METALES PRECIOSOS EN RESIDUOS ELECTRÓNICOS PARA SU REFINERIA EN EL ECUADOR

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1 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 1 jcalderon@ecotec.edu.ec 2 calcivar@ecotec.edu.ec 3 johannaandrein@hotmail.com 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.

2 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

3 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, y gramos por tonelada respectivamente. (Delaunay, EFICIENCIA ENERGÉTICA ASOCIADA AL RECICLAJE DE METALES.)

4 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)

5 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 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)

6 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 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: Hewlett- Packard, 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)

7 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.

8 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%.

9 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.

10 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

11 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

12 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 Aguilera, L. H. (2010). La basura electrónica y la contaminación ambiental. Enfoque UTE, 1(1), pp- 46. del Val, A. (2011). El problema de los residuos en la sociedad del bienestar. Boletín CF+ S, (50). Delaunay, N. &. (s.f.). EFICIENCIA ENERGÉTICA ASOCIADA AL RECICLAJE DE METALES. Delaunay, N. &. (s.f.). EFICIENCIA ENERGÉTICA ASOCIADA AL RECICLAJE DE METALES. 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 electrónicos en la ciudad de Loja (Doctoral dissertation). 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.