Os materiais composites ou materiais compostos de matriz polimérica permiten o moldeado de formas complexas, proporcionan gran resistencia á degradación ambiental e propiedades mecánicas óptimas e, no caso de resinas con fibra de carbono, permiten obter pezas moi robustas pero dotadas dunha gran lixeireza. Todo iso abriulles as portas de sectores como o aeronáutico, a automoción, o naval, o material deportivo de alto nivel, a construción, etc.
Con todo, o consumo destes materiais creceu de maneira exponencial e para o ano 2030 a UE teríase que desfacer dun millón de toneladas de materiais compostos. Co fin de resolver este problema, está a lexislarse para promover unha xestión máis racional dos residuos xerados de maneira que para producir novos produtos co emprego de composites, deberase proceder á previa eliminación ou reciclado dos xa existentes.
Hai dous grandes grupos no campo dos composites: os temoplásticos e os termoestables.
Os composites termoplásticos son máis fáciles de reciclar, xa que están formados por unha matriz de polímero termoplástico reforzado por fibras longas que poden ser de carbono, vidro, basalto, polímero ou calquera outro tipo de material, incluíndo fibras naturais ou fibras poliméricas. Nos procesos de reciclaxe, a matriz de polímero termoplástico pódese fundir durante varios ciclos de procesado.
Os composites termoestables empregan como matriz unha resina que se volve ríxida tras unha breve reacción que produce o entrecruzamiento das súas cadeas poliméricas. Esta reacción impide que o material sexa fácil de reciclar porque non pode volver procesarse.
Non só iso, senón que no caso dos materiais con base en resina epoxi (moi empregados no sector aeroespacial) durante a fase de montaxe xéranse grandes cantidades de material de desperdicio como son os preimpregnadoss de fibra de carbono, os composites de carbono en forma de pezas e moldes fose de uso, os tecidos de carbono e bobinas de fío sen mesturas ron a resina, o po de composite procedente de pulidos e cortes, etc.
Debido ao alto prezo das fibras de carbono, é moi rendible establecer procesos que permitan a súa recuperación a partir dos refugallos de produción.
Na imaxe pódese apreciar unha peza de composite constituído por prepreg de fibra de carbono e cuxa mostra forma parte da Materioteca de Galicia coa denominación de Eternal carbon.
A RECICLAXE DE COMPOSITES TERMOESTABLES
Todos os procesos de reciclaxe de composites termoestables presentan unha cadea de operacións na que cada paso está relacionado co seguinte e todos deben culminar con éxito ou o proceso quedará comprometido. A estes composites pódenselles aplicar diversos procesos, como a degradación química selectiva, a pirólisis ou a incineración.
Por exemplo, no caso dos composites de fibra de vidro débese comezar por reducir o seu tamaño mediante cortado e moído. Posteriormente, a través dun proceso de pirólisis, se fragmenta a resina polimerizada en pequenas moléculas ou compostos de baixo peso molecular, que poden ser empregados de novo mediante sucesivos tratamentos químicos.
A pirólisis ou descomposición química causada por quecemento a altas temperaturas e en ausencia de osíxeno ten como principal vantaxe que permite recuperar tanto a resina como as fibras de reforzo. Este proceso pode ser empregado en composites termoestables reforzados con fibra de vidro ou de carbono.
Outro método de reciclaxe, baseado na solvólisis, consiste en someter aos polímeros reforzados con fibras a altas presións e temperaturas en presenza dun disolvente adecuado, o que resulta en dous subproductos independentes: a resina despolimerizada e as fibras recicladas.
Finalmente, convén destacar unha nova tecnoloxía baseada na utilización de encimas mutadas da familia das ligninasas para levar a cabo a degradación de composites termoestables baseados en resinas epoxi, poliéster e viniléster (proxecto Bizente).
Conclusión
Nos próximos anos, a metade do parque de aeroxeradores instalados en Europa requirirá a súa progresiva substitución. O mesmo problema preséntase para retirar da circulación máis de 10.000 aeronaves que se quedaron obsoletas. Todo iso require un alto esforzo de investigación dirixido a poñer ao dispor da industria e da sociedade novas ferramentas para a reciclaxe dos composites en xeral e, en particular, dos composites termoestables.