Tecnología de punta: Un estudio sobre la contaminación ambiental en la fabricación de productos electrónicos.

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1 Tecnología de punta: Un estudio sobre la contaminación ambiental en la fabricación de productos electrónicos. Brigden, K., Labunska, I., Santillo, D., Walters, A. Laboratorios de Investigación de Greenpeace, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de Exter, Exter EX4 4PS, Reino Unido. Febrero 2007 Nota técnica: 01/2007 Technical Note: 01/2007

2 Índice página Resumen Ejecutivo 2 1. Introducción Programa de muestreo Manufactura de chips semiconductores en México Ensamble de componentes de computadoras: México Metodología Resultados y discusión Manufactura de chips semiconductores: Kemet en 25 Monterrey, Nuevo León. México Discusión Ensamblaje de componentes de computadoras en 27 México. Instalaciones en México Discusión Conclusiones Referencias 40 Nota: Este documento sólo contiene la información correspondiente a México, del documento original CUTTING EDGE CONTAMINATION: A study of environmental pollution during the manufacture of electronics products donde se analiza el impacto de las plantas maquiladoras de electrónicos en China, Tailandia y Filipinas. Para consultar el documento completo y conocer los resultados de la contaminación por este tipo de industria en los países arriba mencionados, visitar la página: 1

3 Resumen ejecutivo El uso de equipos electrónicos es amplio en la sociedad de hoy en día. Estos bienes de consumo, desde teléfonos celulares hasta computadoras de escritorio y portátil forman parte de la vida cotidiana de muchas personas, y en apariencia tienen una imagen impecable comparada con la de otros muchos bienes de consumo. Sin embargo, ocultan una realidad un tanto distinta. En los últimos años ha crecido la preocupación acerca del uso de químicos y sustancias peligrosas en equipos electrodomésticos, principalmente por el impacto que tienen en la salud humana y el medio ambiente, debido a su uso y desecho final o reciclaje, pero no se ha puesto tanta vigilancia a los impactos que dichas sustancias provocan durante su fabricación. La demanda de recursos de esta industria es alta, en términos de la utilización de químicos, energía y agua. Resalta el caso de la fabricación de tarjetas de circuito impreso (PWB, por sus siglas en inglés) y la manufactura de chips semiconductores, puesto que el proceso usado en ambos es muy complejo y químicamente intenso. Muchos de los químicos empleados en su fabricación no forman parte del producto final (por ejemplo, solventes). Por ello, hay preocupaciones sustantivas respecto al uso de muchos químicos utilizados en esta industria, tanto por la potencial exposición en el lugar de trabajo, así como por las consecuencias ambientales de su liberación a corrientes residuales. Los aparatos electrónicos, como las computadoras, tienen una fabricación increíblemente compleja que utiliza una gran variedad de componentes diversos. Por lo que la fabricación de un producto individual puede realmente ser un proceso global, con componentes fabricados en numerosas instalaciones especializadas en diferentes países, antes de su ensamblaje para obtener el producto final. Este estudio pretende subrayar la contaminación ambiental resultante de la fabricación de equipos electrónicos, como computadoras. No pretende ser una investigación exhaustiva de la industria electrónica, sino un intento para obtener un mejor entendimiento de los desechos químicos liberados en el ambiente por 3 de los sectores más importantes de esta industria: fabricación de tarjetas de circuito impreso, fabricación de chips semiconductores y, ensamble de componentes electrónicos. Para cada uno de los sectores se investigaron maquiladoras y parques industriales de producciones electrónicas en cuatro países distintos, como se puede ver en la siguiente tabla: 2

