XXI ENTMME Natal-RN, novembro 2005. RECICLAGEM DE CABOS ELÉTRICOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA ELETROELETRÔNICA M.C. P.B. Araújo 1, D.C. R. Espinosa~. J.A.S. Tcnório' I - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Av. Prof. Mdlo Moracs, 2463. CEP 0550X-900- São Paulo-SP E-mail: mishcnc.araujo(a)pol i. usr.br 2 Rede Temática em Engenharia de Materiais REDEMAT UFOP/CETEC/UEMCi. Praça Tiradcntcs, 20. Centro CEP 35400-000 Ouro Preto MG E-mail: espinosa(li)usp.br 3 - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Av. Prof. Mello Moracs. 2463. CEP 0550X-900 - São Paulo-SI' E-mail: jtcnorio(a}usp.hr RESUMO O rápido crescimento da industri a clctro-eletrônica e o amadurecimento da consciência ambiental no mundo, fazem com que o gerenciamento dos equipamentos eletro-eletrônicos no final de sua vida útil, seja um caminho viável para manter o desenvolvimento neste setor. Considerando esse posicionamento, a reciclagem passou a ser uma das formas mais importantes de contribuição para a preservação ambiental evitando o desperdício de matéria-prima e de recursos naturais não-renováveis. Os resíduos clctro-clctrônicos são caracterizados pela presença de metais distribuídos cm placas de circuito imrresso, cabos clétricos c comronentcs clctrônicos cm geral. No caso da reciclagem de fios c cabos ainda persistem práticas incorretas, como a queima do plástico para aproveitamento do metal, que el imina o polimcro em vez de aproveitá-lo. Por outro lado. no rassado. apenas poucos rccicladores separavam o PVC, mas não o reciclavam, destinando-o junto com o resíduo sólido doméstico. No presente trabalho scrú feita a análise de uma rota para a reciclagem e caracterização dos produtos que podem ser obtidos através do processo de reciclagem de fios e cabos obsoletos aplicados cm equipamentos da indústria cletro-eletrônica. Serão utilizadas operações unitárias de tratamento de minérios tais como: moagem, análise granulométrica. separação clctrostática dentre m1tras; objetivando ao final da pesquisa um encadeamento de operações que possibilite a scraraç~o do material polimérico-metálico. PALAVRAS-CHAVE: reciclagem; resíduos sólidos; tios; cabos clétricns; clctro-clctrônico. 294
Araújo, M.C.P.I3., Espinosa. D. C. R., Tenório. J.A.S I. INTRODUÇÃO O aumento na demanda mundial pela obtenção de artigos eletro-elctrônicos gerou o incremento na fabricação e ampliação das linhas de produção destes produtos, além da apariçào de novas indústrias. O tempo de vida útil destes produtos varia cm função do tipo de artigo c das características de operação, por exemplo, a vida útil de um computador pessoal é de três a cinco anos, enquanto que computadores utilizados em empresas têm uma duração média de dois anos (Urban, 2004). Estima-se que cm 2005 um computador será obsoleto por cada novo que entre no mercado, e que entre os anos de 199 7 c 2004, serão 315 milhões de computadores que se tornarão obsoletos (Realff. ('/ai.. 2004). L: importante ressaltar que no mundo, apenas I I 'X, dos produtos eletro-cktrônicos são reei dados, c que aproximadamente KO% dos produtos c lctro-clctrônicos colctados nos Estados Unidos para reciclagem. são exportados para paiscs como China, que possuem lei s ambientais menos rigorosas, que permitem o acúmulo destes produtos causando problemas no meio ambiente c na saúde humana (Puckct c Smith, 2004). Estima-se que aprox imadamente 300.000 computadores pessoais se tornam obsoletos a cada ano cm Taiwan (lcc, '-''a/., 1999). Segundo Ogilvie ( 1997), a quantidade futura de