Diagnóstico das Principais Tecnologias de Separação de Metais em Placas de Circuito Impresso

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1 Diagnóstico das Principais Tecnologias de Separação de Metais em Placas de Circuito Impresso Nome dos Autores: Isabella Stoppa Müller Fernandes 1 ; Juan Carlos Valdés Serra 2. 1 Aluna do Curso de Engenharia Ambiental; Campus de Palmas; isabellamuller@uft.edu.br; PIBIC/CNPq 2 Orientador(a) do Curso de Engenharia Ambiental; Campus de Palmas; juancs@uft.edu.br RESUMO O presente trabalho tem a finalidade de estudar as principais tecnologias para separação de metais nas placas de circuito impresso (PCIs). Os Resíduos de Equipamentos Eletroeletrônicos (REEE) contêm materiais que podem ser reciclados e recuperados, além do mais, estes equipamentos apresentam substâncias poluentes e nocivas à saúde humana e ao meio ambiente. As PCIs são componentes fundamentais, presentes em todos os bens eletrônicos, compostos por metais base e preciosos, o que estimula estudos quanto à sua reciclagem. Alguns estudos apresentam detalhadamente os estágios da reciclagem dessas placas, que consistem na desmontagem, no beneficiamento e no refino. O processo de desmontagem se dá, principalmente, em processo mecânico, também conhecido como prétratamento. As etapas que compõem esse processo são: cominuição, classificação e separação. Além do processamento mecânico, podem ser utilizados métodos biológicos e químicos. Existem ainda métodos pirometalúrgicos, semi-automáticos e automáticos para a realização dessa separação de metais. Como toda atividade, a reciclagem de metais dessas placas causa impactos ao meio ambiente, reduzindo os negativos e apresentando, como principal impacto positivo, a redução da extração de matérias-primas. Entre os métodos apresentados, percebe-se que os processos mecânicos são os que causam menores impactos ambientais. Existe uma necessidade de investimento em pesquisa e desenvolvimento na área de reciclagem de REEE, especificamente das PCIs, já que são os principais componentes em todos os equipamentos eletroeletrônicos. Palavras-chave: Resíduos eletroeletrônicos; Tecnologias; Placas de Circuito Impresso; Metais. INTRODUÇÃO A constante inovação tecnológica e o modelo capitalista promovem um estilo de vida consumista nas pessoas. A busca por produtos eletroeletrônicos cada vez mais modernos e avançados tecnologicamente gera uma necessidade de compras num ritmo frenético e, consequentemente, o descarte de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE) segue o mesmo padrão.

2 De acordo com Ferreira et al. (2008), considera-se resíduos eletrônicos equipamentos considerados inúteis, supérfluos e/ou sem valor, que são gerados através da atividade humana. Grande parte da população não tem conhecimento dos materiais que compõem os equipamentos eletroeletrônicos e acaba descartando-os em lixões e aterros sanitários, o que causa efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Por outro lado, a apreensão dos consumidores com o abandono de substâncias tóxicas no meio ambiente fez com que as empresas e o governo passassem a buscar suprir essas necessidades. No Brasil, no dia 2 de agosto de 2010, foi decretada a Política Nacional de Resíduos Sólidos, através da Lei , que insere os REEE como obrigatórios na logística reversa. Para que se reduzam os riscos do descarte inadequado, os subprodutos gerados por esses equipamentos poderiam ser implementados novamente no ciclo produtivo, diminuindo assim custos e tempo de produção e proporcionando benefício econômico além do ambiental (SILVA et al., 2007). A reciclagem térmica ou material dos eletroeletrônicos reduz a necessidade global pela extração de materiais virgens assim como a busca por ingredientes tóxicos, indispensáveis para a produção da maioria dos componentes elétricos presentes nesses produtos. Além da reciclagem, o reuso e a remanufatura de produtos ou componentes podem ser uma opção. As PCIs, placas de circuito impresso, são componentes fundamentais, presentes em todo e qualquer bem eletrônico. Essas placas são plataformas nos quais componentes como chips semicondutores e capacitores são montados e fornecem as interconexões elétricas entre os componentes. Elas são compostas de uma maneira geral por polímeros, cerâmicos e metais, o que dificulta o seu processamento devido a sua heterogeneidade. No entanto, a presença de metais base e preciosos estimula estudos quanto à sua reciclagem. Considerando os fatores apresentados, faz-se necessário a realização de um diagnóstico das principais tecnologias de separação de metais de PCIs, a fim de obter informações quanto à sua viabilidade. MATERIAL E MÉTODOS Para a realização do presente trabalho, foi feita uma revisão bibliográfica sobre o tema estudado, a fim de se obter informações concretas a respeito do objeto de estudo. Com essa revisão, foi possível obter um levantamento dos principais processos atualmente utilizados para a reciclagem de REEE, especificamente das Placas de Circuito Impresso.