4 País Instalación/Fábrica Sector de fabricación China Compaq Fabricación de PWB China Fortune Fabricación de PWB Tailandia Elec & Eltek (EETH) Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Navanakorn Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Bangpa-in; CKL Electronics Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Hi-Tech; KCE Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Rojana; PCTT Fabricación de PWB Filipinas Gateway Business Park (parque industrial de actividad mixta) Fabricación de chips semiconductores Filipinas On Semicon Fabricación de chips semiconductores Filipinas Cavite Export Processing Zone, CEPZA; parque Fabricación de chips industrial de actividad mixta semiconductores México Kemet Fabricación de chips semiconductores México Sanyo Video, Tijuana Ensamble (TV & LCD) México Sony, Tijuana Ensamble (TV & LCD) México Parque Integral Flextronics, Guadalajara Ensamble de componentes México Jabil, Guadalajara Ensamble de componentes México Solectron, Guadalajara Ensamble de componentes México Sanmina-SCI planta 3, Guadalajara Ensamble de componentes México HP, Guadalajara Ensamble (PC y otros componentes) México Sitio IBM, Guadalajara Ensamble (PC y otros componentes) Maquiladoras y parques industriales (IEs) investigados, el país en el cual se encuentran localizados y el sector de fabricación al cual pertenecen. Se analizaron distintas muestras provenientes de varios lugares, aunque no fue posible tomar todos los tipos de muestra para cada una de las maquiladoras. También se analizaron las aguas residuales descargadas y los sedimentos de las tuberías/canales de desagüe, principalmente las de las instalaciones de PWB. También se tomaron las de una planta de ensamblaje de componentes. En algunos parques industriales las aguas residuales provienen de distintas maquiladoras hacia plantas tratadoras de aguas residuales (PTARs por sus siglas en inglés). En donde fue posible, se recolectaron y analizaron aguas residuales tratadas, los sedimentos y lodos de dichas PTARs. A fin de investigar el impacto sobre los acuíferos, se tomaron muestras de dicha agua en varios lugares. En algunos casos, como en las plantas de semiconductores, no fue posible tomar muestras de agua, por lo que las investigaciones se enfocaron en su totalidad a muestras de agua subterránea tomadas de fuentes vecinas a las maquiladoras. A pesar de que este estudio tiene ciertas limitaciones debido a su enfoque general y al acceso restringido a ciertos tipos de muestras en algunos lugares, proporciona información importante acerca de la contaminación del medio ambiente, sobre todo la relacionada con industrias de las que había poca información disponible. Este estudio demuestra la naturaleza 3

5 de la contaminación ambiental debido a la fabricación de algunos componentes utilizados en equipos eléctricos y/o electrónicos en plantas de distintos países. De los sectores que se investigaron (fabricación de circuitos impresos (PWB); fabricación de chips semiconductores y el ensamblaje de componentes), se encontró evidencia de contaminación ambiental de una gran variedad de químicos, muchos de los cuales son conocidos por su utilización en la industria electrónica. Entre éstos se incluyen tanto químicos que se encuentran en los productos, así como aquellos que son usados durante el proceso de fabricación, químicos que son conocidos por su toxicidad en los humanos y por otros posibles impactos al medio ambiente. Algunos químicos se encontraron en las corrientes residuales de más de un sector, incluyendo algunos grupos de químicos tóxicos y ambientalmente persistentes: - Éteres de polibromobifenilos (PBDEs por sus siglas en ingles), ampliamente usados como retardantes de flama bromados. - Ftalatos, usados como suavizantes en plásticos (plastificadotes) - Algunos solventes clorados - Altos niveles de metales pesados Otros químicos encontrados en las muestras tomadas de las aguas residuales y de aguas subterráneas eran específicos de cada uno de los sectores fabricantes, lo que reflejó los diferentes procesos empleados en cada uno de ellos, aunque esto también puede deberse a los distintos tipos de muestras que fue posible colectar de las instalaciones de cada sector (por ejemplo, no se analizaron muestras de aguas residuales de los fabricantes de chips semiconductores debido a que no se pudieron identificar corrientes de desecho en las fábricas que se visitaron). No fue posible identificar una gran proporción de los compuestos que se aislaron de las aguas residuales descargadas y sus muestras asociadas; por tanto, se desconocen sus propiedades y posibles impactos de manera más específica. Se dispone de muy poca información acerca de las propiedades toxicológicas y ambientales de algunos químicos identificados en las aguas residuales (por ejemplo, aquellos relacionados con fotoiniciadores usados en la fabricación de PWB), esto como resultado de lo rápido que cambian tanto los procesos de fabricación así como de los químicos que se utilizan en ciertos sectores. Es por ello que aún se desconocen los posibles impactos sobre la salud humana y el medio ambiente del uso y liberación de estos químicos. En algunos parques industriales tailandeses donde se fabrican PWBs se detectó un ineficaz tratamiento de aguas residuales en las PTARs hacia las cuales éstas son descargadas. Este es el caso de muchos parques industriales donde las PTARs comunitarias reciben mezclas de desechos provenientes de varias fábricas. Aunque los procesos de tratamiento 4

