Formulación de llantas ecológicas

Cristal Cabrera Miranda, Teresa Córdova Alonso, Ramón E. Díaz de León Gómez

Centro de Investigación en Química Aplicada, Departamento de Procesos de Polimerización

A medida que crece la preocupación por el cambio climático y la sostenibilidad medioambiental, aumenta la demanda de productos respetuosos con el medio ambiente en diversos sectores. Entre ellos se encuentra el sector del caucho al ser los neumáticos objeto de escrutinio por su impacto medioambiental.

La tecnología actual de los neumáticos es una fusión perfecta de química, física e ingeniería que garantiza niveles de confort, rendimiento, eficiencia, fiabilidad y seguridad. Sin embargo, en los últimos años, el futuro de la tecnología de los neumáticos se ha enfocado en la búsqueda de innovaciones, no sólo en cuanto a los parámetros antes mencionados, sino también en aspectos medioambientales.

Los esfuerzos en sostenibilidad de la industria del neumático se centran en dos aspectos principales: optimizar la eficiencia de rodadura de los neumáticos para minimizar el consumo de combustible de los vehículos y, la integración de materiales renovables en la fabricación de neumáticos a fin de reducir tanto las emisiones de gases de efecto invernadero como aminorar la dependencia de materias primas de origen fósil (derivados del petróleo).

El objetivo de estos esfuerzos prudentes y planificados es conseguir y promover materiales poliméricos biodegradables eficientes y avanzados que reduzcan la necesidad de producir polímeros sintéticos y disminuyan la contaminación ambiental a un ritmo menor.

A medida que la industria del neumático se embarca en un viaje hacia la sostenibilidad, surge una pregunta crucial: ¿Pueden los neumáticos ecológicos igualar las prestaciones de sus homólogos tradicionales? La respuesta es un sí. En la actualidad, se lleva a cabo una amplia labor de investigación y desarrollo de la academia e industria por impulsar la tecnología hacia la manufactura de neumáticos ecológicos que logren un equilibrio entre responsabilidad medioambiental y rendimiento.

Los fabricantes de neumáticos como Michelin, Continental, Goodyear, Nokian, Bridgestone y Yokohama trabajan para producir neumáticos más ecológicos mediante el uso de materiales renovables en su formulación y la gestión sostenible de los recursos naturales. Asimismo, algunos fabricantes de automóviles como Ford, Mazda, Mitsubishi, Toyota, Fiat, Honda, Hyundai, Goodyear, Mercedez Benz, Volkswagen y BMW están haciendo progresos para incorporar biopolímeros en la manufactura de diferentes piezas o componentes de sus automóviles con la finalidad de impulsar un cambio positivo hacia un futuro más limpio, ecológico y sostenible.

En el ámbito académico, aún queda mucho trabajo científico por delante, y parte del reto consiste en cambiar el énfasis del desarrollo actual al reducir nuestra dependencia de combustibles fósiles como materia prima y avanzar hacia una metodología eco-amigable, evitándose así la sobreexplotación de la tierra y, en consecuencia mitigar el impacto humano en el medio ambiente.

La estructura química de los terpenos es análoga a diversos hidrocarburos insaturados a base de petróleo que se emplean en la producción, fabricación y manufactura de elastómeros sintéticos y, por tanto hace a los elastómeros a base de terpenos excelentes candidatos para ser incorporados en formulaciones de nuevos hules. En este sentido, la generación y desarrollo de novedosos bio-compuestos poliméricos a base de terpenos es ampliamente estudiado en diferentes Centros de Investigación, siendo el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) uno de ellos al desarrollar materiales a base de mirceno, uno de los principales terpenos utilizados para la generación de materiales amigables con el medio ambiente, al desarrollar un hule 100% bio-basado a partir de recursos renovables, con características y propiedades similares a las del hule obtenido a partir de fuentes fósiles.

Finalmente, los estudios primordiales que han sido realizados en CIQA enfocados en terpenos y dirigidos a la formulación de llantas ecológicas se encuentra el formulado de hules encaminado hacia la sustitución parcial del polibutadieno, material que conforma al SBR (Hule poliestireno-polibutadieno) utilizado en la fabricación del hule comercial empleado en llantas. Entre los principales desarrollos se encuentran el material poliestireno-polimirceno-polibutadieno a una relación de 30%-35%-35% con propiedades similares al SBR comercial. Además, se han obtenido hules 100% a partir de los terpenos mirceno y farneseno, integrándose en sus diferentes formulados: negro de humo (usado en la industria), grafenos, celulosa, fibras naturales, y nanopartículas obtenidas a partir de plantas teniendo en mente la implementación de soluciones de desarrollo sostenible que den lugar a un material “verde” con propiedades físico-mecánicas iguales o superiores a los hules comerciales.

Referencias:

Hongfan Tian Jul, 2023. Black to Green: How Tires are Going Eco-friendly. https://medium.com/@haifa.tian/black-to-green-how-tires-are-going-eco-friendly-a15af3b08e6

GREEN TIRE AND THE COMPLEX ROAD TO GET ONE. https://www.identecsolutions.com/news/green-tire-and-the-complex-road-to-get-one

Alex Scott. C&EN Chemical & Engineering News May 29, 2023, Volume 101 Issue 17. Can tires turn green? https://cen.acs.org/magazine/101/10117.html

Chauhan, A.; Chauhan, P. Natural Fibers and Biopolymer. _J Chem Eng Process Technol_ **2013**, _s6_. https://doi.org/10.4172/2157-7048.S6-001

González-Zapata, J. L.; Enríquez-Medrano, F. J.; López González, H. R.; Revilla-Vázquez, J.; Carrizales, R. M.; Georgouvelas, D.; Valencia, L.; Díaz De León Gómez, R. E. Introducing Random Bio-Terpene Segments to High Cis -Polybutadiene: Making Elastomeric Materials More Sustainable. RSC Adv. 2020, 10 (72), 44096–44102. https://doi.org/10.1039/D0RA09280K