Transformación de desechos de GFRP: el innovador método de reciclaje de carburo de silicio de la Universidad de Rice

El plástico reforzado con fibra de vidrio (GFRP) es un compuesto muy duradero que se utiliza ampliamente en componentes de aviones y palas de turbinas eólicas. Sin embargo, sus sólidas características plantean importantes desafíos para su eliminación, lo que a menudo conduce a su enterramiento en vertederos después de su vida útil.

Recientemente presentado en Nature Sustainability, investigadores de la Universidad Rice y sus colaboradores fueron pioneros en un método de reciclaje energéticamente eficiente para GFRP. Dirigido por James Tour, profesor de química y ciencia de materiales, el equipo ideó un enfoque innovador para convertir GFRP en carburo de silicio, un material versátil crucial en semiconductores y papel de lija.

Tour destacó la práctica insostenible de enterrar intactas en vertederos grandes estructuras de GFRP, como alas de aviones y aspas de molinos de viento, debido a la falta de métodos de reciclaje eficaces. Las técnicas tradicionales de eliminación, como la incineración o la solvólisis, se consideran inadecuadas debido a su naturaleza intensiva en recursos y al posible daño ambiental, incluidas las emisiones de gases tóxicos y los desechos químicos.

El novedoso proceso de reciclaje desarrollado por el laboratorio de Tour emplea calentamiento flash Joule, una técnica que calienta rápidamente GFRP a temperaturas que oscilan entre 1.600 y 2.900 grados Celsius (2.912 a 5.252 Fahrenheit). Esta alta temperatura facilita la transformación de los componentes plásticos y de carbono del GFRP en carburo de silicio. El proceso implica triturar GFRP hasta obtener una mezcla de plástico y carbono, mejorar la conductividad con carbono adicional según sea necesario y aplicar alto voltaje mediante electrodos.

Las pruebas iniciales de prueba de concepto realizadas a escala de laboratorio han mostrado resultados prometedores. Se están llevando a cabo colaboraciones con socios externos para ampliar este método rentable, que cuenta con costos operativos de menos de 0,05 dólares por kilogramo, significativamente más barato y más respetuoso con el medio ambiente que los métodos de eliminación convencionales.

Tour expresó entusiasmo sobre el potencial de este enfoque innovador para convertir residuos de GFRP en valiosos productos de carburo de silicio, apoyando prácticas sostenibles y contribuyendo a una economía circular. Destacó la importancia de transformar materiales de desecho de diversas aplicaciones en nuevos productos útiles, alineándose con los esfuerzos globales para reducir el impacto ambiental y promover la eficiencia de los recursos.