, metal 20%, aditivos

8%, textiles 4%, óxido de zinc 1% y azufre 1% (Briones & León, 2015).

En Colombia la llanta después de ser usada y terminada si vida útil pasa a ser dejada como

disposición final, en su mayoría, son dejadas en sitio de cambio de llantas, en la basura, para

reencauche o reconstrucción, los venden, los guardan o pasa a manos de recicladores. Según

el trabajo de Andrés Hermes, el 72% aproximadamente son dejadas en el sitio de recambio

del neumático y el 12% es dejado en la basura (Hermes, 2014). En este sentido la importancia

de poder realizar el seguimiento adecuado a estos residuos que son aprovechables.

Para poder realizar adecuadamente el proceso de reciclaje es necesario que se entienda cuales

son los procesos a los que se enfrenta este tipo de residuo. En el caso de las llantas hay

algunos procesos que pueden ser aplicados, entre los principales encontrados están: procesos

de renovado, termólisis, pirolisis, incineración, trituración mecánica, trituración criogénica y

gasificación.

En la tesis de (Briones & León, 2015) donde se propone un estudio de factibilidad para la

implementación de una empresa recicladora y transformación de caucho reciclado se explica

los procesos a los que las llantas se someten. El proceso de renovado “Es un proceso mediante

el cual se tiene como objetivo reutilizar el neumático, cambiando la banda de rodadura y

duplicando de tal forma la vida útil de la llanta. Se pueden utilizar dos técnicas, renovado en

caliente o en frío; sin embargo, las dos por igual se asemejan al proceso de producción de un

neumático nuevo. La “termólisis, consiste en una técnica de calentamiento en un contexto

libre de oxígeno, mediante la cual se puede recuperar todos los componentes del neumático

y utilizar en procesos industriales los metales e hidrocarburos gaseosos obtenidos. Pirolisis,

es un proceso utilizado para descomponer térmicamente materiales que contienen carbono,

tales como goma, plástico, o caucho. Mediante ésta técnica se obtienen productos similares

al propano que se suele utilizar para elaborar aceite industrial. Incineración, a pesar de las

múltiples falencias que posee, es la técnica más utilizada actualmente y consiste en la

combustión de compuestos orgánicos del neumático a elevadas temperaturas y en hornos

elaborados de materiales refractarios.” Los procesos anteriormente mencionados que son de

gran importancia y de gran especificidad para la sustracción de los componentes de la llanta

exceptuando el proceso de renovación, son altamente costosos y altamente contaminantes,

por lo tanto, procesos de triturado y gasificación son altamente utilizados. El proceso de

“Trituración mecánica, es un proceso mecánico y sistemático a través del cual se consigue

dividir, mezclar y homogenizar los neumáticos usados, por lo cual se obtiene como resultado

productos de alta calidad, libres de impurezas y aptos para ser utilizados en procesos

industriales como materia prima. Trituración criogénica.- Requiere de infraestructura física

compleja lo que la hace una técnica muy costosa, que no genera el nivel de rentabilidad

deseado, siendo el sistema menos recomendable, no solo por la alta inversión financiera que

se requiere, sino también porque el producto que se obtiene es de baja calidad y la

gasificación, se realiza en plantas que mediante su proceso productivo logran separar los

componentes de los neumáticos, tales como negro de humo, acero y aceite de base, así como

también gas limpio que pueden ser transformados en energía.” (Briones & León, 2015).

Sin embargo, cada uno de estos procesos posee una serie de ventajas y desventajas en cuanto

al método de uso, y en ese sentido es importante mencionarlas para poder entender los

beneficios o inconvenientes de cada una de ellas.

La termólisis, no posee emisiones por la usencia de la quema o combustión de las llantas,

además, por su método, permite recuperar todos los componentes de las llantas con lo cual

se obtienen metales, hidrocarburos gaseosos y carbones, los cuales pueden volver a la cadena

industrial para la generación de más productos o la utilización en otro tipo de actividades. En

cuanto a las desventajas se evidencia que primero la llanta debe ser sometida a una trituración

mecánica por lo cual se debe poseer una gran infraestructura lo cual supone altos costos.

(Gómez & Sanchez, 2011)

La pirolisis, tiene como ventajas la generación de compuestos químicos y gases para ser

utilizados como combustible en el mismo proceso o en otra actividad y como desventajas, el

alto costo (inversión), la posibilidad de problemas de emisión atmosféricas y alta complejidad

a la hora de realizar el proceso de separación pues se obtienen cantidades mínimas de los

residuos, por lo cual su alto costo restringe el método de aplicación. (Gómez & Sanchez,

2011). En la misma investigación (Gómez & Sanchez, 2011), el proceso de incineración,

permite generar calor que puede ser usado como energía más sin embargo los altos costos de

operación, dificultad en manejo de las velocidades de combustión y como tal al ser un

proceso altamente contaminante por los diferentes tipos de componentes que son liberados

al medio ambiente por la aplicación de este, son razones de peso para no ser recomendado en

cuanto su uso.

