A microrreciclagem de resíduos eletrônicos

A rápida urbanização e avanços tecnológicos tornaram a gestão de resíduos um grande desafio para a sociedade moderna. Um dos principais desafios da atualidade são os e-resíduos (resíduos eletrônicos), pois além de uma produção extremamente alta ocorre ainda o problema da exportação. Os produtos eletrônicos geralmente são exportados para outros países que na maioria das vezes não possuem processos eficientes para tratar ou mesmo reciclar os e-resíduos. Como um resultado uma quantidade substancial de e-resíduo está sendo acumulada no ambiente ou mesmo sendo exportada para países em desenvolvimento.

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Em outras palavras, a reciclagem de e-resíduos é um desafio para diversos países no mundo, sem contar que os dispositivos contêm uma grande variedade de materiais que são difíceis de separados. Nos e-residuos podemos encontrar cerca de 40% de metal, 30% de plástico e 30% de óxidos. Nas sucatas de e-resíduos consiste em cobre (25%), ferro (8%), estanho (4%), níquel (2%), chumbo (2%), zinco (1%), prata (0,02%) e ouro (0,1%) e grande quantidade de plásticos, como polietileno, polipropileno, poliéster e policarbonatos.

Outra característica dos e-resíduos é que ele tem uma composição que varia consideravelmente de acordo com o tempo de vida e a fonte. Os equipamentos eletrônicos estão se tornando cada vez menores a cada dia, além de serem mais complexos de acordo com sua aplicação e desempenho. Por outro lado, as questões ambientais se tornaram um fator importante para o setor de eletroeletrônicos. Por exemplo, em vez de plásticos convencionais, os pesquisadores hoje em dia estão tentando usar plásticos biodegradáveis e eliminar o uso de chumbo como material de solda eletrônico.

Infelizmente, o processamento industrial em grande escala de lixo eletrônico depende de operações de coleta e transporte em massa para levar o lixo eletrônico aos centros de reciclagem. Essa peculiaridade torna o custo da reciclagem de e-resíduos muito elevado e até mesmo inviável para muitas regiões do mundo. Como forma de reduzir os custos tem-se a microrreciclagem, que usa pequenas comunidades para processar a maior parte de seu próprio lixo eletrônico localmente, economizando custos de transporte, economizando em matérias-primas e combustíveis fósseis, salvando o meio ambiente e gerando materiais de valor agregado, reciclados e reformados para uso futuro.

As tecnologias de microrreciclagem podem ser estabelecidas na pequena microfábrica que possui vários módulos, um dos quais é a microfábrica de e-resíduo. A microrreciclagem usa reações induzidas por calor entre os diferentes materiais em e-resíduos complexos para criar materiais novos e úteis. Ajustando-se tempo e temperatura de aquecimento é possível conseguir transformações seletivas, por exemplo, na separação de metais, polímeros e cerâmicas.

Nesse processo de microrreciclagem deve ser chamada a atenção que novos materiais com com custo de comercialização mais elevados (upcycling) podem ser obtidos. Ao obter um novo produto mais valor agregado de e-resíduos pode permitir a síntese de novas moléculas, novos materiais e produtos mais sustentáveis. Por exemplo, Rumana Hossain e Veena Sahajwalla, da University of New South Wales, Sydney, Austrália, desenvolveram uma estratégia de microrreciclagem para converter placas de circuito impresso (PCBs) e componentes de monitor de computador em um revestimento novo e forte para aço.

A equipe de pesquisadores usou o vidro e o plástico dos monitores e PCBs inteiros e pulverizou os três. Os pós de vidro e plástico foram misturados e aquecidos a 1500 °C por 30 min em uma atmosfera livre de oxigênio para criar carboneto de silício (SiC), que posteriormente foram transformados em nanofios. Para aperfeiçoar o processo, a equipe colocou a mistura pó de PCB e pó de vidro em um substrato de aço. Como anteriormente a equipe aqueceu o conjunto desta vez a 1000 °C por 15 minutos obtendo uma camada de cobre reforçada com SiC sobre o aço. Os pesquisadores constataram que a camada produzida adere bem ao aço e pode proteger sua superfície contra desgaste e corrosão. A dureza da superfície aumentou em cerca de 125% em relação ao aço base.

Nota-se que o desenvolvimento de novos processos baseados em micorreciclagem permite a transformação e-resíduos em materiais com valor agregado maior e com poucas etapas de processamento.

Fonte:

Sahajwalla V, Hossain R, The science of microrecycling: a review of selective synthesis ofmaterials from electronic waste. Materials Today Sustainability, 2020.

Hossain R, Sahajwalla V,  Material Microsurgery: Selective Synthesis of Materials via High-Temperature Chemistry for Microrecycling of Electronic Waste. ACS Omega 2020, 5, 28, 17062–17070