6 pueden degradar ciertos químicos, no son efectivos al tratar con químicos orgánicos persistentes y metales pesados presentes en las aguas residuales. Tal como demostró este estudio, esto puede significar que tales químicos aún estén presentes en las aguas residuales ya tratadas que se descargan al ambiente. Además, la acumulación de lodos en las PTARs crea una corriente adicional de desechos contaminados con metales pesados y químicos orgánicos persistentes. Los resultados sugieren que algunos químicos usados en la fabricación de PWB (por ejemplo los compuestos relacionados con foto-iniciadores) son degradados mediante el proceso de tratamiento empleado. Sin embargo, tal tratamiento de aguas residuales no se lleva a cabo universalmente y estos químicos se encuentran en aguas residuales que se descargan directamente al medio ambiente de otras instalaciones fabricantes de PWB (como se puede apreciar tanto en Fortune como en Compaq en China). Debido a la limitada información disponible acerca de estos compuestos aún se desconocen los impactos de dichas descargas. Además de los químicos identificados en los sistemas de aguas residuales, en algunos sitios fue evidente la contaminación con químicos clorados y algunos metales pesados (por ejemplo, níquel) en los acuíferos de aguas subterránea. Muchos de estos químicos se conocen por sus distintos usos en las plantas ubicadas en los lugares donde fueron encontrados. La contaminación de las aguas subterráneas es una preocupación específica debido a que en muchos lugares, las comunidades locales utilizan este recurso como agua potable. También se encontraron tríalo métanos (THMs) en algunas muestras de agua subterránea provenientes de todos los sectores muestreados. Estos compuestos orgánicos volátiles (VOCs, por sus siglas en inglés) generalmente se forman como subproductos al desinfectar el agua con cloro, lo que es una práctica común en muchas fuentes de agua subterránea, incluyendo pozos abiertos, por lo que probablemente haya sido la causa de que éstos aparecieran en las muestras. A pesar de la complejidad global del grupo de muestras disponible, así como de los resultados obtenidos, se pudieron determinar algunos patrones de contaminación distintivos de los sectores investigados. Manufactura de tarjetas de circuito impreso (PWB) En las instalaciones de la manufactura de PWB, en donde se investigaron aguas residuales, sedimentos de las tuberías y canales de descarga, se detectó que contenían muchos químicos de importancia ambiental. Se encontraron algunos grupos de químicos a través de las redes de distribución de agua residual y PTARs, así como en las aguas residuales descargadas directamente al medio ambiente, ya sea por las PTARs o por plantas individuales. Éstas aguas incluían algunos químicos tóxicos y 5

