METALES PRECIOSOS EN RESIDUOS ELECTRÓNICOS PARA SU

METALES PRECIOSOS EN RESIDUOS ELECTRÓNICOS PARA SU
REFINERIA EN EL ECUADOR
Ing. Juan T. Calderón Cisneros.Msc
1
Abg. Carlos Alcívar Trejo. M.D.C.2
Johanna Andreina Acebo Moran 3;
1 Catedrático
a tiempo completo de la Universidad Tecnológica ECOTEC. Catedrático a tiempo parcial de
la FACSO, Universidad de Guayaquil 2 Catedráticos a tiempo completo de la Universidad Tecnológica
ECOTEC, Catedrático a tiempo parcial de la FACSO, Universidad de Guayaquil, Marketing y Publicidad,
Facultad de Comunicación Social,FACSO, Guayaquil, Ecuador 3 [email protected]
2
3
[email protected]
[email protected]
Resumen
El presente proyecto trata de la materia prima que se obtiene de la basura electrónica.
La basura electrónica es todo aquel dispositivo alimentado por energía eléctrica cuya vida
útil finalizó. Esta basura genera el 70 % de la contaminación por metales pesados en los
rellenos sanitarios y basurales. Estos metales tóxicos pueden ser cadmio, mercurio, plomo,
selenio, o arsénico, los cuales son altamente contaminantes para el medio ambiente y la
salud humana. Por la cantidad de minerales que se pueden conseguir, al reciclado de los
residuos electrónicos se lo conoce como minería urbana y se procede a la refinación de
metales preciosos.
Palabras Claves: basura electrónica, materia prima, metales preciosos, tóxicos,
minería, refinación.
Abstract:
This project is the raw material obtained from electronic waste. Electronic waste is
any device powered by electricity whose life ended. This garbage generates 70% of heavy
metal pollution on health and dumps filled. These toxic metals can be cadmium, mercury,
lead, selenium, and arsenic, which are highly polluting for the environment and human
health. For the amount of minerals that can be achieved, the recycling of electronic waste is
known as urban mining and proceeds to the refining of precious metals.
Key Words: Electronic waste, raw materials, precious metals, toxic, mining, refining.
INTRODUCCIÓN
La mayoría de los productos electrónicos están hechos de recursos valiosos, como los
metales preciosos, plásticos y vidrio. Muchos de estos materiales requieren energía extenso
y los recursos de fabricar. Sin embargo, cuando los equipos electrónicos se tira, todos estos
materiales valiosos también se descartan. En última instancia, genera más contaminación,
ya que requiere que todos los nuevos recursos se utilicen para la fabricación de nuevos
productos electrónicos.
Ciertos productos electrónicos, tales como monitores y tarjetas de circuitos incluso
causar daño al medio ambiente, ya que contienen sustancias tóxicas como el plomo,
mercurio y cromo. La mejor solución para este problema es el reciclaje de productos
electrónicos responsable.
Los medios de comunicación revelan la preocupación y efectos a nivel mundial que
está causando el calentamiento global, cambio climático, enfermedades y virus que se
originan por nuevos impactos ambientales, cuyos factores, entre otros son la contaminación
ambiental que se produce por desarrollo de la tecnología, industria, fertilizantes, fungicidas,
etc.
Generando desechos, gases, líquidos residuales contaminantes que terminan en aguas
o terrenos naturales. Actualmente la industria tecnológica ofrece un sin número de
productos eléctricos y electrónicos, que facilitan y mejoran la vida cotidiana de las
personas, empresas, centros de investigación, industrias incrementando la actividad en
plantas de fabricación y producción industrial, cuyos equipos facilitan investigaciones y
precisiones en el área de medicina, comunicación, educación, arquitectura, transporte, en
general en toda actividad humana.
La derogación de los productos o bienes tecnológicos exige un lugar para su
ubicación, un tratamiento para su descomposición y un costo para su correcta eliminación o
disposición final, gestión que involucra inversión y responsabilidad. Sin estas
consideraciones continuaremos con el depósito de los desechos electrónicos en los
botaderos de basura en el mejor de los casos, sino como real y lamentablemente sucede a la
intemperie sin proceso alguno que disminuya los efectos contaminantes para los seres vivos
y el ambiente. (Merino Bermeo, 2013)
Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE)
La minería urbana puede aplicarse a los RAEE. La cantidad de Residuos Electrónicos
(RE) es significativa ya que representa del 1 al 3% de la producción global mundial de
residuos sólidos urbanos (OECD, 2008). Se estima que en el año 2006 la generación a nivel
mundial de RE fue de entre 20 a 50 millones de toneladas métricas (UNEP,2005).
