Desenrollado de alta calidad: Desenrolle y recicle continuamente cintas de fibra de carbono termoplásticas con un nuevo proceso de reciclaje
El mercado de venta de productos de plástico está creciendo. Al mismo tiempo, sin embargo, el impacto medioambiental de los plásticos no degradables es cada vez mayor y requiere nuevas estrategias de reciclado. En el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Producción IPT de Aquisgrán, los investigadores han desarrollado un novedoso proceso de reciclado para recuperar el material compuesto de fibras de los depósitos a presión usados en un proceso de pelado y reutilizarlo para nuevos productos ligeros. El objetivo es reciclar plásticos reforzados con fibra (FRP) sin que se produzca una pérdida significativa de calidad del producto. El equipo de investigación lo ha conseguido en el proyecto "Tankcycling": El material reciclado conserva más del 90% de sus propiedades de resistencia mecánica.
Depósitos a presión reforzados con fibra: ligeros y estables
Dado que el hidrógeno se considera el medio de almacenamiento de energía del futuro y que este gas inodoro debe almacenarse a alta presión, su uso en camiones o automóviles conlleva inevitablemente la cuestión de cómo almacenarlo de forma segura. Esto se consigue cuando el hidrógeno se almacena en recipientes a presión de alta calidad fabricados con plásticos reforzados con fibra de carbono. Estos recipientes a presión deben ser muy resistentes y, al mismo tiempo, ligeros y resistentes a la corrosión para que sean aptos para la electromovilidad. A raíz de la transición energética, ha aumentado la demanda de depósitos de hidrógeno de alta calidad. En principio, sin embargo, también pueden almacenarse otros líquidos o gases en depósitos a presión reforzados con fibra.
Reciclaje de cintas reforzadas con fibra de carbono mediante desenrollado
Estos depósitos a presión se fabrican mediante un proceso de bobinado de cintas asistido por láser: En este proceso, la cinta termoplástica reforzada con fibra de vidrio o de carbono se enrolla sobre un cuerpo base de plástico, el denominado liner. La cinta unidireccional (UD) que recubre el depósito a presión no puede reutilizarse en el ciclo de vida convencional del depósito a presión y acaba en vertederos de residuos peligrosos.
El proceso de reciclaje patentado por Fraunhofer IPT (DE 10 2016 117 559 A1), que siguió desarrollando en el proyecto "Tankcycling", permite retirar la cinta UD del liner en un proceso de pelado. De este modo, esta cinta puede reutilizarse para otros productos que también se fabriquen con el proceso de bobinado de cinta. Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado un prototipo de planta con varios módulos: la cinta pasa por uno en el proceso de reciclado antes de almacenarse en un carrete al final en otro.
Reciclaje en formato mini: El módulo de reciclaje del depósito puede conectarse a un cabezal de robot
En pruebas posteriores, los científicos comprobaron la capacidad de carga mecánica del material reciclado y del material original. Aquí se demostró que el proceso de reciclado no reducía significativamente la calidad del material. Las pruebas destructivas estándar demostraron que el material reciclado sólo había perdido entre un cinco y un diez por ciento de su calidad mecánica en comparación con el material virgen. A partir de estos resultados, los investigadores pudieron definir los requisitos del proceso de reciclado y desarrollar un módulo de reciclado de depósitos. Este módulo representa un perfeccionamiento del proceso de reciclado, que se desarrolló en un banco de pruebas estacionario. En su formato miniaturizado, el módulo de reciclaje de tanques puede acoplarse a un brazo robótico. Esta innovación permite reciclar por completo los depósitos a presión con su compleja geometría tridimensional. Además, el proceso de reciclaje y el posterior rebobinado de la cinta pueden automatizarse en esta configuración.
Reducción del consumo de material y del impacto medioambiental
El proceso de reciclado con su implementación en el módulo de reciclado de tanques explora eficientemente los límites de lo que es técnicamente factible a la vez que ahorra energía, material y costes. Al reciclar las cintas de plástico reforzado con fibra, el proceso contribuye a avanzar en la producción sostenible de futuros productos compuestos de fibra termoplástica que pueden fabricarse mediante el proceso de bobinado de cintas.
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