equipamentos elctro-cletrônicos obsoletos serão de 20 kg anualmente por pessoa, dos quais 12 kg scrjo do setor de bens de consumo, 5 kg do setor industrial e 3 kg de lios c cabos. De uma maneira geral, os tios e cabos produzidos se destinam a: fàbricação de produtos elctro-eletrônicos, construção civil, industria automotiva, múquinas, rcfrigcra.,:ão, telecomunicações e energia. Os tipos de resíduos de lios c cabos são: Resíduos pré-consumo: São as apams industriais originadas nas indústrias de fios c cabos: Resíduos pós-consumo: Cierados por empresas que utilizam tios e cabos para túcr instalações de redes elétricas. telefonia ou gerados também por empresas que montam equipamentos elctro-cletrônicos, a lém dos originados durante reli>nnas. conserto de equipamentos que utilizmn os tios c cabos. c produtos cm final de vi da útil quando são descartados. A origem e estado de conscrva.,:ào (limpezas, por exemplo) dos rcsiduos detinirào o va lor de mercado c também algumas características dos produtos reciclados. Os resíduos de tios e cabos gerados antes de chegar ao consumidor são os que despertam maior interesse. tendo por isso um preço mais elevado, por ser um material geralmente limpo c pré-selccionado, o que litcilita c ev ita duas etapas da reciclagem, a lavagem c a secagem do PVC (Neto. 2002). O processo de reciclagem de tios c cabos aprcscntth;e semelhante ao rroccsso de reciclagem de outras sucatas clctro-elctrônicas. Nesse w ntcxto, o exilo para o processo de reciclagem é a liberação dos metais acoplados aos rlásticos. Segundo Zhang ( 1999), a obtenção dessa libcra.,:ãn depende da composição presente na sucata clctrocletrônica, pois. geralmente os materiais utilizados nas mesmas apresentam uma baixa ligação interf(tcial. De acordo com Forssbcrg ( 1997) a liberação de partículas metálicas acontece quase por completo, quando o tamanho da partícula do material moido, encontra-se abaixo de 2 mm. A reciclagem de metais c plásticos de resíduos cktro-dctri\nicos é uma das maiores aplicações da tecnologia de separação cletrostática ( Luga. e/ a/., 200 I). Entre os processos de separações existentes. a scraração usando sseparador de correntes parasitas ("eddy currcnt") c um caminho cfetivo para remoção de metais não-ferrosos de resíduos municipais e industriais (Dalmijn, 1990). Este processo é usado para separar alumínio e cobre de sucatas automobilísticas, baseado no filio de que materiais condutores são movidos por um campo magnético variável (Rem. 1997). 2. MATERIAIS E MÉTODOS Nesta etapa usou-se um lo te de 20 kg de fios c cabos clétricos. onde I O kg ti>ram de: cabos tlcxiveis (os mais vendidos no mercado clctroclctrônico) e a outra metade foram de cabos tipo cordão paralelo (cabos encontrados cm sua maioria nos clctrodomésticos). Para a realização dos ensaios fóram utilizadas operações unitárias de tratamento 295
XXI ENTMME-Natal-RN, novembro 2005. de minérios tais como: moagem, análise gmnulométrica, separação eletrostátiea e separação em meio denso. No presente trabalho serão apresentados apenas os ensaios feitos com a análise granulométrica. Inicialmente serão processados os fios e cabos em um moinho de facas com grelhas diferentes. Em cada tipo de grelha separam-se 3 kg para se fazer os ensaios com as operações unitárias de tratamento de minérios citadas. Faz-se o quarteamento das amostras de cada tipo de grelha c separam-se aproximadamente 750g dos dois tipos de cabos para a realização dos en~aios. Com uma porção de IOOg (para cada tipo de cabo) do quartcamcnto da amostra de 750g correspondente a primeira etapa dos ensaios, inicia-se a análise granulométrica, onde em cada peneira as amostras foram pesadas e separadas cm metal, metal com poli mero e polímero. Pela análise dos dados foi feito o estudo das alternativas para a reciclagem ou disposição ambientalmente correta dos produtos. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Segundo Zhang ( 1999) obtem-se a liberação dos compostos presentes em sucatas eletrônicas devido à baixa ligação intcrfacial dos materiais usados em equipamentos eletrônicos. Basicamente os materiais são unidos por fixação, inserção, soldagem e empacotamento. Por isso a energia para liberar os materiais associados como cerâmicas, vidros e metais, tendo propriedades mecânicas distintas, não é muito intensa. Com os resultados apresentados nas figuras I e 2 observa-se que os fios e cabos depois de moidos em uma granulometria inferior a 3 mm encontram-se liberados, ou seja, o cobre e o PVC não estão ma.is agregados e em detemlinadas peneiras apresentam uma concentração maior da parte metálica, onde entre 2 e 3 mm, o cobre chega a ocupar mais de 50% cm peso da amostra total. Análose Gnonulométrica -100g /3 mm - ~o Paralelo 60 50 40! 30 i : o 6 Abertura (mm) Figum 1. Análise granulométrica do cordão paralelo. 296
Araújo, M.C.P.B., Espinosa, O. C. R., Tenório, J.A.S Análise Granu~trlca 1 OOg /3 mm Cabo Ftexfvet 60 50 40 30 20 10 o 2 3 4 5 6 Abertura (mm) Figura 2. Análise granulométrica do cabo flexível. As curvas das figuras I c 2 mostram uma concentração de material na granulometria de 3mm. Observando-se o material retido nas peneiras nota-se que o cobre fica concentrado nesta faixa. 4. CONCLUSÕES Neste trabalho foi possível obter algumas conclusões a respeito das sucatas de fios c cabos, dentre elas: 1- Para a liberação dos materiais presentes nos cabos e fios é necessário fazer-se a moagem até Jmm para que haja a completa liberação dos metais e dos polímeros. 2- O metal se concentra na fração próxima de Jmm, ficando o poli mero concentrado nas frações mais finas. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Dalmijn. W. L. Praetical applications of eddy currents in the scrap recycling. ln: Proc. Second lnt. Symposium recycling ofmetals and engineering materiais, The Minerais, Metais And Materiais Society. 1990. Forssberg, E.; Zhang, S. L. Mechanical separation-oricntcd characterization of electronic scrap. Resources, Conservation and Recycling, v. 21, p. 247-269, 1997. Lee, C.; Chang, S.; Wang, K. Management ofscrap computer recycling in Taiwan. Joumal ofhazardous Materiais. v. 73, p. 209-220, Apr. 1999. Luga, A.; Morar, R.; Dascalcseu, L. Electrostatic scparation of metais and plasties from granular industrial wastes. lec Proc.-Sci. Meas. Technology, v. 148, 2001. Neto, M. B. A reciclagem de fios e cabos de PVC. Silo Paulo: Instituto do PVC, Set 2002. (Anigo Técnico, N 18). Ogilvie, S. Rccovery of wastc from electric & electronic cquipmeol: Economic & Enviroomeotal Impacts. Repor! N Acat I 2004. Didcot, Oxfordshire, Uk: European Commission I Aea Technology. 1997. Pucket, J.; Smith. T. Exponing Ham. The bigh-tech t.rashing of Asia. The Base! Action Nctwork (San) & Silicon Valley Toxies Coalition (SVTC). Disponível Em: <http: //www.svtc.org>. Acesso em: 11 de Nov. 2004. RealfT, M. J.; Raymond, M.; Ammons, J. C. E- Waste: An opponunity. Materialstoday, USA, p. 40-45, Jan. 2004. Rem, P. C. A modcl for eddy current separation. lntemational Journal Of Mineral Processing, v. 49, p. 193-200, 1997. 297
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