1. INTRODUCCIÓN La llanta, del francés jante, (llamada también en algunos lugares de Hispanoamérica como rin, además en estos lugares el termino llanta se aplica al neumático). la empresa “Goodyear”, fue la qe descubrió en 1839 la vulcanización del caucho.
Mas tarde, el visionario jhons BoydDunlop, veterinario escocés que vivía en Irlanda, fue quien invento el neumático en 1887. Diseño una “cámara de Aire”
envuelta en una tela de algodón tejido, que pego y clavo en un aro de madera. El resultado fue tan rustico como eficaz. El 23 de julio de 1888. J.B. Dunlop, registró la patente que iba a revolucionar la rueda. En 1915 los alemanes pusieron a punto un caucho sintético. En los años 1920, la tela tejida desapareció y fue sustituida sustituida por tejidos con cables de metal sin trama. En 1962, Brigestone desarrollo sus primeras llantas de estructura radial en acero japonés para camiones y autobuses y los primeros neumáticos n eumáticos de estructura radial rad ial para vehículos particulares, a mediados de 1964. Actualmente las compañías Michelin usan una tecnología de punta en neumáticos, asociadas con varias corporaciones.1Existen varias empresas productoras de llantas a nivel mundial, (véase anexos, tabla 1) 2. ANTECEDENTES El fenómeno de las llantas de desecho se ha convertido en un grave problema de contaminación, Según datos extraoficiales, en Santa Cruz se recogen de 3.000 a 4.000 llantas en desuso por semana y hay almacenadas unas 600.000 en el botadero de Normandía; en Cochabamba se registraron 275.000 llantas en el botadero de K’araK’ara;
y en La Paz se recolectaban en unas 4.000 llantas por mes y ya había almacenadas cerca de 200.000. Se desconoce el número aproximado de llantas abandonadas en calles y carreteras, estas llantas se han convertido lentamente en foco de infecciones albergando ratas y criaderos de mosquitos. Solamente Santa Cruz guarda en grandes depósitos alrededor de 600 mil llantas que no tienen ningún tipo de uso y que se convierten en grandes focos de enfermedades, porque el calor, la humedad y las lluvias son factores para albergar a vectores que están acechando algunas localidades del país(Bravo F., 2015). Sin embargo, en Bolivia no existe ninguna empresa que se dedique al reciclaje de neumáticos y los convierta en materia prima para la elaboración de otros materiales. Anualmente Anualmente se generan cantidades cantidades de llantas en desuso, por ejemplo en Estados Unidos de América, se generan aproximadamente 240 millones e llantas en desuso cada año, en Argentina 100000 toneladas anuales, Brasil 15 millones de unidades, unidades, Cuba un millón de unidades, en Europa se generan alrededor de 120 millones de unidades, y son pocos los países, que realmente están trabajando en encontrar unas solución inmediata (Resendiz V., 2006). 1
.- www.elcomercio.com www.elcomercio.com,, Historia mundial de la llanta, primeros productores.
A nivel mundial han sido muchos los casos exitosos en el reciclaje de llantas usadas, dentro de los que se destacan los siguientes: País
Empresa
Características
Colombia
PARQUE AMBIENTAL MUNDO LIMPIO S.A. NRI
Esta empresa recicla llantas usadas mediante la trituración mecánica para la elaboración de la materia prima (arena plástica) para diferentes usos como el calzado, sector automotriz, mezclas asfálticas, etc.
Canadá
España
España Andalucía
Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) S.L. RENEAN
Una pequeña proporción del caucho reciclado se emplea en llantas nuevas. Otras aplicaciones incluyen hojas moldeadas para cuajados, guardafangos para camiones, protectores de diques, así como para paredes y pisos de casas móviles. Se emplea en canchas deportivas como relleno de instalaciones de césped artificial.
Su objetivo es la obtención de granulado de caucho a partir del reciclado de neumáticos usados; basándose en las premisas de recuperación de productos y la protección del medio ambiente.
