Imagine un material más liviano que el acero, más duradero que la madera y lo suficientemente fuerte como para soportar locomotoras de 120 toneladas.
Ahora imagine que el material está hecho de recipientes de leche, tazas de café y otros plásticos que reciclamos.
Se llama madera estructural de plástico, y el material ingenioso y no tóxico fue inventado por Thomas Nosker, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e investigador principal en el Centro de Materiales Avanzados a través de Materiales Compuestos Inmiscibles en la Universidad de Rutgers.el difunto Richard W. Renfree, estudiante graduado de Nosker que luego se convirtió en profesor de Rutgers, ayudó a inventar el material revolucionario.
"Las personas se quejan de los plásticos porque no se degradan", dijo Nosker. "Encontramos una manera de convertir eso en una ventaja para nosotros con un producto".
Ese producto se usa cada vez más para construir puentes en las bases del Ejército de los EE. UU. Y en otros lugares: muelles, mesas de picnic, bancos de parques, paradas de estacionamiento y otras estructuras en todo Estados Unidos y en el extranjero. Se ha utilizado para hacer aproximadamente 1,5 millones de conexiones ferroviarias en los EE. UU.solo, ya que cada corbata pesa alrededor de 200 libras, eso significa que aproximadamente 300 millones de libras de plásticos no terminaron en vertederos, no ahogarán la vida marina y no ensuciarán las playas.
Nosker, un prolífico inventor, y sus colegas han estado a la vanguardia de la investigación en plásticos durante décadas. Desarrollaron varios tipos de madera plástica reciclada estructural, una forma estándar de probar madera plástica, retardantes de fuego para madera plástica y máquinas para hacermadera plástica. En total, Nosker posee 28 patentes o patentes pendientes en los Estados Unidos, además de patentes en el extranjero, cosechando millones de dólares en ingresos para Rutgers.
Encontrar la clave: la combinación correcta de plástico
Hace treinta años, Nosker, que ahora tiene 59 años, era un estudiante de doctorado en Rutgers tratando de lidiar con el crecimiento de montañas de contenedores desechados. Los plásticos estaban reemplazando rápidamente el vidrio para empacar leche y refrescos, dos productos de gran volumen, y terminaronen vertederos.
Nosker y otros idearon formas de clasificar, limpiar y procesar botellas de refresco hechas de tereftalato de polietileno PET. Vendieron el material con fines de lucro para fabricar alfombras y chaquetas aislantes, colchones de relleno, incluso producir nuevas botellas de refrescos. Mucho más problemáticoera otro tipo de desecho plástico, conocido como polietileno de alta densidad HDPE, que se usaba para hacer envases de leche.
"Los precios del HDPE eran tan bajos que ni siquiera podía darse el lujo de lavar botellas de leche usadas en preparación para el reciclaje", dijo Nosker. "Pero no podíamos simplemente darnos la vuelta y tirarlo. Los expertos en plásticos dijeron que era potencialmentereciclable, y queríamos trabajar en eso "
Inicialmente, Nosker y sus colegas intentaron convertir las botellas en un sustituto de la madera tratada químicamente utilizada en bancos y cubiertas de parques. Pero las tablas de HDPE recicladas se hundieron con el tiempo, cuando las personas se sentaron o caminaron repetidamente sobre ellas. Algunos investigadores intentaron combinar HDPE con otros plásticossolía empacar alimentos y artículos para el hogar, pero tuvo poco éxito.
Entonces Nosker encontró una fórmula viable.
"Combinamos HDPE con poliestireno de viejos contenedores Big Mac", dijo Nosker. En una proporción específica, los plásticos mezclados ganaron fuerza debido a la forma en que se entrelazaban las pequeñas partículas de plástico
Dar el salto de crear plásticos reciclados fuertes para usarlos para construir objetos hechos tradicionalmente de madera requirió una estrategia innovadora de mostrar y no decir. Durante siglos, la madera de los árboles ha sido duradera, flexible y asequiblemateria prima para la construcción, pero la madera tiene sus inconvenientes, ya que necesita protección contra insectos, otros animales y los elementos, a menudo se trata con conservantes tóxicos que pueden filtrarse en el suelo, el agua y las aguas subterráneas, lo que representa un riesgo para las personas, los animales y las plantas.La madera estructural de plástico reciclado, que en su mayoría es polietileno reforzado con plásticos más rígidos o compuestos reciclados como parachoques de automóviles, no plantea tales riesgos.
Hace 18 años, Nosker y Richard G. Lampo, ingeniero de materiales en el Laboratorio de Investigación de Ingeniería de Construcción del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. En Champaign, Illinois, construyeron el primer puente estructural de madera reciclada de plástico para vehículos en Fort Leonard Wood enMisuri.
"La industria estaba haciendo muchas mesas de picnic y bancos de parque y esas son buenas aplicaciones, pero estábamos tratando de superar el límite con nuestras aplicaciones y hacerlo de manera rentable", dijo Lampo, quien recientemente visitó el puente Fort Leonard Wood"Está aguantando bien"
Construyendo puentes para el Ejército de los EE. UU. - y más
Hoy, el invento de Nosker está ganando popularidad en áreas ambientalmente sensibles donde los ferrocarriles cruzan corrientes, y donde la durabilidad de los lazos de plástico es una ventaja. La Autoridad de Tránsito de Chicago, por ejemplo, encontró que los lazos de plástico son una opción económica para la rehabilitación de vías en sus líneas elevadas.
Nosker ayudó a construir el primer puente de plástico estructural reciclado de Nueva Jersey en 2002, en Pine Barrens, ambientalmente frágil. El puente, con su revolucionario diseño de vigas en I, ha resistido bien los elementos y continúa transportando automóviles.
Más recientemente, dos bases rurales activas del Ejército querían puentes para cargas pesadas. En Fort Bragg, Carolina del Norte, donde el Ejército tiene campos de entrenamiento de tanques, los puentes deben transportar vehículos pesados a través de numerosos arroyos a lo largo de la base de 160,000 acres. El Ejército exitosamentedemostró el primer puente de plástico estructural reciclado para soportar un tanque M1 Abrams de 73 toneladas allí en 2009, y ha ordenado 1,000 puentes de plástico más para Fort Bragg y otros sitios.
También se han construido puentes estructurales de madera plástica en Fort Eustis en Virginia, así como en áreas civiles de California, Maine, Ohio, Escocia y otros lugares.
Rutgers ha licenciado su galardonada tecnología plástica a dos compañías: AXION International Inc. de Zanesville, Ohio, que fabrica lazos ferroviarios y productos de construcción a partir de materiales reciclados; y Sicut Enterprises Limited, con sede en Londres, que fabrica productos similares.
Nosker está orgulloso de su papel en la investigación innovadora sobre plásticos. "Estoy agradecido de haber podido tener una carrera tan divertida", agregó.
Y lo mejor puede estar por venir
Su equipo está desarrollando materiales plásticos de grafeno livianos pero súper fuertes que podrían usarse en tanques de próxima generación, transportadores de personal, Humvees y vehículos y productos civiles como bicicletas. El grafeno proviene del grafito comúnmente utilizado en lápices.
"Creo que el material de grafeno va a eclipsar el trabajo de reciclaje", dijo Nosker. "Puede que no esté cerca para ver a la gente reconocer eso universalmente, pero creo que es un gran descubrimiento".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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