Los RE están compuestos de metales básicos como cobre, hierro, níquel, estaño,
aluminio o zinc; metales preciosos como oro, plata o paladio; metales pesados como plomo,
arsénico, cadmio, cobalto, cromo, mercurio o selenio, y materiales inertes como vidrio y
plásticos. Existen dos opciones directamente vinculadas con la composición de los RAEE
que permiten el ahorro energético en el manejo de estos desechos. La primera es el reciclaje
en sí que permite la producción de metales con mayor eficiencia energética y la segunda es
la utilización de la parte plástica con fuente de energía (USGS, 2001).
La Directiva Europea 2002/96 fija un objetivo de reciclaje en peso para los RAEE,
que incluye el aporte de los materiales utilizados como fuentes de energía. Se estima que un
10% del objetivo se alcanza por la sustitución de combustibles por el plástico presentes en
los residuos RAEE (Tangea, 2005).
Metales preciosos
Los procesos de obtención de metales vía reciclaje de RAEE se diferencian de los
tradicionales por el alto contenido de metales en la materia prima. En efecto, en promedio,
una tonelada de RE contiene 10,4 g de oro (USGS, 2001). La concentración es más alta en
los teléfonos celulares y los circuitos impresos de computadoras, 300-350 y 200-250
gramos
por
tonelada
respectivamente.
(Delaunay,
ASOCIADA AL RECICLAJE DE METALES.)
EFICIENCIA
ENERGÉTICA
Figura 1, una vez que se descontinúa el uso de los equipos electrónicos, estos se
almacenan hasta tomar una decisión, se desechan o de lo contrario se venden o donan para
volver a ser utilizados. Cuando son desechados pueden ser aprovechados o dispuestos
directamente. Si se aprovechan, el equipo se debe desmantelar para separarlo en
componentes para utilizarlos como repuestos o en su defecto, reciclar o enviar a disposición
final. (Espinoza, 2008)
Figura 1. Diagrama de generación y recorrido de los residuos electrónicos.
Fuente: Diagnóstico del Manejo de los Residuos Electrónicos en el Perú. (2008)
GESTIÓN DE LOS RAEE, BUSCANDO EL RECICLAJE
Con el propósito de gestionar los desechos electrónicos, la UNU, el Programa de
Medio Ambiente de la ONU, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos,
algunas Universidades del mundo y empresas como Dell, Microsoft, HP y Philips, crearon
la iniciativa “Solucionar el problema de la basura”. “Este proyecto busca, entre otras cosas,
homogenizar los procesos de reciclado en el mundo con el fin de que los componentes
valiosos sean recuperados”. (Olivia., 2007)
Una de las principales compañías dedicadas a esta actividad es Hong Kong Recycling
Company, empresa que puede llevar hasta 70000 libras en solo furgón, puede pagar de 20 a
25 centavos por libra. Los teléfonos, computadoras, televisores y demás aparatos eléctricos
y electrónicos, generalmente pasan por un proceso de desarmado manual, seleccionando los
componentes que aún pueden ser utilizados en la fabricación de nuevos productos, de la
industria electrónica principalmente. “Según Carlos Arizaga gerente de Seguridad y Medio
Ambiente de TCG en México y Brasil: Al residuo se le da un valor en la cadena productiva
por lo que automáticamente deja de ser residuo, ya que se le da otro uso y no va a los
rellenos sanitarios. Desde el punto de vista ambiental, al entregar los componentes a otros
procesos, colaboramos a que la naturaleza no sea explotada”. (Santiago., 2008)
Actualmente existen empresas en Bélgica, Japón, China, Singapur y Estados Unidos
que reciben los remanentes de aparatos electrónicos procedentes de cualquier parte del
mundo para reciclar y elaborar otros productos. Como ejemplos en este tipo de actividad
vale la pena mencionar los siguientes:
1. Aproximadamente hace 19 años el consorcio transnacional Hewlett-Packard,
comenzó el reciclado de componentes electrónicos a través de la corporación transnacional
Micro Metallics que inicialmente procesó aproximadamente 18000 toneladas anuales.
2. En el año 2002, Micro Metallics, abrió una novedosa estación de reciclaje en
Roseville, EE.UU. Ellos transportan productos entre otros procedentes de: HewlettPackard, Compaq, Xerox, Digital Equipment Corp y Sol Microsystems. Movilizan
diariamente veinte semirremolques desde todos los estados los componentes reciclables.
Las computadoras que resultan de actualizaciones de oficinas y que llegan “intactas”, se
limpian se prueban y se certifican para la reventa en el mercado de uso, las restantes se
desmantelan para su reciclado. Los plásticos de las computadoras inutilizables, se clasifican
de acuerdo a sus características físicas y químicas y se envían a los fabricantes, quienes los
funden para elaborar sus nuevos productos. “El reciclaje de la chatarra electrónica ha
desarrollado algunas técnicas muy refinadas que han sobrepasado el de la industria de
reciclaje de los vehículos”. (Aguilera, 2010)
APARATOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS CONVERTIDOS EN DESECHOS
A través de una recopilación bibliográfica, se busca conocer la situación actual
de: los principales aparatos electrónicos que mayormente están siendo utilizados por la
humanidad; los tiempos de vida útil o de renovación; su composición e identificación de los
elementos peligrosos para el medio ambiente; las formas de deshacerse y las propuestas de
parte de Organismos especializados.
