MÉTODO PARA LA OBTENCIÓN DE NÓDULOS DE HULE A PARTIR DE NEÚMATICOS DE DESECHO.

Se describe un procedimiento para la obtención de nódulos de hul a partir de neumáticos de desecho,

el procedimiento comprende ua serie de etapas que toman en consideración la estructura de unneumático, y entre las cuales se encuentran principalmente: acopar neumáticos de desecho que tienen una banda de rodamiento y caas laterales, en donde la banda de rodamiento incluye una capa iterna y una capa externa; y cada cara lateral incluye una ceja e el borde interior de la misma; separar la banda de rodamiento d las caras laterales; cortar transversalmente la banda de rodaminto a través de la capa interna y la capa externa para formar un tira de la banda de rodamiento; cortar la tira de la banda de rdamiento obtenida en la etapa para formar nódulos a partir de lamisma; desprender la ceja de las caras laterales separadas; y cotar las caras laterales sin ceja para formar nódulos a partir delas mismas

Método para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho.

Campo de la invención La presente invención se refiere a la técnica para separar y cortar los diferentes elementos que constituyen un neumático, y más particularmente, está relacionada con un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho.

Antecedentes de la invención En la actualidad, debido al crecimiento constante del parque vehicular, el desecho de neumáticos se ha venido incrementado año tras año, se estima que en México se desechan anualmente 25 millones de neumáticos y en E.U.A. aproximadamente un neumático por habitante, por lo que constituye uno de los problemas más graves de contaminación de los últimos tiempos, más aun si se toma en cuenta que se presenta una gran complejidad para almacenar, destruir o encontrar una utilidad práctica a los grandes volúmenes de neumáticos de desecho. Una de las principales razones de este problema se debe a las propiedades fisicoquímicas que los neumáticos adquieren al ser sometidos a vulcanización, por lo que su eliminación, reciclaje o transformación resulta sumamente complicado.

En México, los neumáticos usados normalmente terminan en las calles, terrenos baldíos, tiraderos a cielo abierto y en pocos casos en rellenos sanitarios. Por este motivo, estos depósitos rápidamente se vuelven un problema de salud, ya que en ellos se desarrollan plagas como ratas y mosquitos.

Recientemente, la Industria del Cemento ha utilizado los neumáticos de desecho como combustible para sus hornos, ya que los neumáticos principalmente se forman de hidrocarburos y contienen un poder calorífico que es muy similar al de combustibles fósiles empleados en esta Industria, e inclusive superior al del carbón. Los neumáticos se incineran a temperaturas del orden de los 1450 °C, que según esta Industria, asegura una combustión completa y sin residuos como hollín y otros contaminantes. Sin embargo, actualmente sólo se permite utilizar una cantidad restringida de neumáticos para este fin.

Otra aplicación de los neumáticos de desecho ha sido como material de relleno de taludes de carreteras y puentes, pero debido a sus características físicas y químicas, su empleo es muy reducido.

Con respecto al reciclaje de neumáticos, existen tecnologías en las que se recuperan los principales materiales con los cuales se fabrica un neumático, es decir, hule, fibras y cuerdas poliméricas y de acero. Estos materiales recuperados se utilizan principalmente para hacer nuevos neumáticos, fabricar tapetes, impermeabilizantes, acero fundido, aglomerados de corcho y hule, suelas de zapato, etc. inclusive, los neumáticos viejos se vuelven a vulcanizar con hule nuevo. En el reciclaje de neumáticos, los mismos son divididos, cortados o pulverizados para obtener partículas, tiras, placas o nódulos que pueden ser incorporados en los productos y procesos mencionados anteriormente.

Sin embargo, el reciclaje resulta ciertamente complicado toda vez que, debido a la estructura particular de un neumático dentro de la cual existen cuerdas poliméricas y de acero entre las capas de hule, la obtención de partículas con una estructura homogénea no es una tarea sencilla ni directa.

Para explicar más claramente lo anterior, es conveniente indicar que un neumático tiene una estructura en la cual se encuentran definidas dos partes principales: la banda de rodamiento que hace contacto con el pavimento y las caras laterales que permiten al neumático ser montado a un rin.

