REVALORIZACIÓN DEL CAUCHO VULCANIZADO PARA EL

DESARROLLO DE UN MATERIAL VIABLE PARA PRODUCTOS ECO

JUAN SEBASTIAN MUÑOZ TAMAYO

ASESOR: DR. JUAN FERNANDO LOPEZ LOPEZ

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE PEREIRA.

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO

DISEÑO INDUSTRIAL

PEREIRA

2017

REVALORIZACIÓN DEL CAUCHO VULCANIZADO PARA EL DESARROLLO

DE UN MATERIAL VIABLE PARA PRODUCTOS ECO

Resumen

El propósito de la presente investigación es diseñar un material viable para productos eco a

partir del desperdicio del caucho vulcanizado y aserrín de la madera. Esta idea surgió a

partir de la necesidad de generar soluciones al problema de la contaminación generada por

los neumáticos fuera de uso (NFU) que se acumulan alrededor de la ciudad. Fue

desarrollado bajo el concepto de diseño “Función residual”, planteando la reutilización del

caucho de la llanta vulcanizado para la fabricación de nuevos productos. Por medio de un

análisis de alternativas y una investigación en los materiales se determinó que el caucho

vulcanizado de dureza 65%, junto con el aserrín, es el aglutinante más apto para la

fabricación de productos bajo una perspectiva de diseño “Eco”.

Palabras clave: Caucho, Neumáticos Fuera de Uso, contaminación, productos “Eco”

Abstract

the purpose of this research is to design a viable material for products eco from Vulcanized

rubber and sawdust from wood waste. This idea arose from the need to generate solutions

to the problem of pollution caused by the tyres out of use (NFU) that accumulate around the

city. It was developed under the concept of design "Residual role", posing the reuse of tire

rubber Vulcanized to the manufacture of new products. Through an analysis of alternatives

and a materials research determined that the Vulcanized rubber of hardness 65%, together

with the Carpincol and sawdust, is the binder more suitable for the manufacture of products

under a design 'Eco' perspective.

Key words: rubber, tyres out of use, pollution, products 'Eco'

Metodologia de Diseño

Para la relacion de este proyecto, se utilizaron dos metodologias de diseño, en las cuales

se intenta desentrañar y explicar el trabajo de los diseñadores y entender que patrones

intelectuales y de comportamiento les guían

La primera de ellas, es la propuesta por Nigel Cross, Su método es fundamentalmente la

observación directa del trabajo de reconocidos diseñadores y el análisis del

comportamiento, los diálogos, etc.

En la figura 1, se detalla graficamente la metologia Nigel Cross y su aplicación en este

proyecto.

Figura 1. Metodologia de Diseño – Nigel Cross.

Fuente: Elaboración propia

La otra metodologia utilizada, se basa en el programa de diseño para el medio

ambiente (DFE - Design for Environment Program, en inglés) la cual es un programa de la

Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), creado en 1992, que tiene

por objetivo prevenir la contaminación y el riesgo que la polución representa para las

personas y el medio ambiente. Para la aplicación de esta metodologia solo se tuvieron en

cuenta los parametros 1, 3 y 6, los cuales se evidencian en la figura 2.

Figura 2. Metologia de Diseño DFE – Desing For Environment.

Fuente: Elaboración propia

Resultados

Después de aplicar las encuestas entrevistas y la salida de campo, se presenta en la figura 3,

los hallazgos encontrados dentro y fuera de la ciudad de Pereira

Figura 3. Hallazgos de salidas de campo

Fuente: Elaboración Propia.

Hallazgos de métodos y técnicas de recuperación de los NFUs (Neumáticos Fuera de Uso)

Existen varios tipos de tecnologías empleadas para la recuperación y/o reciclaje de

los NFUs; según el uso que se le vaya a dar, se emplearán una o varias tecnologías. Se

pueden distinguir las siguientes:

Tecnologías fuera de los sistemas de reciclado del material:

Se puede citar el denominado Buffin. Suele ser una parte del proceso de recauchutado

que no incluye a los neumáticos al final de su vida útil, recanalado y recauchutado.