3. JUSTIFICACION En Bolivia las llantas usadas representan un componente de contaminación ambiental a gran escala, debido al crecimiento actual de su uso por parte de la industria automotriz y de transporte y, finalmente del consumidor local, (es decir de cada persona, familia o empresa que emplea vehículos automotores), lo que ocasiona un alto volumen de generación de este residuo. Las llantas generan gran impacto ambiental debido a su corta vida útil (aproximadamente 18 meses), y a los inadecuados procesos de disposición final que se aplican, entre estos están: el abandono, almacenamiento en basureros, acumulación o quema a cielo abierto de manera incontrolada; originando problemas de contaminación de aguas, suelos, espacios públicos (lagos, ríos, calles y parques), con graves consecuencias en términos ambientales, económicos y sanitarios. No hay estudios estadísticos relevantes sobre la comercialización, demanda o consumo de llantas al año; se estima que en Bolivia se comercializa alrededor de 135 millones de llantas nuevas al año, lo que en promedio mensual implica alrededor de 125.000 unidades. Quedando exento la importación cuantificada de llantas usadas e ingresan al país como “semi -nuevas”, tanto que ocupan un 65% en el mercado nacional, con importaciones legales y un 35% de formas ilegales(Sandoval, Marco, 2016) 2
Una situación relevante se suscitó entre el 2011 y el 2015, donde el promedio anual de llantas nuevas importadas no pasó de 30.0 millones de kilogramos brutos expresado en volumen. Sin embargo, a partir del 2015 la cifra se incrementó de 31.6 millones a 36.4 millones de kilogramos de neumáticos. “Generalmente existe
mayor ingreso de llantas de aros 13 y 14, por el tema de los taxis y minibuses, ya que cambian al menos dos veces al año. El clima y el mal estado de las calles y caminos deterioran las llantas, eso también incide” (Gutierrez, Alberto, 2016) 3. Este escenario representa dos grandes oportunidades de mercado, la primera permite el desarrollo de un gestor u operador de sistemas de recolección selectiva y gestión ambiental de llantas usadas, el cual abarca los procesos de recolección, tratamiento y disposición de llantas. La segunda permite que los derivados directos (caucho, textiles y acero), de este proceso de reciclaje puedan ser utilizados en un proceso de valorización para la fabricación de productos como: caucho para mezclas asfálticas, caucho para mezclas industriales, para canchas sintéticas y como materia prima en la fabricación de materiales acústicos, así también en las implementaciones de pisos decorativos en centros de recreación en escuelas, oficinas. El plan de negocio propuesto en este documento contiene un soporte de una metodología de desarrollo detallada, sustentándose en la base de la investigación, involucrando un análisis de mercadeo, análisis técnico de las llantas usadas a nivel regional, departamental y nacional.
4. ALCANCE Elaboraremos un producto principal que es muy requerido por instituciones ya sean colegios, centros de recreación, hospitales, inclusive empresas de caminos; y nuestros sub productos serán de consumo libre, estos podrán ser utilizados por toda la población en general, primeramente nos enfocaremos en la recolección de la materia prima (llantas usadas), en su totalidad, ya que existe un porcentaje elevado de llantas a nivel regional y nacional. De tal forma que disminuiremos en gran proporción la contaminación, generando así menos daño al medio ambiente, y al mismo tiempo le daremos utilidad a los residuos de las llantas, ofreciendo un producto de primera calidad, con un menor precio, y totalmente innovador en Bolivia. 1.- Sandoval, Marco. (2016). Gerente general
"LLANTAX LTDA.". EL DIA , 1-2. "IMPORTADORA DISAL.". HOYBOLIVIA.COM.
