Impregnación en CO2 supercrítico de diferentes sustratos poliméricos, como alternativa a los tratamientos textiles, comúnmente empleados en el Mediterráneo

En el siguiente trabajo se realiza la impregnación de diferentes sustratos poliméricos con agentes biocidas y con un colorante textil, comúnmente empleados en los procesos de acabados textiles. En este estudio se realiza la selección del colorante Disperse Red 167 (DR167), mediante la comparación de solubilidad en CO2 supercrítico (scCO2) entre varios colorantes dispersos. Los agentes biocidas seleccionados han sido; esencia de clavo (eugenol) y aceite esencial de orégano. Se ha realizado la impregnación de diferentes sustratos poliméricos; poliéster (PES), polipropileno (PP), y algodón (CO), en diferentes condiciones. En total se realizaron impregnaciones utilizando diez concentraciones relativas del DR167. El objetivo principal es determinar las condiciones óptimas de procesado para cada sustrato. Para determinar el rendimiento de la tintura en scCO2 se han representado los diagramas cromáticos de las muestras tintadas en diferentes condiciones. Las muestras de PES son las que presentan mayor rendimiento de color, sabiendo que esta es la única fibra que presenta afinidad con el DR167. Para determinar el efecto de inhibición de las bacterias se han realizado ensayos de actividad antimicrobiana y actividad fungicida. Puede indicarse que sí se observó cierta actividad inhibitoria frente algunos microorganismos, como Staphylococcus aureus, mientras que no se observó una actividad inhibitoria importante frente a otros como Pseudomonas aeruginosa.

Nuevos materiales absorbentes acústicos obtenidos a partir de restos de botellas de plástico

En el ámbito de acústica de la edificación es común el uso de materiales fibrosos como materiales absorbentes acústicos. Uno de estos materiales cada vez más utilizado es la lana de poliéster. Un problema que presenta el chip virgen de poliéster es que se obtiene del petróleo, cuyo precio no hace más que incrementarse en los últimos años. En este trabajo se presenta una lana de poliéster alternativa, obtenida mediante el tratamiento del PET, a través del conveniente ciclo de reciclado de botellas de plástico. Se comparan valores del coeficiente de absorción; en incidencia normal y en cámara reverberante de los materiales elaborados a partir de chip virgen y de las nuevas lanas obtenidas del PET. Además, se propone un modelo empírico de comportamiento acústico de estas nuevas lanas. Los resultados obtenidos han sido favorables, la fibra virgen ya ha sido sustituida por fibra reciclada en su proceso de fabricación.

Pollutant emissions during pyrolysis and combustion of waste printed circuit boards, before and after metal removal

The constant increase in the production of electronic devices implies the need for an appropriate management of a growing number of waste electrical and electronic equipment. Thermal treatments represent an interesting alternative to recycle this kind of waste, but particular attention has to be paid to the potential emissions of toxic by-products. In this study, the emissions from thermal degradation of printed circuit boards (with and without metals) have been studied using a laboratory scale reactor, under oxidizing and inert atmosphere at 600 and 850 °C. Apart from carbon oxides, HBr was the main decomposition product, followed by high amounts of methane, ethylene, propylene, phenol and benzene. The maximum formation of PAHs was found in pyrolysis at 850 °C, naphthalene being the most abundant. High levels of 2-, 4-, 2,4-, 2,6- and 2,4,6-bromophenols were found, especially at 600 °C. Emissions of PCDD/Fs and dioxin-like PCBs were quite low and much lower than that of PBDD/Fs, due to the higher bromine content of the samples. Combustion at 600 °C was the run with the highest PBDD/F formation: the total content of eleven 2,3,7,8-substituted congeners (tetra- through heptaBDD/Fs) was 7240 and 3250 ng WHO2005-TEQ/kg sample, corresponding to the sample with and without metals, respectively.

Thermogravimetric Study of the Decomposition of Printed Circuit Boards from Mobile Phones

Paper submitted to the 19th International Symposium on Analytical & Applied Pyrolysis, Linz, Austria, 21-25 May 2012.

