Vertemos mucha basura en la Tierra. Se presta mucha atención al plástico que se encuentra en las cimas de las montañas más altas y en los mares más profundos, pero no es el único problema. También podemos empezar a preocuparnos por los compuestos de carbono y fibra de vidrio. Afortunadamente, existe una solución.
Estos CFRP se utilizan ampliamente en la industria aeronáutica y automovilística, así como para palas de aerogeneradores y depósitos de hidrógeno, por ejemplo. Se calcula que en 2030 será uno de los principales flujos de residuos en todo el mundo. Solo la industria aeronáutica y de turbinas eólicas generará más de 840 000 toneladas anuales de residuos de CFRP de aquí a 2050, lo que equivale a 34 estadios llenos.
Reciclar los llamados materiales milagrosos
Esta chatarra es reciclable, pero eso apenas ocurre en la actualidad. Acaba principalmente en vertederos o incineradoras. Producir estos materiales compuestos es además perjudicial para el medio ambiente. Lleva al agotamiento de los recursos y su producción requiere mucha energía.
Pero hay soluciones, explican investigadores de la Universidad de Sídney. Hay todo tipo de métodos de reciclado, que requieren mucha menos producción nueva. Así se podría reducir el consumo de energía en un 70 % y dejarían de desperdiciarse valiosos compuestos.
“Los compuestos de fibra de carbono se consideran un material milagroso. Son duraderos, resistentes a todo tipo de condiciones climáticas y muy versátiles. Se espera que su uso aumente al menos un 60 % solo en la próxima década”, afirma el investigador Ali Hadigheh. “Pero este enorme crecimiento también conlleva un enorme aumento de los residuos. Por ejemplo, se calcula que solo el sector de las energías renovables producirá unas 500 000 toneladas de residuos de compuestos de carbono y fibra de vidrio de aquí a 2030”.
Un nuevo método de reciclaje
Sin embargo, los investigadores no piensan en problemas, sino en soluciones. Han desarrollado un nuevo método de reciclaje de estos CFRP para evitar que acaben en los vertederos al final de su vida útil. Su planteamiento supone una mejora sustancial respecto a los métodos existentes. “Nuestro análisis demostró que los CFRP pretratados sufren una etapa de reacción adicional, que mejora la degradación a temperaturas más bajas en comparación con los CFRP no tratados”, explica Hadigheh.
“El llamado pretratamiento de solvólisis no solo garantiza una mayor degradación de forma más sencilla, sino que también permite conservar las propiedades mecánicas de las fibras al utilizar menos calor durante el reciclado”.
Los CFRP pretratados
Las fibras recicladas de los CFRP pretratados conservaron hasta el 90 % de su resistencia original. Es decir, un 10 % más que las fibras restauradas únicamente por degradación térmica. “Para demostrar la aplicabilidad de nuestro método en la práctica, hemos reciclado con éxito parte de un cuadro de bicicleta y desechos de aviones a partir de compuestos de CFRP utilizando nuestro enfoque híbrido.
Estos resultados no solo confirman la eficacia del pretratamiento químico, sino que también demuestran la mejora de las propiedades mecánicas de las fibras de carbono recicladas”, afirma Hadigheh.
Anteriormente, los investigadores evaluaron 10 métodos diferentes para tratar los residuos de CFRP. La solvólisis ocupó el primer lugar. Se trata de un método en el que los materiales se descomponen utilizando un disolvente a una presión y temperatura determinadas. Este método fue el más eficaz. Pero los métodos de reciclado térmico, como la pirólisis catalítica y la pirólisis combinada con oxidación, también arrojaron una alta eficiencia económica. Además, todos ellos producen emisiones de CO₂ significativamente menores que si los residuos acabaran en vertederos o se incineraran.
Creciente concienciación
Los investigadores hablan de una gran oportunidad para mejorar el reciclado de la enorme montaña de residuos que se avecina. Aconsejan a los fabricantes que miren más allá de la producción de material nuevo. También deberían desarrollar productos reciclados a partir de material viejo. “Es una gran oportunidad”, afirma la investigadora Yaning Wei. “Y no solo porque las distintas formas de reciclado son rentables y tienen un impacto ambiental mínimo, sino también porque cada vez hay más interrupciones en la cadena de suministro. Entonces, el reciclaje local puede hacer que un producto esté disponible mucho más rápido que si hay que importarlo”.
“Cada vez hay más conciencia sobre el reciclaje de productos y el crecimiento de los residuos plásticos. Por tanto, Australia debería plantearse urgentemente el reciclaje a gran escala de los materiales de construcción de nueva generación antes de que surja un nuevo problema de residuos”.
¿Qué es la fibra de carbono?
Una fibra de carbono tiene entre 5 y 10 micrómetros de grosor y está formada por cristales de carbono alargados. Miles de fibras de carbono se ensamblan en hilos y se tejen en esteras. Se fabrican a partir de fibras acrílicas carbonizadas por pirólisis a temperaturas de hasta 3000 grados Celsius. Las fibras de carbono no se oxidan con el agua ni el oxígeno. Además, son ligeras como una pluma y muy rígidas y resistentes. Por eso es ideal para productos en los que estas propiedades son importantes, como la industria aeroespacial y automovilística, pero también para equipos deportivos y turbinas eólicas.