2.- Gutierrez,Alberto. (2016). Gerente general
Ofreceremos diversos productos como ser pisos decorativos, macetas para jardines, materia prima para el pavimentado de las carreteras, materia prima granulada y fina, entre otros. Se espera una aceptación óptima debido a lo innovador que será el producto y el costo que tendrá, teniendo una calidad alta. El proyecto tiene expectativas de cubrir todas las exigencias requeridas por la población, así como la aplicación de las mismas o dependiendo de la exigencias requeridas ofreciendo un mejor acabado por sus propiedades de ser antideslizantes, de mayor durabilidad, mayor flexibilidad, etc. Nuestros productos en conjunto podrán competir directamente con países exportadores de la materia prima, de tal modo generando empleos para la sociedad en general, tomando en cuenta las leyes gubernamentales y favoreciendo al medio ambiente en la descontaminación. Siendo la primera industria de Reciclaje de llantas usadas en Bolivia, y usando todas las estrategias de venta y publicidad, tenemos una seguridad parcial del éxito de nuestros productos. Ofreciendo así a nuestro público lo mejor en un producto alternativo, novedoso, y auténtico. Proyectando como meta a futuro el ampliar la gama de ofertas, incursionando de forma paralela en un segundo plano en la producción de otros derivados de la materia prima teniendo mayor conocimiento sobre el tema y contando con los recursos necesarios una vez consolidados el proyecto. Utilizaremos tecnología adecuada y avanzada para los procesos químicos que se requieren para la obtención de la materia prima, esta materia prima como ya mencionamos antes es muy utilizada, por lo cual tenemos un gran porcentaje de seguridad de que será factible el proyecto, porque aunque no nos demos cuenta en lo más mínimo utilizamos esta materia prima resguardando la seguridad de medio ambiente, además de distribuirla nacionalmente, tenemos la meta de distribuirla internacionalmente, ofreciendo la garantía que exigen en los demás países. Realizaremos nuestra planta de producción con la seguridad necesaria al saber que la producción desprende vapores con un porcentaje bajo de toxicidad pero existente. El volumen de producción ira de acuerdo a la aceptabilidad de nuestro
producto en el mercado. Nuestro capital humano estará capacitado para realizar los procesos adecuados y con la seguridad pertinente .
5. OBJETIVOS 5.1. Objetivo general Considerando las normas ambientales, elaborar un proceso industrial, para la reutilización de las llantas usadas en diversos productos.
5.2.
Objetivo especifico Seleccionar un sistema que reduzca la contaminación ambiental asociada a la disposición final de las llantas. Interpretar las principales características de los componentes de las llantas usadas. Interpretar las ventajas y desventajas de la materia prima. Comparar las características de la materia prima con distintos materiales. Diseñar formas de aprovechamiento de las llantas usadas. flujograma
5.3.
RECOLECCIÓN DE MATERIA PRIMA
DESTALONADORA
CORTADORA
TRITURADORA
GRANULADORA
SEPARACION DE ACERO (DESMETALIZADO)
ACERO
CAUCHO
GRANULADOR SECUNDARIO
CC ARENA PLASTICA
6. METODOLOGÍA PROPUESTA Para la elaboración de pisos decorativos es importante analizar las diferentes alternativas de reciclaje para determinar cual se adapta mejor a la obtención de la materia prima para la elaboración de este producto. Para el reciclaje de llantas usadas existen gran diversidad de métodos y tecnologías de transformación. En este capítulo se explicaran brevemente cada una de las alternativas existentes.
6.1. Termólisis Este método consiste en someter al residuo a un calentamiento en un medio carente de oxigeno, provocando la ruptura de los enlaces químicos dando lugar a la aparición de cadenas de hidrocarburos. 6.2.
Pirolisis Al igual que la termólisis, este método involucra la degradación térmica del material en ausencia de oxigeno en hornos con temperaturas que van desde los 600 a los 800 ºC. Algunos productos generados en este proceso son oleofinas (alquenos), cera y hollín.
Pirolisis de baja temperatura En este de pirolisis, descompone los residuos de polietileno en aceites de bajo punto de fusión utilizando cera de polietileno a una temperatura de 400 ºC.
Pirolisis de alta temperatura Las llantas usadas y trituradas son introducidas a un reactor de arena de cuarzo a una temperatura entre los 630 y los 877 ºC. 6.3.
Incineración Es un proceso de tratamiento que consiste en la transformación de los materiales combustibles en un producto gaseoso y un residuo solido inerte y libre de microorganismos, compuesto por escorias y cenizas, basándose en una combustión controlada via oxidación a altas temperaturas. Este tipo de proceso produce emisiones de gases contaminantes al medio ambiente.
6.4.
Trituración La trituración convierte los residuos de llantas en un material molido o en partículas, lo más homogéneo posible. El proceso de trituración es necesario antes de que se den lugar los siguientes pasos del proceso tanto para obtener nuevos materiales como combustibles secundarios.
