Green Computing: el problema de la basura electrónica (e-waste) – Parte 3/3

En la primera parte quise comenzar por todo lo que ocurre desde el lado de la producción de los componentes electrónicos que usamos. En la segunda mostré algunas sustancias químicas presentes y la repercusión en la salud. Ahora, cierro el ciclo con el fin de la vida útil de estos dispositivos, es decir, cuando se transforman en basura electrónica.

Una vez los dispositivos ya han cumplido su ciclo y se desechan, se deberán tratar de forma adecuada para que no terminen contaminando y que se puedan reciclar…

Recuerda las RRR: Reducción, Reutilización, Reciclado. Es importante reducir la compra impulsiva de estos productos electrónicos, no solo por minimizar la energía y materia prima invertida en ellos, sino también para mermar la cantidad de e-waste. Además, siempre que se puedan reutilizar, también se debe fomentar esta práctica para darle una segunda vida. Por último, cuando ya son basura electrónica, lo siguiente es el reciclado.

Subproductos de la fabricación

En la primera parte de esta serie de artículos ya introduje algo sobre las cosas que se pueden hacer en los entornos de producción de esta industria. Aunque hay sustancias o materiales que solo se pueden destruir o separar (del agua, filtrar el aire,…), para que no supongan un problema para el medio ambiente, también hay algunos metales, disolventes y polímeros empleados que se pueden reciclar.

Muchas sustancias no son biodegradables, por lo que no serán descompuestos por agentes biológicos (sol, agua, plantas, bacterias,…). Eso significa que estarán generando problemas en el medioambiente durante un periodo de tiempo que variará en función del tipo de sustancia. Por ejemplo, los desechos orgánicos pueden degradarse en meses, los bioplásticos llevan algunos años, algunos metales podrían ir desde años hasta siglos, las pilas y baterías podrían tardar hasta 1000 años, el vidrio unos 4000 años y los plásticos hasta 1000 años.

El reciclado de este tipo de sustancias en la industria no solo ayuda al medioambiente y a su reutilización, también pueden usarse para el desarrollo de tecnologías prometedoras. Por ejemplo, los nanotubos de carbono se podrían obtener del reciclado de ciertos plásticos.

Reciclado de productos finales

Los RAEE (Residuos de Aparatos Electrónicos y Eléctricos) son toda esa basura electrónica que se genera por toneladas y cada vez supone un problema mayor. Además, también son todo un reto en cuanto a logística y la forma de reciclar éstos de forma efectiva.

El reciclado no es 100% limpio, se generan también emisiones y contaminación, pero contribuye a no sobre-explotar recursos naturales de forma insostenible hasta agotarlos.

Con el boom de la tecnología, la basura electrónica ya representa más del 5% de los RSU (Residuos Sólidos Urbanos) globales y se incrementa en un factor de x2 o x3 veces más rápido que otros residuos. Con el incremento de la electrónica en otros sectores, como los vehículos eléctricos (y sus baterías), el problema será aún más preocupante en los próximos años.

Actualmente, se estima que cada año se generan sobre 50 millones de toneladas por año en todo el mundo. De todas ellas, apenas se recicla un 20%, el resto terminará en vertederos de países del Tercer Mundo…

Reciclaje de basura electrónica

Cuando se habla de circuitos impresos y circuitos integrados, el reto es mayor que en el reciclado de plásticos, papel, vidrio, u otros componentes. No solo porque son muy heterogéneos en composición, como se vio en la parte 2, sino que también tiene componentes en miniatura que no se pueden separar de forma sencilla.

Por ejemplo, un pequeño chip está compuesto de materiales orgánicos en su encapsulado, metales, vidrio, silicio, y otras sustancias. Dadas sus dimensiones… ¿cómo separar eso de forma rápida y eficiente? ¿Qué se puede extraer de esta basura electrónica?

Pues comenzamos por los materiales que se pueden reciclar o evitar que terminen en vertederos:

• Plásticos de las carcasas, aislantes, etc.
• Metales ferrosos de las cajas o soportes de televisiones, monitores, torres, carcasas de electrodomésticos, etc.
• Vidrio de pantallas, especialmente de los CRT.
• Mercurio: aunque ya esté prohibido, aún existen muchos productos antiguos que lo pueden contener. Como algunas amalgamas, luces fluorescentes, etc.
• Otros metales de los chips, y PCBs, también se extrae paladio, cobre, plata, oro, estaño, aluminio (especialmente de los discos duros HDD), etc.
• Toner y cartuchos que pueden remanufacturarse para producir nuevos consumibles, o reciclar los metales y plásticos que contienen.
• Baterías (véase apartado de baterías). Contienen materiales muy importantes como el cadmio, niquel, cobalto, grafito, litio, acero, etc.