Tratamientos Mecánicos:

Proceso mecánico mediante el cual los neumáticos son comprimidos, cortados o

fragmentados en piezas irregulares. Entre ellos se encuentran fabricación de balas,

troceado (ripping), trituración (cutting).

Tecnologías de reducción de tamaño:

Se distingue entre el realizado a temperatura ambiente, criogénico y húmedo.

•Tecnologías de Regeneración: desvulcanización, recuperación del caucho (reclaiming),

modificación superficial, modificación biológica.

Otras tecnologías:

Pirolisis‐Termólisis.

Fuente: López, 2010

1.1.1 Hallazgos de Materiales

Después de realizada la investigación, se evidencia que es factible crear un producto

por medio de la fusión entre el caucho pulverizado de los NFUs, el aserrín y aglutinantes

como el Carpincol y el Látex, cuya finalizada consiste en darle uso y durabilidad a estos

desperdicios.

A continuación se describen los materiales utilizados en la fusión:

- Caucho Pulverizado

El granulado de caucho consiste en una partícula constituida a base de caucho, que se

obtiene de residuos provenientes de desechos de productos que se constituyen a base

del mismo polímero como los neumáticos, la cual presenta estructuras moleculares que

se caracterizan por su permeabilidad, durabilidad, rebote y amortiguación frente al

impacto. En la figura 4, se observan los diferentes colores.

Figura 4. Caucho pulverizado

Fuente: Green Field, 2017.

Usos y aplicaciones

El caucho pulverizado tiene numerosos usos secundarios como son los productos

moldeados por inyección, recubrimientos, materiales para techos y diversas aplicaciones de

asfalto.

El caucho pulverizado se considera de 400 – 74 micras (0.400 – .074 mm) en tamaño.

Fuente: http://www.njuskalo.hr/grijanje-hladenje-ostalo/piljevina-pelete-brikete-oglas-12225311

En la figura 5, se muestra las diferentes aplicaciones del caucho pulverizado, el cual se

usa como material de relleno en canchas sintéticas, para fabricación de pisos, para parques

y tapetes que busquen mayor fricción y brindar seguridad.

Figura 5. Usos y aplicaciones de las canchas sintéticas

Fuente: Reciplay, 2017

- Aserrín en polvo

El aserrín en polvo es otro de los materiales a utilizar en el proceso de elaboración de

las probetas, este material es el desperdicio del proceso de serrado de la madera, como el

que se produce en un aserradero, en la figura 6, se observa el material.

Figura 6. Aserrín en polvo

- Usos y aplicaciones

A este material, que en principio es un residuo o desecho de las labores de corte de

la madera, se le han buscado destinos diferentes con el paso del tiempo

Figura 7. Aplicaciones del aserrín

Fuente: Matra Instrumentos Étnicos, 2009.

En la figura 7, se evidencia que se utiliza en envases pequeños como los que se usan

para pinturas, esmalte y también en frascos iguales a los de la pasta para los dientes o las

cremas de afeitar, se venden en el comercio con los nombres extranjeros de “Plastic Wood”

o sea madera plástica, un producto pastoso que se usa como masilla y que al secarse

rápidamente se endurece como la madera y se adhiere fuertemente a la misma dando una

forma compacta

Propuesta definitiva o FINAL

Después de tener un acercamiento extenso con el material y de haberse realizado los

ensayos se toma como propuesta final el material con el caucho de dureza 65 ya que

presenta mejores respuestas y acercamientos con los requerimientos, de igual forma se

habla sobre el material con Carpincol ya que este también obtuvo buenos resultados.

En la figura 8, se ilustra la probeta definitiva, realizada bajo las indicaciones

plasmadas en el desarrollo de la investigación, teniendo en cuenta el primer acercamiento

con los materiales, y los análisis realizados.