En la actualidad la línea de separación entre la electrónica y la electricidad es ligera,
demasiado pequeña, por no decir nula, por lo tanto de manera general se define como
aparato o equipo eléctrico y electrónico a todo aquel que funcione adecuadamente a base de
electricidad como fuente de energía. (del Val, 2011)
Estos aparatos cuando dejan de ser utilizados porque han cumplido con su ciclo de
vida útil para una necesidad determinada, pasan a constituirse como todo en la vida en
elementos llamados residuos o desechos cuya nomenclatura en español es RAEE (Residuos
de Aparatos Eléctricos y Electrónicos) o en Inglés WEEE (Waste Electrical and
Electronical Equippament).
Por todos es conocido que estos aparatos son utilizados tanto a nivel industrial,
comercial, educativo, doméstico y personal, pues representan ventajas competitivas y
marcan el grado de paridad en su BASURA ELECTRÓNICA avance con el desarrollo
tecnológico. Por tanto es necesario identificar a los principales aparatos que con el tiempo
se convierten en residuo, pudiéndose mencionar a los siguientes:
1. Tarjetas electrónicas utilizadas en el control industrial.
2. Herramientas eléctricas.
3. Lámparas fluorescentes.
4. Computadores de escritorio.
5. Computadores portátiles.
6. Monitores.
7. Impresoras.
8. Escáneres.
9. Video Cámaras.
10. Equipos de Audio.
11. Televisores.
12. DVD.
13. Juguetes electrónicos.
14. Teléfonos Fijos.
15. Teléfonos Móviles.
16. Electrodomésticos en general.
Basta una simple inspección no tan rigurosa, para darnos cuenta que la gran mayoría
de estos aparatos están constituidos por elementos como: metales, vidrios y plásticos que
por el tipo de inspección en primera instancia no parecerían constituirse en un problema
salvo por el espacio que ocuparían en los vertederos al ser eliminados.
Según Castellanos (2005), los desechos electrónicos generalmente están constituidos
por: polímeros en un 30% (plásticos), óxidos refractarios en un 30% (cerámicos) y por
metales en un 40%.
A su vez a los metales presentes en la chatarra electrónica se los puede dividir en dos
grupos:
1. Metales Básicos
a. Cobre del 20% al 50%
b. Hierro del 8% al 20%
c. Níquel del 2% al 5%
d. Estaño del 4% al 5%
e. Plomo aproximadamente 2%
f. Aluminio del 2% al 5%
g. Zinc del 1% al 3%
2. Metales preciosos
a. Oro de 170g a 850g aproximadamente el 0.1%
b. Plata de 198g a 1698g aproximadamente el 0.2%
c. Paladio de 3g a 17g aproximadamente el 0.005%.
Un análisis más profundo, revela por ejemplo:
1. Que entre los metales, no solamente se encuentran los ya mencionados, sino
también el bismuto y los denominados metales pesados como el arsénico, el cadmio, el
cromo, el mercurio, el plomo y el selenio.
2. La presencia de vidrio en aparatos visualizadores como las modernas pantallas de
cristal líquido o los tradicionales tubos de rayos catódicos.
3. La presencia de dispositivos como acumuladores, pilas y baterías, capacitores,
resistores, relés, sensores, conductores, circuitos impresos, medios de almacenamiento de
datos, elementos de generación de luz, sonido y calor, etc.
¿Cómo lograr recuperar estos elementos?
En la actualidad existen iniciativas encaminadas a dar solución a este problema. Se
han desarrollado métodos para la recuperación o reciclaje de las tarjetas de circuito
impreso.
El proceso de reciclaje de las tarjetas de circuito impreso está orientado a recuperar
los metales y sobre todo los metales preciosos que contiene para obtener finalmente
concentrados metálicos que pueden ser empleados como materia prima, también se
recupera el cobre, aluminio, plomo, zinc, etc.
Las rutas para el reciclado de los componentes de las tarjetas de circuitos impresos
incluye los procesos mecánicos, piro metalúrgico, hidrometalúrgico, electroquímico o
combinaciones de los mismos.
Tratamiento mecánico.
El tratamiento mecánico de las tarjetas de circuito impreso, permite obtener además
concentrados metálicos que se envían a un fundidor de cobre, otras fracciones de materiales
no metálicos como la fibra de vidrio, que pueden ser aprovechadas para otras aplicaciones.