3 Depois de realizada essa etapa, foram listados impactos ambientais possivelmente causados por cada um dos métodos em análise. Essa fase foi importante para que se pudesse realizar um estudo acerca da viabilidade ambiental e possibilitar a escolha de tecnologias mais limpas para que essa reciclagem ocorra. RESULTADOS E DISCUSSÃO Após a realização das pesquisas, percebeu-se que alguns estudos apresentam detalhadamente os estágios da reciclagem das PCIs, que consistem na desmontagem, no beneficiamento e no refino. O processo de desmontagem se dá, principalmente, em processo mecânico, também conhecido como prétratamento, composto pelas seguintes etapas: cominuição (redução dos tamanhos das partículas), classificação e separação. A primeira decisão a ser tomada é quanto às PCIs, já que existem placas de diversos modelos. Para que se possa realizar a reciclagem dessas placas, faz-se necessário o processo de desmontagem, que tem o objetivo de remover suas partes não metálicas, tornando o processo mais eficiente. Atualmente, esse processo ocorre de maneira formal e informal, já que muitos países em desenvolvimento, sem recursos financeiros e mão de obra qualificada, estão realizando essa etapa da reciclagem. Duan et al. (2010) cita a China como exemplo de processo informal, relatando que as pessoas que trabalham com a reciclagem de equipamentos eletroeletrônicos utilizam talhadeiras, martelos e tochas de corte para abrir as conexões de solda e separar vários tipos de materiais. O quadro 1 apresenta um resumo das técnicas de cominuição identificadas, bem como de seus impactos (sociais, econômicos e ambientais) positivos e negativos. Quadro 1 Técnicas de Cominuição e Impactos Positivos e Negativos COMINUIÇÃO Duan et al Manual com uso de talhadeiras, martelos e tochas de corte Martins 2007 Mecânica com uso de guilhotinas manuais e moinho de panela Veit & 2006 Mecânica com uso de moinho de facas Baixo custo (econômico); sem gasto energético (ambiental) Baixo custo (econômico); economia energética (ambiental) maior eficiência e perda de material (econômico); baixo gasto energético (ambiental). Durante as etapas de cominuição, os impacto ambientais gerados são a perturbação sonora, devido aos ruídos, e a geração de material particulado (que pode reduzir a qualidade do ar).

4 Seguindo o processo de reciclagem, deve-se realizar a separação da parte metálica da não metálica. Nessa etapa, é importante que se realize uma análise e verificação de um destino adequado aos resíduos que não serão utilizados, evitando assim poluição. O quadro 2 apresenta um resumo das técnicas de separação da parte metálica analisadas. Quadro 2 Técnicas de Separação da Parte Metálica SEPARAÇÃO DA PARTE METÁLICA Martins 2007 Lavagem com água destilada Baixo custo (econômico); baixo gasto energético (ambiental). Veit & 2006 Uso de separador magnético de esteira, por via seca Investimento em conhecimento (social); maior eficiência (econômico); redução de resíduos gerados (ambiental). Possibilidade de descarte inadequado dos resíduos sólidos, gerando contaminação; Possibilidade de descarte inadequado da água destilada, gerando alterações nas características dos efluentes e liberações de substâncias tóxicas. Possibilidade de destinação incorreta dos resíduos não utilizados. Geralmente, realiza-se uma caracterização da parte metálica, a fim de identificar as espécies presentes (Quadro 3). Quadro 3 Técnicas de Caracterização CARACTERIZAÇÃO Martins 2007 Difração de raios-x + espectrometria de absorção atômica Veit & 2006 Análise química a partir da separação eletrostática e eletroobtenção Baixa geração de resíduos sólidos (ambiental) Geração de gases (possibilidade de contaminação do ar); Além dos processos mecânicos, eletrometalúrgicos e hidrometalúrgicos descritos anteriormente, é possível realizar a reciclagem das PCIs através da pirometalurgia. Nesse método, o maior impacto ambiental observado é a quantidade de energia consumida para se atingir as elevadas temperaturas necessárias. Além disso, há o risco de ocorrer vazamentos dos piro-óleos e/ou piro-gases, podendo provocar contaminações. Apesar da geração de impactos ambientais negativos, a pirólise é vantajosa, já que seus bio-óleos e bio-gases podem apresentar diversas funções, tornando-se uma técnica sustentável. Considerando que os métodos utilizados acima ocorreram de forma semiautomática e em escala laboratorial, faz-se importante citar outros métodos dessa categoria, como o uso de aquecedor infravermelho ou de tubo de aquecimento elétrico, por exemplo, que garantem uma taxa mínima de danos (WA et al., 2005; GAO et al., 2007 apud DUAN et al., 2011).

5 Observa-se, ainda, que publicações propõem e descrevem uma célula automática e flexível para reciclagem de PCIs. Os métodos automáticos são vantajosos ambientalmente por reduzirem a quantidade de resíduos gerados, porém promovem uma redução na mão de obra necessária, o que interfere na parte social, já que não promove geração de empregos. Como toda atividade, percebe-se, a partir desse trabalho, que a reciclagem de PCIs, independente das técnicas apresentadas, ainda gera uma quantidade considerável de impactos negativos. No entanto, quando comparada ao descarte desses componentes sem esse tratamento, ainda assim, mostra-se vantajosa. Sendo assim, para tornar essa atividade mais viável econômica e ambientalmente, investimentos em pesquisa e desenvolvimento na área de reciclagem de PCIs se fazem necessários. LITERATURA CITADA DUAN, H.; HOU, K.; ZHU, X. Examining the technology acceptance for dismantling of waste printed circuit boards in light of recycling and environmental concerns. Journal of Environmental Management FERREIRA, J. M. B.; FERREIRA, A.C. A sociedade da informação e o desafio da sucata eletrônica. Revista de Ciências Exatas e Tecnologia. Vol. 3, n MARTINS, A. H. Recuperação de estanho e cobre a partir da reciclagem de placas de circuito eletrônico de microcomputadores sucatados. Estudos Tecnológicos. Vol. 3, n SILVA, B.; MARTINS, D.; OLIVIER, F. Resíduos Eletroeletrônicos no Brasil Disponível em: < >. Acesso em 10 de outubro de VEIT, H. M.; BERNARDES, A. M. Reciclagem de Sucatas Eletrônicas através da combinação de processos mecânicos e eletroquímicos. 17º Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos materiais. Foz do Iguaçu, Paraná AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq Brasil, com a dedicação e apoio do Professor Dr. Juan Carlos Valdés Serra, sem o qual não seria possível a realização do mesmo.