Figura 8. Propuesta de probeta definitiva

Fuente: Elaboracion propia

A continuación se describe el proceso de producción del material, evidenciando

cada paso detalladamente, con el fin de mostrar la calidad de los procesos y los materiales

utilizados para su elaboración

Figura 9. Secuencia de uso

Fuente: Elaboración propia

Finalmente se proponen unas alternativas de uso del material elaborado, con el fin de darle

una aplicación y una visión comercial a la propuesta desarrollada.

Figura 10. Alternativa de uso – Final #1

Fuente Elaboración propia

Conclusiones

Para este proyecto se puede concluir lo siguiente:

Es posible reutilizar el caucho vulcanizado y los residuos de madera para la elaboracion

de un material eco viable, y posteriormente crear productos a base de este material, como

pisos y suelas para zapatos.

Por medio del desarrollo de probetas se pudo determinar que el material propuesto en la

alternativa final, derivado del caucho, la madera y el látex, cumple con los requerimientos

que se plantearon en el proyecto.

También se concluye que las pruebas de resistencia realizadas a las probetas para ver el

comportamiento del material presentaron resultados positivos en los ensayos de dureza, y

elasticidad y flexibilidad, cumplimiento con el objetivo planteado.

Finalmente se concluye que el material elaborado, tiene diferentes aplicaciones que

permiten resaltar sus propiedades contra impactos, de flexibilidad, antideslizantes, entre

otras. Para la elaboración de productos como: relleno de canchas sintéticas, pisos, tapetes,

etc.

Referencias

Ardisa (2017). Carpincol MR-60. [Figura]. Recuperado de:

https://www.ardisa.com/adeshivos/carpincol-mr-60

Carrión., J. (1999). Proceso de Fabricación de las Llantas de Caucho. SISBIB

Sistema de Bibliotecas, [online] 2(2), pp.40- 43. Available at:

http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/indata/v02_n2/proceso.htm [Accessed

17 May 2017].

Cyclus. (n.d.). Cyclus. [online] Available at: https://www.cyclus.com.co/.

[Accessed 20 Apr. 2017].

Chávez, N. (2001). Introducción a la Investigación Educativa. Maracaibo. Editorial

Gráficas

Entrevista por grabación Señor Héctor. (8 Abril, 2017).

Estrela, E. (2012). Las 5 erres. Reutilizar, Reducir, Reparar, Reciclar, Regular.

Hablando de ciencia, 1(1), p.2.

Empresa Hulex (2017) Modificación y manipulación de Superficies y pisos

https://www.hulex.co/gimnasios.

Historia de la Goodyear: http://www.goodyear.com.co/comp_info/history/

(Accessed 17 May 2017).

Instituto de Desarrollo Urbano – IDU y Alcaldía Mayor de Bogotá D.C. Resolución

No. 3841 del 5 de septiembre de 2011. Bogotá D.C., 2011

Leonardo, D. (2011). Reciclaje del caucho como una propuesta ecoamigable en el

municipio de San Rafael de Carvajal. Revecitec Urbe, 2(1), pp.. 1-6.

Potti, J. (2007). Nuevos conceptos de Carreteras más Seguras y Sostenibles

(Proyecto Fénix). Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial de España. Documento

en línea. Disponible en: http://www.proyectofenix.es/File/ViewFile.aspx?FileId=71106.

Consulta: 23/01/2011.

Rondón Quintana, H. (2011). Mezclas Asfálticas Modificadas con grano de caucho

de llanta: Estado del conocimiento y análisis de utilización en Colombia.

Rosa, D. (2006). Estudio de la incidencia del caucho reciclado de neumáticos sobre

el medio ambiente y la salud humana. Documento en línea. Disponible en:

http://www.grupo-cgc.com/descargas/incidencia%20del%20caucho%20reciclado.pdf.

Consulta: 23/01/2001.

Gadget, S. (2012). El diseño y el reciclaje. [online] Iso Pixel. Available at:

https://isopixel.net/2012/02/01/el-diseno-y-el-reciclaje/ [Accessed 5 Jun. 2017].

