Nuevo proceso para reciclar plástico reforzado con fibra de vidrio

El plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP, por sus siglas en inglés), un material compuesto resistente y duradero, se utiliza en todo tipo de aplicaciones, desde piezas de aviones hasta aspas de molinos de viento. Sin embargo, las mismas cualidades que le confieren la robustez necesaria para ser utilizado en esas aplicaciones son las que dificultan su eliminación. En consecuencia, la mayoría de los residuos de GFRP se entierran en un vertedero una vez que llegan al final de su vida útil.

Un equipo de científicos encabezado por Yi Cheng, de la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo método de reciclaje energéticamente eficiente y económicamente rentable para transformar el GFRP en carburo de silicio, ampliamente utilizado en semiconductores, papel de lija y otros productos.

Hasta ahora, los procesos ideados para reciclar plástico reforzado con fibra de vidrio han sido bastante decepcionantes. Los que usan la incineración generan gases tóxicos. Los que se basan en disolverlo generan abundantes residuos muy ácidos y de otros tipos igualmente problemáticos. Todos esos procesos, además de contaminar, consumen muchos recursos.

Cheng y sus colegas se propusieron hallar una forma más ecológica y barata de reciclar el GFRP, empleando para ello el calentamiento flash Joule.

El calentamiento flash Joule es una técnica en la que se hace pasar una corriente eléctrica a través de un material con una resistencia eléctrica moderada para calentar con suma rapidez los materiales de interés hasta temperaturas muy altas y transformarlos entonces en otras sustancias.

El calentamiento flash Joule permite calentar con gran rapidez los materiales de interés hasta temperaturas muy altas y transformarlos entonces en otras sustancias. (Foto: Jeff Fitlow / Rice University)

El nuevo proceso tritura el GFRP hasta convertirlo en una mezcla de plástico y carbono. Se puede añadir más carbono, cuando es necesario, para que la mezcla sea conductora. A continuación, los investigadores le aplican alta tensión mediante dos electrodos, lo que eleva su temperatura hasta un rango de entre 1.600 y 2.900 grados centígrados.

Esa alta temperatura facilita la transformación del plástico y el carbono en carburo de silicio. El método permite fabricar dos tipos diferentes de carburo de silicio, que pueden utilizarse para distintas aplicaciones. De hecho, uno de estos tipos de carburo de silicio ha demostrado, al ser empleado para material de ánodo de batería, una eficiencia mayor que la que tienen las alternativas convencionales.

El equipo de investigación ya trabaja con empresas externas para perfeccionar el proceso y adaptarlo a un uso más generalizado. La viabilidad comercial es clara. Los costes operativos del reciclado de plástico reforzado con fibra de vidrio son inferiores a 5 centavos de dólar por kilogramo.

Cheng y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo proceso en la revista académica Nature Sustainability, bajo el título "Flash upcycling of waste glass fiber-reinforced plastics to silicon carbide". (Fuente: NCYT de Amazings)