Para comprender cómo se realiza el proceso, veamos paso a paso un procedimiento habitual de reciclaje de basura electrónica:

1. Recolección y transporte desde el punto limpio, donde se almacena la basura electrónica.
2. Una vez llegan a la planta de reciclaje, el procedimiento comenzará con la trituración de todos estos componentes. Eso implica romper los desechos de basura electrónica en trozos pequeños para una clasificación adecuada. Algunos elementos, como las luces fluorescentes, cartuchos y toners, y baterías, no se suelen pasar por este proceso de trituración, ya que necesitan un proceso especial.
3. Lo siguiente es la clasificación. Para ello, se suelen usar procedimientos automatizados (aquí cobran importancia los sensores y sistemas de visión artificial), y también mano de obra. Gran parte de ello se hace manualmente, desmontando o clasificando cada componente por las cintas transportadoras. Esa clasificación se hace en función del material y componentes centrales. Luego se subclasificarán en varias categorías. Esas categorías implica separar en elementos que se pueden reutilizar tal como están y otros que necesitan más procesos. Algunos de los desechos anteriores se siguen triturando para dividir los componentes en polvo, partículas muy finas de desechos electrónicos.
4. Las partes o componentes separados pasarán por un proceso de separación magnética. Unos potentes imanes atraerán el acero y el hierro de entre los desechos. Así se puede retirar este tipo de metal del flujo de desechos para llevarlo a su fundición para el reciclado.
5. Otros procesos mecánicos también separan placas de circuitos, cobre, aluminio, plástico, y otras partículas de los desechos. Por ejemplo, un proceso de separación de agua permitirá separar el vidrio del plástico. Un proceso de purificación podría también localizar y extraer metales sobrantes de los plásticos para purificar aún más el flujo de desechos.
6. Una vez se han ido separando plásticos, metales, y vidrio, se podrán someter a fundición para reutilizarlos…

Reciclaje de baterías

Las baterías, especialmente las de litio, que se están transformando en el estándar actual, cada vez suponen un reto mayor para su tratamiento adecuado y reciclado. El incremento de los dispositivos móviles unido a los vehículos eléctricos ha disparado la demanda y también la generación de este tipo de basura electrónica.

Las baterías de litio, si se perforan, se pueden generar incendios. Estos incendios en vertederos son difíciles de extinguir y podrían perdurar años, liberando otros gases de la incineración que son perjudiciales.

No solo existen un proceso de reciclaje de baterías de litio, sino que se han desarrollado varios procedimientos: Fortum, Recupyl, Umicore, Toxco, Accurec, Chemetall, Inmetco, etc. Es decir, cada compañía suele tener su procedimiento propio.

Los pasos de un proceso genérico de reciclado suelen ser:

1. Una vez las baterías son desechadas en un punto limpio, se puede proceder a la recuperación de todos los materiales (algunos valiosos) que contienen: aluminio, manganeso, níquel, cobalto, litio, grafito, etc. No todos ellos son recuperables, o no se pueden volver a usar con el mismo objetivo. Desde este punto limpio, serán trasladados hasta la planta de reciclaje.
2. Una vez llega a la planta, se comienza con la desactivación. Eso implica la descarga completa almacenada en las baterías. Eso evita el riesgo de un evento térmico inesperado.
3. El electrolito también se suele separar y congelar para evitar reacciones electroquímicas durante el proceso de trituración. Algunos métodos patentados de ciertas plantas permiten evaporar y recuperar los disolventes orgánicos del electrolito al vacío por condensación (evita el escape de gases tóxicos). Otras plantas emplean procedimientos diferentes.
4. Lo siguiente es una serie de tratamientos mecánicos, pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos. El primero implica aplastar las celdas de la batería o triturarlas. El segundo extrae los metales mediante tratamiento térmico, fundiéndolos. Y el último usa procesos acuosos.
5. Una vez desmontadas, se procede a la clasificación. Eso separa la lámina de cobre, la lámina de aluminio, el separador y los materiales de recubrimiento. El níquel, cobalto y cobre se pueden fundir para su reciclado. En cambio, el litio y aluminio permanecerán en la escoria.
6. Mediante procesos hidrometalúrgicos se puede recuperar el litio. Esto incluye procedimientos como la lixiviación, extracción, cristalización, y precipitación de la solución líquida.
   1. Por ejemplo, Umicore emplea un horno para fundir las baterías y recuperar el 95% del cobalto, níquel y cobre. Después, un proceso de lavado de gas especial limpiará los productos tóxicos de la incineración de los gases de escape que contienen flúor.
   2. Duesenfeld, tras descargar, triturar las baterías en atmósfera inerte, evaporar y volver a condensar los disolventes de orgánicos del electrolito, separa el material de recubrimiento del electrodo del resto, luego los metales se lixivian de los materiales activos. El grafito se filtra y se recupera, luego se producen carbonato de litio, sulfato de níquel, sulfato de cobalto y sulfato de manganeso. El resultado es un mejor aprovechamiento de los metales que con Umicore, y con una huella de CO2 menor, ya que se reducen los gases y se ahorra energía.