Gobierno del Distrito Federal México. La Ciudad de la Esperanza. Secretaría del

Medio Ambiente, Llantas Usadas Diagnóstico de la Situación Actual en el Distrito Federal

(p.31). México, 2002.

Gómez, L. and Sanchez Montoya, L. (2011). Aprovechamiento de llantas usadas

para la fabricación de pisos decorativos. Especialización en PML, pp.58-63.

Tchobanoglous, G. (1994), Gestión Integral de Residuos Sólidos Volumen II,

España, McGraw Hill, 496p

Guía Para manejo de llantas Usadas. Secretaria de Ambiente de Bogotá. (8 marzo

2017)

Ministerio de Fomento. Ministerio de Medio Ambiente. Centro de Estudios y

Experimentación de Obras Públicas - CEDEX. Manual empleo de caucho en mezclas

butaminosas (p. 8). España, 2007.

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial - MAVDT. Evaluación

de las Cadenas de Reciclaje. (p.8), Bogotá D.C.,2004

María Angélica Vásquez, Las llantas viejas con un problema ambiental "radial'.

Periódico El Tiempo. 13 de mayo de 2011.

http://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-9343605.

Proceso de Fabricación de las Llantas de Caucho, European Tyre Recyling

Association ETRA.).

López, G., A. López, D. and Manso, j. (2009). Situación actual del tratamiento de

neumáticos fuera de uso y posibilidades de obtención de negro de humo de alta pureza.

Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), [online] 1(1), pp.10-13.

Available at: http://hdl.handle.net/10261/17979 [Accessed 17 May 2017].

Organelle. (2010). El Hangelier Serie. [online] Available at:

http://www.organelledesign.com/The-Hangelier-Series [Accessed 5 Jun. 2017].

Maya, G. and María, A. (2010). Sostenible ambiental y humana: una mirada desde

el diseño industrial. Universidad de Palermo, Centro de estudios en Comunicación y

diseño, Escritos en La Facultad, [online] 63, p.2. Available at: http://Publicaciones DC.

[Accessed 5 Jun. 2017].

Gercons. (2017). Grupo Gercons Colombia. [online] Available at:

http://www.gerconscolombia.com/index.php/13-roksprocket-mosaic/21-

destalonadora_llantas.html [Accessed 5 Jun. 2017].

Pinteres, Utilización de llantas recicladas en parques infantiles. [Online] Available

at: https://es.pinterest.com/pin/521713938060724878/

Velandia., P. (2015). La ANDI Prevención sobre recolección este año un millón de

llanta con Corporación rueda Verde. La Republica. [online] Available at:

http://www.larepublica.co/la-andi-prev%C3%A9-recolectar-este-a%C3%B1o-1-

mill%C3%B3n-de-llantas-con-corporaci%C3%B3n-rueda-verde_191316 [Accessed 20

Apr. 2017].

Instituto Municipal de Tránsito y Transporte de Pereira.

Bejarano, G Pablo. 2015. Como se recicla tu móvil, Eldiario.es, Madrid.

Congreso de Colombia, 2010. Ley 1429 – 29 de diciembre de 2010 "por la cual se

expide la ley de formalización y generación de empleo". Bogota D.C Disponible en:

http://wsp.presidencia.gov.co/Normativa/Leyes/Documents/ley142929122010.pdf

Congreso de Colombia, 2000. LEY 590 DE 2000, Reglamentada por el Decreto

Nacional 2473 de 2010, "Por la cual se dictan disposiciones para promover el desarrollo de

las micro, pequeñas y medianas empresa". Bogota D. C Disponible en:

http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=12672

Diana Carolina, MORENO L Sandra Liliana. Estudio de factibilidad de la creación

de una empresa dedicada a la producción y comercialización de granulo de caucho en

