Un equipo de investigadores de NUS ha logrado un gran avance tecnológico al convertir neumáticos de caucho de desecho en aerogeles superligeros que tienen una amplia gama de aplicaciones. Esta es la primera vez que los aerogeles se fabrican a partir de neumáticos de caucho de desecho. Los nuevos aerogeles de goma demuestran propiedades notables:son extremadamente ligeros, muy absorbente, muy duradero, y también son muy eficientes para atrapar el calor y el sonido.

Al reciclar el caucho de desecho en productos de mayor valor comercial, esta nueva tecnología promueve un uso más amplio de neumáticos de desecho, y ofrece una forma ecológica de reciclar caucho usado. Esta novedosa tecnología se publicó en la versión impresa de la revista científica Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects en septiembre de 2019, y se ha presentado una patente.

Impulsar los esfuerzos de investigación del equipo y sensibilizar al público sobre el reciclaje, Inversiones en Mapletree, un desarrollador inmobiliario líder con un fuerte enfoque en la sostenibilidad ambiental, recientemente hizo una donación de S $ 155, 000 a NUS.

Llantas de desecho:un problema de desperdicio importante

Todos los años, alrededor de mil millones de llantas de desecho se generan en todo el mundo. Los neumáticos de caucho son muy duraderos y no biodegradables. Solo el 40 por ciento se recicla en productos de bajo valor agregado, mientras que el 49 por ciento se incinera para generar energía, y al menos el 11 por ciento termina en vertederos. Aunque los rellenos sanitarios se practican comúnmente, Los vertederos se están agotando y también existe el riesgo de que el lixiviado provoque la contaminación ambiental. Es más, La quema de caucho produce sustancias tóxicas que plantean problemas de salud y seguridad.

"Aunque el 40 por ciento de los neumáticos de caucho de desecho se reciclan, la tasa de reciclaje en todo el mundo sigue siendo baja porque el procesamiento del caucho usado es costoso y consume mucha energía, junto con la falta de incentivos monetarios. Nuestro equipo ha decidido centrarse en la creación de aerogeles de caucho a partir de neumáticos de caucho usados ​​porque son una fuente barata y abundante de materias primas. Al convertir los neumáticos de caucho de desecho en aerogeles de alto valor, podríamos mejorar el incentivo monetario para reciclar caucho y, a su vez, reducir el desperdicio de caucho, "explicó el profesor asociado Duong Hai-Minh, quien lidera el equipo de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica de NUS Engineering.

Sr. Edmund Cheng, Presidente de Mapletree, dijo, "Mapletree siempre ha puesto un gran énfasis en la integración de diseños sostenibles en nuestros desarrollos. Este proyecto, que tiene como objetivo convertir los desechos de caucho en materiales de aerogel a través de tecnología ecológica, está alineado con nuestro compromiso de reducir el impacto ambiental negativo. Estamos entusiasmados de que parte del apoyo también financiar las instalaciones renovadas del laboratorio para la investigación aplicada y la educación sobre el potencial de la tecnología de reciclaje. Esperamos que a través de la educación, uno de nuestros pilares clave de responsabilidad social corporativa, habrá más conciencia sobre los problemas ambientales ".

Sencillo, proceso de producción rentable y ecológico

Para crear los aerogeles de goma, Las fibras de neumáticos de automóvil recicladas se mezclan primero en fibras más finas. Estas finas fibras de caucho se empapan luego en agua y una cantidad muy pequeña de reticulantes químicos. Próximo, la mezcla de fibras de caucho y solventes ecológicos se dispersa uniformemente con un agitador durante 20 minutos. El gel de suspensión uniforme se liofiliza luego a menos 50 grados Celsius durante hasta 12 horas para producir aerogeles de caucho.

El profesor adjunto Duong dijo:"El proceso de fabricación es simple, rentable y ecológico. Todo el proceso de producción tarda entre 12 y 13 horas en completarse y solo cuesta menos de S $ 10 producir una lámina de aerogel de caucho de 1 metro cuadrado de tamaño y 1 cm de grosor. El proceso también se puede ampliar fácilmente para la producción en masa. Esto hace que los aerogeles de caucho sean un producto comercialmente atractivo ".

Aerogeles de goma de gran versatilidad

Los novedosos aerogeles de caucho creados por el equipo de NUS poseen propiedades notables para muchas aplicaciones:

• Extremadamente ligero y más rígido que la espuma comercial
• Altamente poroso:Esto hace que los aerogeles de caucho sean buenos absorbentes para eliminar el aceite derramado. Son dos veces más absorbentes que los absorbentes convencionales como la esterilla de polipropileno.
• Excelente absorción de sonido:los aerogeles de caucho son un 27 por ciento más efectivos que el absorbente de espuma comercial con el mismo grosor.
• Excelente aislamiento térmico:los aerogeles de caucho tienen una alta resistencia al calor. Una pieza de aerogel de goma con un grosor de una pulgada (2,54 cm) tiene un límite de transferencia de calor equivalente a 25 cristales de ventana estándar.
• Muy duraderos:la mayoría de los aerogeles son extremadamente frágiles y friables (es decir, tienden a fragmentarse y pulverizarse), pero los aerogeles de goma pueden volver a su forma original después de la compresión. Esta propiedad única los hace adecuados como material aislante para fines industriales, como en sistemas submarinos, refinerías de petróleo y edificios industriales, y también en los hogares, refrigeradores, así como artículos personales como chaquetas y plantillas de zapatos.
• Cuando se recubre con una sustancia química llamada metoxitrimetilsilano, los aerogeles de caucho se vuelven extremadamente repelentes al agua y pueden usarse para evitar que la humedad corroa o dañe el equipo de aislamiento.

"Los mercados potenciales de aerogeles son enormes. Por ejemplo, el ruido y el confort térmico de los vehículos son vitales en el diseño de los vehículos; se espera que los mercados mundiales de soluciones de aislamiento acústico y térmico para automóviles alcancen los US $ 3.200 millones para 2022. Además, Se espera que el mercado mundial de gestión de derrames de petróleo alcance los 182.700 millones de dólares estadounidenses en 2025, "añadió el profesor Nhan Phan-Thien, que es un miembro senior del equipo de investigación.

Comercialización y nuevas aplicaciones

Profesor adjunto Duong, El profesor Nhan y su equipo están ansiosos por darse cuenta del impacto ambiental positivo de los aerogeles trabajando con Mapletree y los socios de la industria para comercializar y ampliar esta nueva tecnología. Con la generosa contribución de Mapletree, el equipo de NUS podrá realizar más estudios para mejorar el rendimiento de los aerogeles de goma, explore otras aplicaciones y utilice otros tipos de materiales de desecho para convertirlos en aerogeles.