Reciclaje de Equipos de Pesca para Combatir el Plástico en el Océano

Los desechos plásticos en el océano son un problema serio. Mucho de este desecho proviene del equipo de pesca descartado, hecho principalmente de polietileno de alta densidad y Polipropileno. Esta investigación investiga el Reciclaje de polipropileno de redes y cuerdas de pesca, luego combinándolo con fibra de vidrio para crear filamentos para impresoras 3D. La meta es encontrar formas de reducir el plástico en el océano mientras aprovechamos materiales que de otro modo serían desechados.

#Introducción

La contaminación plástica se ha convertido en un tema de gran preocupación en los últimos años. Desde 1950, aproximadamente 100,000 toneladas de plástico han llegado a los océanos. Estudios muestran que una gran parte de esta contaminación, entre el 75% y el 86%, proviene de equipos de pesca perdidos. Estas cifras destacan la necesidad urgente de soluciones para limpiar nuestros océanos y gestionar los desechos plásticos.

Reciclar plástico es una vía que vale la pena explorar. Esta investigación tiene como objetivo averiguar cuán efectivo es reciclar plástico de equipos de pesca para reducir los desechos oceánicos. Las tendencias recientes en Impresión 3D han abierto nuevos caminos para utilizar materiales reciclados. Con el auge de la tecnología de impresión 3D, las opciones para reutilizar plásticos se han vuelto más accesibles.

#Impresión 3D y Reciclaje de Plásticos

La industria de la impresión 3D ha crecido significativamente, con un valor de mercado que se espera alcance los $37.2 mil millones para 2026. A medida que aumenta la demanda de plástico, también lo hacen las oportunidades para reciclar. Usar equipo de pesca descartado como materia prima para crear filamentos podría ser una solución prometedora. Investigaciones anteriores han demostrado que otros plásticos como el ácido poliláctico y el tereftalato de polietileno pueden reciclarse en filamentos para impresión 3D.

El polipropileno y el polietileno de alta densidad son polímeros termoplásticos, comúnmente utilizados en la industria. El polipropileno es popular por su costo-efectividad y facilidad de uso, mientras que el polietileno de alta densidad presenta desafíos en la impresión debido a la deformación. Al reforzar el polipropileno con fibra de vidrio, las propiedades del material pueden mejorar, facilitando su uso en aplicaciones industriales.

#Resumen de Materiales de Estudio

Para esta investigación, se evaluaron dos tipos de materiales: polipropileno reforzado con fibra de vidrio virgen (vPP-GF) y una versión reciclada hecha de redes y cuerdas de pesca, junto con fibras de vidrio vírgenes (rPP-GF). Estos materiales se examinaron usando pruebas estándar para medir sus propiedades.

El objetivo principal era ver qué tan bien se desempeñaba el rPP-GF en comparación con el vPP-GF. Se realizaron diversas pruebas, incluyendo resistencia a la tracción y resistencia al impacto, para recopilar datos sobre sus propiedades mecánicas.

#Propiedades de los Polímeros y Reciclaje

Entender las propiedades de los polímeros es crucial en esta investigación. Cuando el plástico se recicla, sus cualidades mecánicas pueden cambiar. Un aspecto importante es la cristalinidad, que mide cuán ordenada está la estructura del material. Una estructura más ordenada generalmente resulta en mayor resistencia, mientras que una estructura desordenada puede ser más flexible.

Estudios diferentes han producido resultados variados sobre cómo el reciclaje afecta estos materiales. La investigación muestra que en algunos casos, el reciclaje puede mantener o incluso mejorar ciertas propiedades de los plásticos vírgenes. Sin embargo, los materiales reciclados también pueden mostrar características degradadas.

#Investigación de Polipropileno Reforzado

Al examinar el polipropileno y su versión reforzada con fibra de vidrio (PP-GF), se encontró que aunque el PP virgen podría mejorar en algunos aspectos después del reciclaje, las versiones recicladas a menudo enfrentan desafíos. Las fibras de vidrio en el PP-GF pueden degradarse durante el proceso de reciclaje, afectando la resistencia general y el uso del material.

Este estudio resalta la necesidad de investigar el polipropileno reforzado con fibra de vidrio reciclada para entender mejor sus propiedades mecánicas y si puede ser una alternativa viable para el plástico regular.

#Brecha de Investigación

Aunque muchos estudios han investigado las propiedades del polipropileno, hay poca investigación sobre la combinación de PP reciclado con fibras de vidrio vírgenes para fines de impresión 3D. Este estudio tiene como objetivo llenar esa brecha comparando directamente las propiedades de rPP-GF y vPP-GF.