Pereira. Facultad Ingeniería Industrial U.T.P. Pereira, Risaralda,

Díaz Villegas, Juan David, 2014. Fabricación de elementos para el control y la

seguridad vial, reciclando las llantas en desuso de Integra S.A.Universidad Católica de

Pereira. Pereira. Disponible en: http://hdl.handle.net/10785/2190

ETRA. 2015, European Tyre Recycling Association

González, Á. Martín. (2015). Aplicación del caucho reciclado como solución

constructiva ecológica. Universidad Politecnica de Valencia. Valencia. Disponible en:

http://hdl.handle.net/10251/55735

Green Field, 2017. Colorful EPDM Rubber Granules. [Figura]. Recuperado de:

http://img1.cdn.tradew.com/Y201108M1162195T6G1168608/W0H0/Colorful-EPDM-

Rubber-Granules.jpg

López Rivas, Henry Giovanny. 2014. Estudio de factibilidad para la creación

de una empresa para el aprovechamiento industrial de llantas usadas en el municipio de

Sogamoso. (UNAD). Sogamoso. Disponible en: http://hdl.handle.net/10596/2681

Matra Instrumentos Etnicos, 2009. Pasta de aserrín. [Figura]. Recuperado de:

https://www.blogger.com/profile/03713371231536567463

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Resolución 1457 de

2010 Dada en Bogotá, D. C., a 29 de julio de 2010. El Ministro de Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Territorial, Publicado en el Diario Oficial 47786 de julio 30 de 2010. Bogota

D.C. Disponible en: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=40063

Prieto Páez, Leidy Johanna, 2012. Beneficios tributarios para empresas

recicladoras. Universidad Militar Nueva Granada. Disponible en:

http://repository.unimilitar.edu.co:8080/handle/10654/9150

Pureza f.a. lópez1, a.lópez­delgado1, f.j.alguacil y j. Manso, 2010. Situación actual

del tratamiento de neumáticos fuera de uso y posibilidades de obtención de negro de humo

de alta. Laboratorio de innovación y reciclado de materiales. Centro Nacional De

Investigaciones Metalúrgicas (CENIM).

Quintero López, Alejandro; Ramírez Salgado, Jhonatan, 2012, Diseño de un

proceso logístico reversivo de llantas usadas en la ciudad de Pereira año, Pereira.

Disponible en: http://hdl.handle.net/11059/2649

Ray C. Anderson: Founder, Chairman and CEO Of Interface, Inc. Documento en

linea. http://engineering.dartmouth.edu/~d30345d/courses/engs171/dfe.pdf

Reciplay, (2017) Polvo granulado para Canchas sintéticas. [Figura]. Recuperado de:

http://reciplay.ec/caucho-granulado/

Feroca, (2017). Látex líquido para moldes. [Figura]. Recuperado de:

http://www.feroca.com/es/latex/270-latex-liquido-para-moldes.html

Anexos.

Anexo 1. Encuesta

Encuesta No 1

APLICACIÓN DEL DISEÑO INDUSTRIAL

Encuestado Dirección Teléfono

Equipo Posición Edad

Fecha Encuestador

Objetivo de la encuesta: Conocer sobre el desecho de la llanta en tu contexto

1. ¿Qué referencia de la llanta se ve más desechada en la ciudad?

❏ R-13 ❏ R-14 ❏ R-15 ❏ Otro

Para “Otro” especificar:

2. ¿Cuál es el peso promedio de las llantas desechadas?

❏ 7,0 kg ❏ 6,5 Kg ❏ 5,0 Kg ❏ Otro

Para “Otro” especificar:

3. ¿Qué tipo de llanta se ve más desechada?

❏ Pista ❏ Trocha ❏ Direccional ❏ Otro

Para “Otro” especificar:

4. ¿Cuál es el proceso de separación de componentes de llanta?

❏ Trituración ❏ Pulverización ❏ Artesanal ❏ Todos

5. ¿Cuál es el promedio de las llantas desechadas en la ciudad anuales?

❏ 600 ❏ 1.000 ❏ 4.000 ❏ más de 4.000