Trituración mecánica Consiste en romper la llanta mecánicamente, en partículas pequeñas. El acero resultante es retirado por medio de unos separadores magnéticos y las fibras textiles por clasificadores neumáticos. La trituración con sistemas mecánicos es, casi siempre, el paso previo en los diferentes métodos de recuperación y rentabilización de los residuos de neumáticos.
Trituración criogénica En este proceso, se utiliza las llantas usadas enteras y consiste en congelarlas con nitrógeno líquido y golpearlas para que liberen la estructura metálica o textil del caucho Ventajas y desventajas de cada uno de los procesos de los procesos de reciclaje de llantas (Ver anexos TABLA 2)
6.5.
En general, cualquier tipo de reciclaje para las llantas usadas tiene ventajas como:
El material no tiene ningún costo. Existe una gran cantidad de material de trabajo. Es un negocio autofinanciable. En el proceso de reciclaje se genera empleo.
El producto del reciclaje es un material que puede servir para diversas aplicaciones, dentro de las que se destaca los usos en jardinería, construcción, canchas deportivas, etc. El alambre de acero, generado del proceso (subproducto), se puede vender a empresas fundidoras Se puede sacar provecho también de las cuerdas de nylon que están en la llanta. Disminución de la contaminación al medio ambiente generada por este tipo de residuos.
Después de analizar cada una de las alternativas de reciclaje de llantas podemos concluir que el reciclaje por trituración mecánica es la opción que más se ajusta al proceso al que queremos llegar, que es la obtención de pisos decorativos, entre otras. Ya que este tipo de proceso permite obtener trozos o porciones más pequeñas y manejables del residuo, llamado también “arena plástica”, de alta
calidad y amigable con el medio ambiente al no generar ningún tipo de subproducto perjudicial o contaminante (emisiones, vertimientos, etc.).
6.6.
Obtención de arena plástica a partir del proceso de trituración mecánica de llantas usadas y sus aplicaciones en la industria A continuación se hace una descripción de cada una de las maquinas empleadas para lograr la transformación de las llantas en “arena Plástica”4.
Destalonadora: Esta máquina se utiliza para extraer el anillo de alambres de acero que se encuentra en el interior (en el talón) de la llanta de camión. Pueden comprometer seriamente la eficiencia de alas fases sucesivas de la línea, debido a la dureza de los alambres de acero.
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-usadas/
Cortadora: esta máquina se encarga de la primera trituración de la llanta, por lo general este tipo de maquinas cuentan con transmisión hidráulica y con mínimo dos ejes (rotores), en los cuales se encuentran las cuchillas de corte. El resultado de dicha operación, son grandes trozos de llantas de tamaño no uniforme. El objetivo de este proceso es simplemente el de trozar el neumático entero y así prepararlo para la fase sucesiva.
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-Usadas/
Trituradora: la trituración secundaria la realiza otra máquina trituradora la cual reduce los trozos de llantas provenientes de la primera fase, en pedazos aun más pequeños, motivo por el cual este tipo de maquina debe contar con una parrilla o red metálica para la calibración del tamaño del material en la salida
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-Usadas/
Granulador : el granulador o molino granulador es la maquina que se encarga de “granular” los pedazos de llantas provenientes
del triturador secundario, la dimensión de los granos que se logra obtener con el granulador es de 16 mm.
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-Usadas/
Separación del acero (desmetalizado): separador magnético para remover las partículas ferromagnéticas. Esta operación separa el 99% del acero “armónico” presente en las llantas, el
acero es removido por medio de un separador magnético en cual cuenta con una banda transportadora que se ocupa de conducir el metal hacia un punto de recolección (cajón/contenedor).
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-Usadas/
Granulador secundario (refinación y selección del grano): el material es conducido por medio de una banda transportadora a un cernidor rotativo el cual se encarga de seleccionar los granos en diferentes grupos (según su tamaño). En este caso es la criba 5 rotativa que es alimentada por un tornillo sin fin, la criba tiene 3 parrillas con 3 diferentes tamaños de orificios con diámetros que van de 1 a 7mm. Durante el proceso de “cribatura”, es decir la
reparación granulométrica, los granos van a caer en diferentes tolvas contenedoras las cuales en su parte inferior tienen enganchados bigbags (grandes sacos), en manera que durante la caída los granos se depositen en los sacos. Nota: solo si se llegara a requerir de una sucesiva reducción de estos granos, los mismos serán conducidos a un pulverizador. Entre más pequeño y puro se logre obtener el grano, mayor será su valor en el mercado.
