pirolisis

Pirólisis de llantas usadas:
Estudio cinético
Rosa del Carmen Miranda Guardiola, Ciro César Segovia Martínez,
César Alberto Sosa Blanco
Facultad de Ciencias Químicas, UANL
rmiranda@fcq.uanl.mx

RESUMEN
La cinética de pirólisis de llantas usadas de automóviles ha sido investigada
mediante termogravimetría bajo condiciones dinámicas y cuasi-isotérmicas
usando diferente rapidez decalentamiento, en un amplio rango de temperatura
y en atmósfera inerte. Se utilizaron dos modelos de simulación, el modelo en
serie y el modelo en paralelo. Se demostró un efecto significativo de la rapidez
de calentamiento sobre el proceso de pirólisis. También se encontró un efecto
importante del tamaño de partícula y el peso de muestra sobre la cinética de
degradación térmica de llantas.
PALABRASCLAVE
Pirólisis de llantas, análisis termogravimétrico, cinética de descomposición,
degradación.
ABSTRACT
The kinetics of pyrolysis of used tires for cars has been investigated by means
of thermogravimetry under dynamic and stepwise conditions using different
heating rates, in a wide temperature range in inert environment. Two simulation
models, serial and parallel, were used. It wasdemonstrated that the heating rate
has an important effect over the pyrolysis process. It was also found an important
effect by the particle size and sample size on the pyrolysis kinetics.
KEYWORDS
Tire pyrolysis, thermogravimetric analysis, decomposition kinetics,
degradation.
INTRODUCCIÓN
Uno de los principales problemas de nuestra sociedad es la generación
y disposición de residuos sólidos.Debido al incremento en el uso vehicular
miles de toneladas de llantas usadas son generadas en todo el mundo. Lee &
Kim 1 reportan que en países desarrollados se desecha una llanta por persona
anualmente. La disposición final de las llantas usadas es el confinamiento en
rellenos sanitarios a modo de pilas al aire libre, generando así problemas de salud
y riesgo de incendio.2, 3
Las llantas sonuna buena alternativa para obtener energía, debido a que están
compuestas de caucho en la forma de CxHy con un valor calorífico de 33 MJ/kg.4

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Ingenierías, Julio-Septiembre 2006, Vol. IX, No. 32

Pirólisis de llantas usadas: Estudio cinético / Rosa C. Miranda, et al

Se han presentado diferentes opciones para el
tratamiento de llantas: Incineración, gasificación y
pirólisis.5 Laincineración permite obtener energía
fácilmente, sin embargo las emisiones producidas
como dioxinas y furanos no favorecen este proceso,
desde el punto de vista ambiental.
Una alternativa para la conversión de materiales
que no son fácilmente reprocesados es la pirólisis.
El proceso de pirólisis consiste en la descomposición
térmica de macromoléculas en ausencia de oxígeno
para la obtención deproductos de menor peso
molecular (líquidos, gases y carbón residual). Estos
productos pueden ser útiles como combustibles o
materias primas para otros procesos.6, 7, 8
El estudio cinético de la pirólisis de llantas usadas
es de gran importancia debido a que constituye la
etapa inicial para el desarrollo de los procesos de
gasificación, incineración y pirólisis. La cinética
de degradaciónde materiales puede ser estudiada
mediante termogravimetría (TGA).2, 9, 10 , 11
La técnica de termogravimetría mide la pérdida
de peso de una muestra en función del tiempo y la
temperatura. Bajo condiciones controladas las
limitaciones de transferencia de calor y masa
entre la muestra, la charola porta-muestra y el gas
acarreador pueden ser consideradas despreciables,
para seguir únicamentela cinética química y no otros
procesos.12, 13 La pirólisis de llantas ha sido reportada
por varios investigadores a nivel laboratorio y a
escala industrial.14, 15, 16, 17
Boukadir et al.18 encontraron que el mecanismo
de degradación del caucho presenta dos etapas de
reacción en condiciones isotérmicas, reportan un
orden de reacción para la primera etapa de 1-1.5 y
de 3 para la segunda,...