El tratamiento mecánico de las tarjetas puede incluir operaciones sucesivas de
moliendas, separación de metales ferrosos y separación de metales no ferrosos (aluminio),
cribado y separación por métodos electrostáticos.
Tratamiento de solovólisis.
Con el ataque de disolventes especiales en ciclo cerrado se consigue disolver los
polímeros termoestables que embeben el tejido de fibra de vidrio. Posteriormente se muelen
para separar la fibra y lograr una mejor concentración de metales.
Tratamiento hidrometalúrgico.
Consiste en una lixiviación ácida o cáustica de la tarjeta de circuito impreso
finalmente molida para disolver los metales. Posteriormente, estas soluciones se someten a
procesos de separación, tales como extracción con disolvente, precipitación, intercambio
iónico, concentración o electrolisis para recuperar selectivamente los metales disueltos
Tratamiento por corrientes inducidas.
Es un método físico, consiste en lograr inducir corrientes (corrientes de Facault) en
las partículas contenidas en la masa producto de la trituración de chatarra electrónica. Con
este método se logra clasificar y separar los metales no ferrosos.
Tratamiento por efecto corona.
Es un método físico, consiste en aplicar un alto voltaje a las partículas bajo
tratamiento para lograr su separación en dependencia de la permeabilidad de cada
elemento. Con este método se logra clasificar y separar los metales no ferrosos.
La implementación y utilización de estos métodos nos va permitir proteger el medio
ambiente y al ahorro de recursos minerales, combustible y agua. (Húngaro, 2006)
CONCLUSIÓN
La producción de metales por fuentes secundarias permite un ahorro energético
importante que puede alcanzar 90% para ciertos metales. Estas fuentes se constituyen de
productos de mayor concentración en metales que los minerales usados en el proceso
tradicional. El proceso de minería urbana de RE, además de permitir un ahorro energético
asociado a la producción secundaria de metales, también permite aprovechar el plástico
como material con importante poder calorífico. Las emisiones de contaminantes al
ambiente son mínimas al trabajar con sistemas adecuados de tratamiento de gases.
Con este trabajo, es posible concluir que los principales factores de éxito de las
empresas de reciclaje presentes en China, Chile, Estados Unidos y Europa, obedece a la
tecnología empleada y a las alianzas y acuerdos de cooperación celebrados
estratégicamente en gobiernos, empresas sin ánimos de lucro, empresas de alta tecnología y
otras empresas de reciclaje.
Se prevé en el corto plazo, la necesidad de modificar las estructuras productivas de
las empresas públicas y privadas para adaptarlas a los requerimientos traídos por las nuevas
problemáticas medioambientales.
Por lo que es imperioso que en el país se comience a crear conciencia de la
generación de este tipo de basura, para que desde las instancias de poder correspondientes
se implementen medidas probadas, que tiendan a disminuir tanto la generación
desorganizada que trae consigo la contaminación del medio ambiente perjudicando como
siempre al ser humano.
La recuperación de metales valiosos oro, plata y del grupo del platino, a partir de
tarjetas electrónicas, requiere de múltiples etapas, debido a las diferentes aleaciones y
combinaciones existentes entre materiales cerámicos, poliméricos y metálicos que en ellas
se presenta. Las etapas a seguir comprenden la selección o desensamble de los
componentes electrónicos de interés, la caracterización por técnicas analíticas, la reducción
de tamaño y clasificación del material por debajo de 1 mm, la separación magnética y
electrostática para conseguir materiales magnéticos y no magnéticos conductores y no
conductores.
Es importante resaltar, que los problemas ambientales derivados de los desechos
electrónicos, requieren conocimiento específico del problema, donde se hace necesario una
caracterización exhaustiva para ubicar el lugar preciso donde se encuentra el metal de
interés y el tratamiento metalúrgico que va desde la separación hasta la obtención del metal
refinado. Esto a diferencia de los procesos tradicionales de tratamiento mecánico que no
guardan ninguna consideración del efecto ambiental que causan.
Para finalizar se puede decir que el reciclaje electrónico es un negocio altamente
atractivo, con un mercado en plena expansión y con grandes beneficios para los países en
vías de desarrollo. Sin embargo, se requiere de la participación y el compromiso, los
centros educativos, las empresas y en general de los ciudadanos para la implementación de
soluciones sostenibles.
Bibliografía
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Espinoza, O. V. (2008). Diagnóstico del Manejo de los Residuos Electrónicos en el Perú. .
Húngaro, M. B. (2006). El reciclaje, la industria del futuro. Ciencia en su PC, (3).
Merino Bermeo, J. V. (2013). Ordenanza municipal para el tratamiento de los desechos
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Olivia., A. (2007). Lucha la ONU contra e-basura. México: Reforma. México D.F., .
Santiago., D. (2008). El camino que sigue tu basura electrónica. El Norte. México D.F.