Fuente: http://www.vivoenitalia.com/linea-de-reciclaje-de-llantas-Usadas/
4.- ARENA PLASTICA: Material obtenido del reciclaje mecánico de
las llantas. Posee diferentes aplicaciones
dependiendo de su diámetro 5.- CRIBA: instrumento para cernir que esta compuesto por un aro el cualesta asegurado con cuero, se usa con el fin de separar lo mas fino de la materia prima
7. BIBLIOGRAFÍA
8. ANEXOS TABLA 1. Rating de empresas productoras de llantas a nivel mundial
Tabla 2. Ventajas y desventajas de los procesos de reciclaje de llantas Proceso
Ventajas Ausencia de combustión o quema directa del material (ausencia de emisiones). Se obtiene nuevamente los compuestos originales de las llantas, por lo que es el método que consigue la recuperación total de los componentes de la misma Se obtienen metales, carbones e hidrocarburos gaseosos, que pueden volver a las cadenas industriales, ya sea de producción de llantas u otras actividades. Generación de compuestos químicos y gases para ser utilizados para como combustible en el mismo proceso o en otra actividad.
Termólisis
A baja Tº
Desventajas La llanta debe ser sometida primero a una trituración mecánica. Es necesario infraestructura con gran capacidad.
Pirolisis
Inversión alta Posibles problemas de a la hora de realizar la separación de la gran variedad de compuestos generados en cantidades mínimas, de tal forma que su recuperación y transporte hasta los puntos de consumo no es económicamente viables.
A alta Tº
genera calor que puede ser usado como energía, ya que se trata de de un proceso exotérmico.
Incineración
Altos costos de operación. Dificultad con el manejo de las velocidades de combustión de los diferentes componentes. Proceso altamente contaminante por la producción de sustancias como el monóxido de carbono, bióxido de carbono, COVs, dioxinas, furanos, cloruro de hidrogeno, benceno, PCBs; y metales como arsénico, cadmio, niquel, zinc, mercurio,cromo y vanadio.
mecánica
Los productos resultantes son d alta calidad y limpios de todo tipo de impurezas, lo que facilita la utilización de nuevos materiales en nuevos procesos y aplicaciones Alto desempeño del sistema. Amigable con el medio ambiente (no genera compuestos contaminantes). Exige poca mano de obra para operar y repara el sistema.
Mantenimiento constante de algunas partes de la maquinaria ( cuchillas y tornillo)
Trituración
criogénica
Las partículas de caucho molidas generadas en este proceso presentan una superficie relativamente suave, un amplio rango de tamaño de partícula así como un mínima oxidación superficial.
Baja calidad del producto debido a la dificultad del material y de la economía para separar al caucho del metal y de la fibra textil. Requiere de instalaciones complejas y de alto costo. Dificultad de mantenimiento de la maquinaria y de su proceso
Fuente : Elaboración propia.
Tabla 3 eficiencia del producto con respecto a otros materiales
Antideslizante Apto para exteriores Resistencia al impacto Resistencia al transito Durabilidad higiene Elasticidad Atenuación del ruido Fácil limpieza
ARENA PLÁSTICA Alta Alta
CERÁMICA
MADERA
Nula Baja
Nula Baja
Alta
Media
Nula
Alta
Media
Baja
Alta Alta Alta Alta Alta
Alta Alta Nula Nula Alta
Media Media Nula nula Media
Con base en la comparación anterior, podemos concluir que la utilización de la arena plástica como materia prima para la elaboración de pisos decorativos, cumple con los requerimientos necesarios para alcanzar las principales propiedades de seguridad, confort y estética, ya que al comparar la arena plástica con la cerámica y la madera encontramos que la arena plástica posee excelentes características como: antideslizantes, apto para exteriores, resistentes al impacto, resistentes al tránsito, durables, higiénicos, elásticos, atenúan el ruido y son fáciles de limpiar.
Universidad Mayor de San Simón Facultad de Ciencias y Tecnología Carrera de Ingeniería Química Estudiante: Katheryne Julie Castro Carrasco Cochabamba-Bolivia 08/01/2016