En cuanto al proceso de trituración mecánica, las ventajas de la aplicación de este método,

dan como resultado productos de alta calidad que pueden ser utilizados en diferentes procesos

o actividades de un proceso industrial, así mismo, el sistema posee un alto desempeño, es

amigable con el medio ambiente y exige poca mano de obra para su operación lo cual genera

un bajo costo de aplicación, también es importante entender que debe realizarse constantes

mantenimientos de algunas partes de la maquinaria con el fin de mantenerla en buen

funcionamiento, especialmente las cuchillas y los tornillos. (Gómez & Sanchez, 2011).

Adicionalmente las mismas autoras mencionan que a través del proceso de trituración

criogénica genera partículas de caucho molido de alta calidad con el impedimento de tener

que generar un alto costo de inversión por la instalación de infraestructura compleja y el alto

costo de mantenimiento que conlleva.

La elección del método dependerá del objetivo que se busque y de los beneficios que se

esperan. También debe considerarse las desventajas del método y los daños que estos

ocasionan al medio ambiente.

Teniendo en cuenta la problemática mencionada inicialmente, el tipo de residuo, y el procedo

que se le hace a este y los usos que podría tener, se procederá a explicar de forma más

relevante el aprovechamiento de estos residuos.

La guía de manejo de llantas usadas elaborado por la Cámara de Comercio de Bogotá

(Bogotá, 2006), muestra como el problema de las llantas es de gran importancia y por lo cual

debe tomarse acciones con el fin de reducir dicha problemática. En ella se presenta la política

ambiental de los residuos, el ciclo de vida de la llanta, las buenas prácticas de operación, el

proceso de reencauche, el aprovechamiento y disposición final del residuo como los

impactos ambientales generados por el mal manejo del residuo.

El anterior estudio, que generó la guía menciona, evidencia como los procesos de trituración

son los más aplicados dentro del territorio nacional y relaciona los usos que se les puede dar

a esos productos entre los que se encuentran: Primero, el asfalto modificado que puede ser

convencional o químicamente modificado, también usado como relleno de capa asfáltica e

insonorizante en autopista. Segundo, usos industriales, dentro de los que se encuentran,

baldosas y pistas deportivas y también como recubrimientos antideslizante; y como último,

para uso artesanal, dentro de los que se encuentran los vertederos, materas y hasta parques

infantiles.

Cuando se habla de obtener pavimento modificado convencional el proceso inicia con la

recolección de las llantas usadas las cuales pasan al proceso de trituración del cual se obtiene

el grano de caucho reciclado, este a su vez, se mezcla con la fracción final de agregado petreo

donde procede al calentamiento de la mezcla anteriormente mencionada. Después de que la

mezcla esté lista se procede a mezclar con el asfalto previamente elaborado y se procederá a

colocar en el medio de transporte que tendrá como destino la obra. El pavimento modificado

químicamente modificado a diferencia del anterior, el caucho es directamente mezclado con

el pavimento con lo cual se consigue un grado de homogeneidad mayor al del primer

procedimiento.

En Colombia, se ha identificado e investigado acerca de la utilización de estos residuos En

un estudio de la Universidad Nacional proponen la utilización de este residuo para la

elaboración de carbón activado. El carbón activado normalmente se aplica para el filtrado y

purificación del agua, sin embargo, el estudio de la Universidad Nacional (CASTRILLON,

2012) menciona otros tipos de uso que se le puede dar a este producto con el aprovechamiento

de los residuos de las llantas.

Los carbones activados obtenidos a partir de condiciones moderadas de

carbonización y activación, en tiempo de retención y temperatura, son buenos

adsorbentes para la remoción de fenol y cobre.

Los residuos de llantas de acuerdo a los resultados obtenidos, son buenos

precursores para la obtención de carbones activados mesoporosos.

Entre otras conclusiones del estudio, evidencia que la obtención del carbón activado a partir

del aprovechamiento de las llantas se puede utilizar para la adsorción de agua aunque en

menor superficie que la de los carbones activados naturales. La importancia del método

utilizado en el documento de Castrillon radica en la posibilidad de reducir los costos de

fabricación y el aprovechamiento del residuo como un producto sustituto al carbón activado

natural.