#Selección de Filamentos para el Estudio

Elegir los filamentos adecuados para esta investigación fue vital. Tenían que ser fáciles de obtener, asequibles y comparables en porcentaje de peso de polipropileno. Los dos materiales finales seleccionados fueron rPP-GF de Reflow y vPP-GF de 3DXTECH.

Ambos materiales no provienen directamente del plástico oceánico, pero sí de equipo de pesca usado. La idea es reciclar estos materiales para evitar que lleguen al océano en primer lugar.

#Desafíos en la Impresión

Imprimir con estos tipos de materiales puede ser complicado. A menudo se deforman y requieren un manejo cuidadoso. Para mejorar las posibilidades de una impresión exitosa, es importante usar las configuraciones y materiales adecuados.

Además, surgen preocupaciones de seguridad durante el proceso de impresión. Se pueden liberar contaminantes, causando problemas de salud. Es necesario tomar medidas de seguridad adecuadas, como usar filtros.

#Métodos de Prueba

Para evaluar las propiedades de los materiales seleccionados, se realizaron diferentes pruebas: pruebas de tracción, pruebas de impacto Charpy y calorimetría diferencial de barrido.

#Pruebas de Tracción

La prueba de tracción mide cómo responden los materiales cuando se estiran. Al tirar de una muestra hasta que se rompa, es posible aprender sobre su resistencia y flexibilidad.

#Pruebas de Impacto Charpy

La prueba Charpy investiga qué tan bien pueden resistir los materiales impactos repentinos. Esta prueba es esencial para entender la durabilidad de los materiales en situaciones del mundo real.

#Calorimetría Diferencial de Barrido

Esta prueba se utilizó para determinar las propiedades térmicas de los materiales. Ayuda a identificar cambios en la cristalinidad y otras características cuando el material se calienta o enfría.

#Limitaciones de la Prueba

Aunque útiles, los métodos de prueba utilizados en esta investigación tienen sus límites. Un aspecto clave que no se midió específicamente es el peso molecular de los materiales, que puede afectar el rendimiento general. Las complicaciones con los procesos de reciclaje también introducen variabilidad en los resultados.

#Preparación de las Especímenes

Las muestras para las pruebas de tracción y Charpy se diseñaron con dimensiones específicas usando software de computadora. Los diseños se ajustaron para tener en cuenta los desafíos de impresión, y las muestras finales se imprimieron cuidadosamente para verificar si había signos de defectos.

#Realización de las Pruebas

Después de preparar las muestras, fueron transportadas a un laboratorio de pruebas. Las muestras se trataron con cuidado para asegurarse de que estuvieran en condiciones óptimas antes de las pruebas.

El proceso de prueba involucró mantener las muestras a una temperatura y nivel de humedad constantes para obtener lecturas precisas. Se probaron múltiples muestras tanto para pruebas de tracción como para pruebas Charpy para recoger datos confiables.

#Resultados de las Pruebas

Al completar las pruebas, se compararon diversas medidas, incluyendo tensión máxima, deformación en tensión máxima y módulo de Young. Los resultados mostraron que el rPP-GF a menudo se desempeñaba mejor que el vPP-GF en ciertas áreas, lo que indica que el reciclaje de equipos de pesca podría proporcionar materiales utilizables.

#Resultados de la Prueba de Resistencia al Impacto

Los resultados de las pruebas Charpy sugirieron que ambos materiales tendían a romperse de manera frágil. La resistencia al impacto del rPP-GF se encontró cercana a la del vPP-GF, lo que sugiere que la adición de fibras de vidrio vírgenes puede mejorar las propiedades mecánicas de los materiales reciclados.

#Conclusión

Esta investigación concluye que reciclar polipropileno de redes y cuerdas de pesca, y reforzarlo con fibras de vidrio, puede proporcionar materiales valiosos con un gran potencial para reducir los desechos oceánicos. Los resultados favorables del rPP-GF en comparación con el vPP-GF destacan los beneficios que se pueden obtener a través de los esfuerzos de reciclaje.

Fomentar el reciclaje del equipo de pesca no solo ayuda a mitigar la contaminación plástica, sino que también abre puertas a nuevas aplicaciones en impresión 3D y otras industrias. El trabajo futuro debería centrarse en explorar más estos materiales para desarrollar soluciones prácticas para los desafíos ambientales.