Palladium and Bimetallic Palladium–Nickel Nanoparticles Supported on Multiwalled Carbon Nanotubes: Application to Carbon–Carbon Bond-Forming Reactions in Water

Palladium and bimetallic Pd–Ni nanoparticles (NPs) protected by polyvinylpyrrolidone were prepared by the reduction-by-solvent method and deposited on multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs). The catalytic activity of these NPs to carbon–carbon bond-forming reactions was studied by using 0.1 mol % Pd loading, at 120 °C for 1 h and water as a solvent under ligand-free conditions. The Suzuki–Miyaura reaction took place quantitatively for the cross-coupling of 4-bromoanisole with phenylboronic acid, better than those obtained with potassium phenyltrifluoroborate, with Pd50Ni50/MWCNTs as a catalyst and K2CO3 as a base and TBAB as an additive, with good recyclability during 4 cycles with some Ni leaching. The Hiyama reaction of 4-iodoanisole with trimethoxyphenylsilane, under fluoride-free conditions using 50 % aqueous NaOH solution, was performed with Pd/MWCNTs as a catalyst in 83 % yield with low recyclability. For the Mizoroki-Heck reaction 4-iodoanisole and styrene gave the corresponding 4-methoxystilbene quantitatively with Pd50Ni50/MWCNTs using K2CO3 as a base and TBAB as an additive although the recycle failed. In the case of the Sonogashira-Hagihara reaction, Pd/MWCNTs had to be used as a catalyst and pyrrolidine as a base for the coupling of 4-iodoanisole with phenylacetylene under copper-free conditions. The corresponding 4-methoxytolane was quantitatively obtained allowing the recycling of the catalyst during 3 cycles.

Emissions of Gases, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Brominated Pollutants during Thermal Degradation of Waste Printed Circuit Boards

Resumen del póster presentado en Symposium on Renewable Energy and Products from Biomass and Waste, CIUDEN (Cubillos de Sil, León, Spain), 12-13 May 2015

Análisis experimental de la pérdida de adherencia hormigón-acero en hormigones sometidos a altas temperaturas

En el conjunto de materiales de construcción habituales en la edificación y las obras de ingeniería, el hormigón destaca entre otras razones por su excelente comportamiento frente a las altas temperaturas y la exposición al fuego. El presente estudio se centra en la adherencia residual entre el hormigón y las barras de acero corrugado soldable tras exponer probetas a altas temperaturas y enfriarlas hasta temperatura ambiente por convección natural. El estudio incluye hormigones de resistencia convencional, hormigones de alta resistencia y hormigones reforzados con fibras de polipropileno y fibras de acero. La adherencia hormigón-acero se ha medido mediante el conocido ensayo de pull-out. La campaña experimental también ha incluido la resistencia a compresión y la resistencia a tracción indirecta. Parte de las probetas se han ensayado a 28 días de edad a temperatura ambiente. A 60 días de edad se han repetido los ensayos a temperatura ambiente y se han realizado esos mismos ensayos en probetas calentadas en un horno industrial hasta tres rangos de temperatura: 450°C, 650°C y 825°C. Previo al proceso de calentamiento han sido sometidas durante 3 horas a un escalón de secado a 120°C. Mediante la metodología propuesta ha sido posible caracterizar la evolución de la pérdida de adherencia residual entre el acero y el hormigón conforme se exponen los especímenes a temperaturas más elevadas. La adición de fibras no tiene una influencia clara en la adherencia a temperatura ambiente. Sin embargo, sí se ha conseguido determinar una mejora sustancial de la adherencia residual en los hormigones, reforzados con fibras de acero sometidos a altas temperaturas.

Building from building waste: The development of an instrument to determine the circularity of materials from the existing building stock in order to maximise high quality reuse

On a global level the population growth and increase of the middle class lead to a growing demand on material resources. The built environment has an enormous impact on this scarcity. In addition, a surplus of construction and demolition waste is a common problem. The construction industry claims to recycle 95% of this waste but this is in fact mainly downcycling. Towards the circular economy, the quality of reuse becomes of increasing importance. Buildings are material warehouses that can contribute to this high quality reuse. However, several aspects to achieve this are unknown and a need for more insight into the potential for high quality reuse of building materials exists. Therefore an instrument has been developed that determines the circularity of construction waste in order to maximise high quality reuse. The instrument is based on three principles: ‘product and material flows in the end of life phase’, ‘future value of secondary materials and products’ and ‘the success of repetition in a new life cycle’. These principles are further divided into a number of criteria to which values and weighting factors are assigned. A degree of circularity can then be determined as a percentage. A case study for a typical 70s building is carried out. For concrete, the circularity is increased from 25% to 50% by mapping out the potential for high quality reuse. During the development of the instrument it was clarified that some criteria are difficult to measure. Accurate and reliable data are limited and assumptions had to be made. To increase the reliability of the instrument, experts have reviewed the instrument several times. In the long-term, the instrument can be used as a tool for quantitative research to reduce the amount of construction and demolition waste and contribute to the reduction of raw material scarcity.