En relación con lo anterior, la banda de rodamiento se encuentra constituida a su vez por una capa interna y una capa externa o piso de neumático, que es propiamente la parte que hace contacto con la superficie del pavimento. La capa interna se integra principalmente por una carcasa o armazón dentro la cual existe una capa de hule sellante, capas de cuerdas de fibras poliméricas revestidas de hule y dependiendo del tipo de neumático, cinturones estabilizadores. Por su parte, la capa externa o piso del neumático se compone esencialmente de hule y en ella se encuentran provistas barras, ranuras, estrías y hombros, que forman el dibujo del neumático.

Describiendo un poco más la conformación de la capa interna, la carcasa o armazón está compuesta en su parte más interna por la capa de hule sellante, cuya función es la retención de aire pues es impermeable a este. Sobre la capa de hule sellante se encuentran las cuerdas de materiales poliméricos como rayón, poliéster, nylon o de acero que se encuentran revestidas de hule para evitar la fricción de las mismas. Finalmente, en la parte más exterior de la carcasa y sobre las capas de cuerdas poliméricas o metálicas se encuentran opcionalmente los cinturones estabilizadores que tienen como función principal proveer estabilidad y uniformidad a la banda de rodamiento cuando el neumático se encuentra girando a altas velocidades, lo cual contribuye a la resistencia, menor desgaste, tracción y manejo del neumático. El material usado comúnmente en los cinturones estabilizadores es el acero, pues provee fortaleza y estabilidad a la banda de rodamiento sin sumar mucho peso al neumático.

Ahora bien, con relación a la segunda de las partes principales que forman la banda de rodamiento, es decir, la capa externa o piso del neumático, se puede mencionar que las ranuras provistas en dicha capa externa están diseñadas para escurrir agua, residuos, enfriar el neumático, generar tracción y evitar deslizamiento laterales del vehículo. Además, las ranuras están diseñadas para eliminar la emisión de ruidos provocados por la canalización de aire. Por su parte, las estrías incluidas sobre el piso del neumático tienen como función aumentar la refrigeración o enfriamiento del neumático y contribuir en su capacidad de tracción. Mientras que los hombros unen a la banda de rodamiento con las caras laterales; los hombros están diseñados tomando en cuenta la flexión de las caras laterales, trayendo como resultado un perfecto asentamiento de la banda de rodamiento sobre el pavimento. Además, los hombros ayudan a las transferencias de peso sobre el neumático, cuando un vehículo pasa a lo largo de curvas.

Por otra parte, tal como se mencionó anteriormente, la segunda estructura básica de un neumático son las caras laterales, cada una de ellas incluye una ceja que forma el anillo interior de las mismas. Las caras laterales del neumático se encuentran unidas a la banda de rodamiento por los hombros y se encuentran conformadas por compuestos de hule con una alta resistencia a la fatiga por flexión, adicionalmente las caras laterales pueden presentar dentro de las mismas cuerdas de acero que proporcionan mayor resistencia.

Por su parte, la ceja está formada por alambres de acero en forma de anillos. Los alambres se revisten de cobre para evitar la oxidación y, además, están aislados individualmente por compuestos de hule para evitar la fricción. La ceja tiene como función anclar el neumático en el rin y debe tener alta resistencia a la ruptura, de tal manera que la ceja está rellena de un compuesto de hule duro para soportar los rigores del montaje del neumático. Durante la fabricación de un neumático, las cejas se unen a las caras laterales en el ensamblaje del neumático, y posteriormente, quedan totalmente unidas mediante el proceso de vulcanizado.

Una vez habiendo explicado la estructura básica de un neumático, es importante mencionar que en el arte previo, existen máquinas que permiten separar las dos partes principales que componen a un neumático, tal es caso de la patente Mexicana No. 188, 444 perteneciente al mismo inventor que el del procedimiento que es descrito en el presente documento. Dicha patente se relaciona con una máquina cortadora de neumáticos, mediante la cual es posible separar eficientemente las caras laterales de la banda de rodamiento para así reducir el volumen ocupado por los neumáticos de desecho. Sin embargo, no se menciona como deben ser procesadas las partes separadas para obtener partículas o nódulos homogéneos que puedan ser reciclados en los procesos y productos antes mencionados.