En un estudio de Andrés Hermes sobre la VALORACIÓN DE PROPIEDADES

MECÁNICAS Y DE DURABILIDAD DE CONCRETO ADICIONADO CON RESIDUOS

DE LLANTAS DE CAUCHO se estableció que el asfalto modificado con el uso de residuos

de llantas es apropiado para mallas viales de baja circulación pues durante el proceso se

evidencio la separación de partículas de caucho. Sin embargo la absorción superficial

aumento en un 69%. (Hermes, 2014). Este estudio recomendó que para que la utilización de

asfalto modificado con residuo de llanta sea beneficioso no debe superar en un 10% la

inclusión del caucho dentro del asfalto modificado.

El otro uso que se le está dando al residuo proveniente de la llanta es el de los pisos

decorativos. Entre los pisos decorativos algunos están fabricados a base de caucho y son este

tipo de pisos los cuales buscan ser reproducidos por medio de la utilización del caucho de la

llanta. La investigación de (Gómez & Sanchez, 2011) sobre el Aprovechamiento de llantas

usadas para la fabricación de pisos decorativos propone la utilización de este residuo para la

fabricación de pisos decorativos. El proceso para la elaboración del piso inicia con la

trituración de la llanta del cual resulta la “arena plástica” la cual constituye la materia prima

principal para la elaboración de este. En este proceso intervienen maquinas como las

siguientes: Destalonadora, para extraer los anillos de alambre; Cortadora, que se encarga de

la primera parte de la trituración, la trituradora, es quella que hace la segunda parte de la

trituración y convierte los trozos grandes de la trituración inicial en unos más pequeños; la

granuladora, es la encargada de granular los trozos provenientes de la máquina de trituradora.

También la máquina de separación de acero, Separador magnético para remover las partículas

ferromagnéticas, el granulador secundario, que se encarga de seleccionar los granos. En caso

de que se necesite una mayor pureza en los resultados del producto será necesario el uso de

un pulverizador. Entre más pequeño sea el producto mayor valor comercial tendrá.

Figúra 2.

Fuente: Gráfica elaborada por (Gómez & Sanchez, 2011).

Según informa este documento, la “arena plástica” tiene algunos usos comunes entre los que

se encuentra como ya se ha mencionado el pavimento asfaltico, pero también, puede ser

aprovechada como materia prima para usuarios de caucho, pisos de caucho para campos

deportivos y pistas de atletismo. El estudio de (Gómez & Sanchez, 2011), propone que

además de estos usos, se pueda utilizar para la fabricación de pisos decorativos pues en una

comparación con los pisos elaborados de madera y cerámica, los pisos a base de arena

plástica muestran mejores propiedades antideslizantes, resistencia en impactos y tránsito,

durables, higiénicos entre otros. El proceso para la elaboración de este piso lo muestra la

figura número 3.

Figura 3.

Fuente: Gráfico elaborado por (Gómez & Sanchez, 2011).

Adicionalmente el uso de la llanta puede servir para la fabricación de componentes de

baterías de litio, “Un equipo de investigadores del Departamento de Energía del Laboratorio

Oak Ridge National (ORNL), en Estados Unidos” (Bonilla, 2015) ha implementado una

forma en la que se puede modificar el negro de carbono que se puede aprovechar para la

fabricación de ánodos que son utilizado para la fabricación de baterías de litio. Según la

información presentada en ese documento el proceso permite recuperar carbón pirolítico de

la llanta, elemento similar al grafito que es el que se utiliza para la elaboración de los ánodos.

Cabe resaltar que aunque el proceso muestra un grado importante de investigación y

desarrollo para el aprovechamiento de la llanta en la fabricación de este componente que hace

parte de la fabricación de las baterías de litio, es importante tener en cuenta que la batería de

litio tiene altos niveles de contaminación que tendrían que revisarse.

Con lo anterior se observa que el aprovechamiento de las llantas como residuo sólido es

relevante no solo para la reducción en los daños medio ambientales sino también como

generador de beneficios económicos a través de su aprovechamiento en los asfaltos, pisos,

pistas de atletismo, pisos para canchas de futbol sintética, productos artesanales entre otros.

Que el factor tecnológico es indispensables para tal fin, la inclusión de tecnología en la

fabricación de arena plástica, trituradoras, medición de resistencia y activación de carbón

activado son indispensables para su desarrollo. Reducir a través de la investigación y

desarrollo el costo de este tipo de tecnología es fundamental para que sea accesible en los

diferentes niveles de empresa y puedan incluir desde su sistema integrado de residuos sólidos

un componente generador de beneficios.

El aprovechamiento de este tipo de residuo es innovador por los beneficios que de este se

desprende. Reducción de costos, implementación como materia prima o producto final

dependiendo se estadio del negocio, y sobre todo reducción en el daño ambiental con la sobre

explotación de los recursos que de ella se desprenden para la elaboración de la llanta, son

fundamentos suficientes para considerar al residuo sólido (llanta) y los procesos ligados a

ella como factor diferenciador e innovador en la consecución de cuidar al medio ambiente.

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