Ingeniero Civil Químico / El reciclaje de residuos poliméricos surge como una potencial solución al problema de la eliminación de neumáticos y ofrece la obtención de productos con valor agregado. El objetivo de este trabajo es evaluar técnicamente 2 métodos de reciclaje: (1) pirolisis y (2) mezcla en fundido de particulado de neumático con polietileno de densidad media (MDPE). Se determina el efecto de los respectivos parámetros de operación sobre el rendimiento másico y composición de los productos gaseosos de pirolisis, así como también sobre las propiedades mecánicas de los compósitos neumático/MDPE. La degradación térmica del neumático es completa sólo a temperaturas mayores a 450ºC y el producto de mayor abundancia consiste de ceras (42 a 46%p/p), lo cual se asocia a la predominancia de reacciones secundarias, favorecidas a temperaturas mayores a 600ºC. Los gases obtenidos son abundantes en compuestos C4 y C5, identificándose principalmente isobuteno, y 3-metil-1-buteno y 2-metilbutano provenientes de la degradación del NR. Sólo se observa efecto de la temperatura a valores mayores a 600ºC para la cual aumenta la formación de productos líquidos (20,8%p/p a 700°C) y gaseosos (32,1%p/p a 700°C) con la consecuente disminución de producción de ceras, mientras que un menor flujo de nitrógeno disminuye el rendimiento de ceras y aumenta el de líquidos sólo a altas temperaturas (700°C). La presencia de catalizador mediante una estrategia de reacción catalítica in situ o en fase gaseosa no modifica los rendimientos de los productos, la composición de los productos gaseosos ni las temperaturas de inicio de la reacción, sino que solo favorecen la formación de coque. El flujo de nitrógeno y el tamaño de partículas no presentan efecto significativo sobre el rendimiento ni composición de los productos. Un alto contenido de particulado de neumático y un mayor tamaño de partícula disminuyen considerablemente las propiedades mecánicas de los compósitos, siendo siempre menores a los de la matriz pura, lo cual se asocia a la baja compatibilidad entre ambas fases. La temperatura de procesamiento y de prensado y la adición de compatibilizante permite mejorar la compatibilidad entre ambas fases de manera leve, mientras que el tratamiento por plasma disminuye la compatibilidad. Solamente un control sobre el tamaño de partícula permite obtener propiedades mecánicas adecuadas. Un particulado de neumático con tamaños menores a 104 m permite obtener propiedades mecánicas de la mezcla que se comparan con las del MDPE puro, con una elongación en la rotura de 427,5%.

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 14/3/2021. / Ingeniero Civil Químico / Uno de los grandes problemas que enfrenta la humanidad en los tiempos actuales es la gestión de los desechos. El neumático es un material no biodegradable y altamente resistente que está en acumulación constante debido a su difícil disposición final. Acumularlo e incinerarlo implica peligros al medioambiente al intervenir físicamente el espacio de acopio, y por la liberación de material particulado y sulfurado que está altamente restringido. De los tipos de reciclaje de desechos se destaca el reciclaje químico, y en particular la pirólisis, un proceso térmico simple y que puede aplicarse a una gran variedad de polímeros, para la cual los sólidos ácidos como las zeolitas destacan como los mejores catalizadores. El objetivo de esta tesis es estudiar las variables de operación de la pirólisis tanto térmica como catalítica del caucho proveniente de desechos en un reactor de lecho fijo. Se busca determinar el efecto de la temperatura de reacción, carga y tipo de catalizador sobre los productos de reacción, y establecer una configuración de estos parámetros que rinda el producto líquido de mejor calidad. Los catalizadores utilizados son una zeolita sintética ZSM-5 y una zeolita natural, mordenita. Los resultados muestran que el aumento de la temperatura provoca una mayor gasificación de los productos, obteniendo mayor cantidad de líquido a 450 °C con un 58%, que desciende a un 46% a los 750 °C. Los productos sólidos de reacción corresponden al negro de humo con el que se fabrica el neumático y no se degradan por pirólisis. El uso de mordenita provoca un descenso de un 3% a 5% de los productos condensables en favor de los gaseosos en todas las temperaturas de estudio, mientras que la zeolita ZSM-5 provoca la disminución de un 20% de los gases en favor de condensables. La zeolita ZSM-5 es más ácida que la mordenita, lo que la hace un mejor catalizador en términos de degradación. Se concluye que con la mordenita se pueden obtener productos de buena calidad, y su rendimiento es comparable al de la zeolita sintética. La configuración que rinde un producto condensable de mayor calidad es la mordenita en razón 2:1 al caucho, a la temperatura más baja de reacción, 450 °C.

Ingeniero Civil Mecánico / El tratamiento de los neumáticos fuera de uso (NFU) es un gran desafío medioambiental. Se estima en 68 mil toneladas la cantidad de NFU generada anualmente en Chile. Sin embargo, 85% de los NFU tienen un destino desconocido , lo cual significa que terminan en un vertedero informal o quemados al aire libre. Con la Ley de Responsabilidad Extendida al Productor, se pretende cambiar esta situación ya que las empresas productoras de neumáticos deben encargarse del tratamiento de los NFU. Existen varios métodos de tratamiento primario de los NFU, como reutilización sin tratamiento previo, trituración mecánica o tratamientos térmicos. El objetivo principal de la siguiente memoria es proponer un perfil de una planta de valorización de neumáticos fuera de uso que entre en sinergia con lo que ya existe en Chile. Este se cumple mediante los siguientes objetivos específicos: Establecer la situación actual de Chile en cuanto a la valorización de los NFU, actualizar el estado del arte de los métodos de valorización de los NFU, elegir una tecnología y la zona de instalación de la planta, y finalmente, realizar el perfil de la planta. Se presenta diagrama de flujo y lay-out para dos soluciones tecnológicas, las cuales corresponden a la pirolisis y la trituración criogénica. Como producto de entrada, se elige trabajar con granulados de caucho de la planta de Polambiente, para estimular sus ventas. Finalmente, se realiza el análisis económico de la planta de pirolisis, y se concluye que el proyecto no es viable ya que se obtiene un VAN de -698 millones de pesos. Un motivo es el elevado precio de los granulados vendidos por Polambiente. Un análisis de sensibilidad al precio de los granulados demuestra que una reducción de 37,1% es necesaria para tener un proyecto al equilibrio. Por otra parte, se proponen algunas soluciones para tener un proyecto viable económicamente. Primero, elegir una planta con mayor capacidad para beneficiarse del efecto de escala, y segundo, trabajar directamente con el NFU para no tener que comprar los granulados de Polambiente. Además, se sugiere la idea de trabajar con una planta modular, que toma en la entrada los NFU, los muele mediante un proceso de trituración mecánica a temperatura ambiente. Luego, muele los granulados finos y los convierte en polvo. Una última etapa se encarga de pirolizar los granulados más gruesos. De esta forma, se tiene una planta con varios tipos de productos terminados.