Asimismo, en el arte previo, se encuentra presente la patente Mexicana No. 160, 377, que describe una máquina que tiene la finalidad cortar los neumáticos de desecho, dicha máquina emplea una estructura que tiene un rodillo de yunque cilíndrico, montado giratoriamente en la misma. Además, la máquina emplea un par de rodillos de cuchillas en la estructura, que giran en ejes paralelos al eje de giro... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento (100, 101, 102, 103) para la obtención de nódulos de hule (11) a partir de neumáticos de desecho (10) ; el procedimiento comprendiendo las etapas de:

a) acopiar (110) neumáticos de desecho (10) que tienen una banda de rodamiento (20) y caras laterales (30) , en donde la banda de rodamiento (20) incluye una capa interna (21) y una capa externa (22) ; y cada cara lateral (30) incluye una ceja (31) en el borde interior de la misma; b) separar (120) la banda de rodamiento (20) de las caras laterales (30) ; c) cortar (130) transversalmente la banda de rodamiento (20) a través de la capa interna (21) y la capa externa (22) para formar una tira (28) de la banda de rodamiento (20) ;

d) cortar (140) la tira (28) obtenida en la etapa anterior (130) a manera de formar nódulos (11) a partir de las mismas, en dos pasos (141, 142) : i) en el primer paso (141) se efectúan cortes longitudinales y paralelos sobre de la tira (28) de la banda de rodamiento, formando así una primera pluralidad de tiras (29) más delgadas; ii) y en el segundo paso (142) , se efectúan otros cortes transversales y paralelos entre sí sobre dichas tiras delgadas

(29) para formar así los nódulos de hule (11) ; e) desprender (150) la ceja (31) de las caras laterales (30) que fueron separadas en la etapa (b) ; y, f) cortar (160) las caras laterales sin ceja (30) obtenidas en la etapa anterior (150) para formar nódulos (11) a

partir de las mismas; con lo cual, se obtienen nódulos de hule (11) provenientes de la banda de rodamiento (20) y de las caras laterales (30) ; los nódulos (11) teniendo un tamaño lateral entre 6.4 mm y 50.8 mm por lado y de forma regular; los nódulos

(11) incluyendo en su interior fibras y cuerdas poliméricas y metálicas que no sobresalen de los mismos.

2. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde, en la etapa de acopio (a) , los neumáticos de desecho (10) son clasificados de acuerdo con su estado físico, tipo y tamaño.

3. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde la etapa de separación (b) , la etapa de corte transversal (c) , la primera etapa de corte nodular (d) , la etapa de desprendimiento (e) y la segunda etapa de corte nodular (f) se llevan al cabo utilizando herramientas manuales de corte o máquinas de corte accionadas de manera mecánica, hidráulica o eléctrica.

4. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 3, en donde las herramientas manuales de corte son seleccionadas del grupo que consiste de tijeras, guillotinas, cuchillas y navajas.

5. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 3, en donde las máquinas de corte son seleccionadas del grupo que consiste de cizallas, prensas con cuchillas y máquinas con discos múltiples de corte.

6. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde los nódulos de hule (11) tienen una forma cuadrangular o romboidal.

7. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde en la segunda etapa de corte nodular (f) , se realizan al mismo tiempo cortes longitudinales y transversales a la manera de una rejilla sobre las caras laterales (30) para así formar los nódulos de hule (11) .

8. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde el procedimiento además comprende la etapa de: g) separar (170) la capa externa (22) de la capa interna (21) de la banda de rodamiento, estas capas (21, 22)

posteriormente son cortadas transversalmente en la etapa de corte transversal (d) para formar una tira (132) de la capa externa y una tira (131) de la capa interna, que luego son cortadas de manera independiente en la primera etapa de corte nodular (d) para formar nódulos de hule (11) a partir de cada una de dichas tiras (131, 132) . h)

9. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde los nódulos (11) que se obtienen de la tira (132) de la cara externa de la banda de rodamiento consisten esencialmente de hule.

10. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 1, en donde el procedimiento además comprende la etapa de: i) tamizar (180) los nódulos (11) obtenidos de la banda de rodamiento (20) y de las caras laterales (30) en la primera etapa de corte nodular (d) , así como en la segunda etapa de corte nodular (f) .

11. Un procedimiento para la obtención de nódulos de hule a partir de neumáticos de desecho, de conformidad con la reivindicación 10, en donde la etapa de tamizado (180) se realiza empleando medios seleccionados del grupo que consiste de mallas, cribas o tamices.