7 persistentes, como los polibromobifeniléteres (PBDE, por sus siglas en inglés, un tipo de retardante de flama bromado) y ftalatos, así como altos niveles de algunos metales pesados. En las aguas residuales de instalaciones en China se encontraron los retardantes de flama TBBPA (tetrabromobisfenol A, usado comúnmente en los PWBs) y TPP. Ver recuadro sobre retardantes de flama. Los PBDEs se encontraron distribuidos ampliamente en aguas residuales y/o en sedimentos en todos los sitios, incluyendo en las aguas residuales que se liberan directamente en al ambiente. Aunque en muchas de las muestras se encontraron PBDEs, había diferencias relevantes en el número y cantidad, dependiendo del lugar de donde se obtuvo la muestra. Los patrones de distribución indicaron que las maquiladoras son una fuente de producción significativa de estos químicos. En la mayoría de los lugares se encontraron otros químicos específicos del sector PWB, como en las redes de aguas residuales descargadas, incluyendo los compuestos relacionados con los foto-iniciadores, así como niveles muy altos de metales pesados, incluyendo cobre, níquel y zinc. Cuadro: Retardantes de flama -Retardantes de flama son químicos que, con la finalidad de evitar que el fuego se esparza, se agregan a una gran variedad de materiales, incluyendo carcasas y componentes de varios aparatos electrónicos. Dos grupos de químicos ampliamente utilizados son los retardantes bromados de flama (que incluyen los PBDEs y el TBBPA) y los compuestos de base de fosfato (que incluyen al TPP). - PBDEs (Éteres de polibromodifenilos) son químicos ambientalmente persistentes, algunos de los cuales son altamente bioacumulativos y tienen la capacidad de interferir con el desarrollo normal del cerebro de los animales. Se sospecha que varios PBDEs son disruptores endócrinos y demuestran una habilidad para interferir con las hormonas relacionadas con el crecimiento y el desarrollo sexual. Asimismo se ha reportado que tienen efectos sobre el sistema inmunológico. -TBBPA (Tetrabromobisfenol-A) Hay evidencia de que los TBBPA pueden interferir con las hormonas tiroideas, que tienen efectos sobre el crecimiento y el desarrollo y otros estudios in vitro (pero no con organismos vivos) indican que tienen efectos potenciales en otros sistemas hormonales, el sistema inmunológico, el hígado y los riñones. Recientemente ha crecido la preocupación debido a los químicos que se forman en el ambiente por la degradación del TBBPA. - TPP (Fosfato de trifenilo) es severamente tóxico para la vida marina y es un fuerte inhibidor de un sistema de enzimas clave en la sangre humana. También puede causar dermatitis por contacto en algunas personas y es un posible disruptor endócrino. El cobre y el níquel se usan ampliamente en la fabricación de PWB. En algunos casos se utilizan otros químicos que impiden la recuperación de metales en las aguas residuales. La liberación de cobre en ambientes acuáticos puede tener un gran impacto en éstos. En las instalaciones de EETH, en Tailandia, el agua residual contenía el nivel más alto de cobre 6

8 de todos los sitios: la concentración era de casi dos veces el nivel máximo permitido para los efluentes industriales de ese país. Las muestras de agua subterránea recolectadas de lugares de fabricación de PWB generalmente no presentaban los químicos que fueron encontrados en otras muestras. Aunque usualmente en las corrientes de desecho había altos niveles de algunos metales, éstos no eran altos. Sin embargo, una muestra proveniente del parque industrial Hi-Tech en Tailandia contenía un nivel de níquel muy por encima del permitido por la Organización Mundial para la Salud (OMS) para el agua potable, con un valor cerca de 5 veces más el nivel de calidad de agua subterránea que marca dicho país. Fabricación de chips semiconductores Se encontraron químicos orgánicos volátiles (VOCs) en muestras de varios de los sitios donde se fabrican chips semiconductores. Los VOCs identificados incluían químicos clorados, usados comúnmente como solventes industriales o como agentes desgrasantes, muchos de los cuales tienen efectos tóxicos sobre el sistema nervioso central, el hígado y los riñones. La contaminación más extensa se encontró en el parque industrial de la Zona de Procesamiento de Exportaciones Cavite (CEPZA), en Filipinas, donde se encontraron VOCs clorados (etilenos y etanos) en cinco muestras de agua subterránea, las cuales fueron recolectadas cerca del centro del parque. La distribución de estos químicos en las aguas subterráneas indica la existencia de aportes industriales localizados dentro del CEPZA. En tres de las muestras, el nivel de uno o más etilenos clorados excedía los límites máximos recomendados para el agua potable establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y/o la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA). En una de las muestras el nivel de tetracloroetileno era nueve veces mayor al valor guía de la OMS y 70 veces el nivel máximo de contaminación de la EPA. La situación fue menos clara en los otros sitios. Se encontraron VOCs clorados en una de las muestras tomadas en el Parque Industrial Gateway (Filipinas). En el caso de On Semicon (Filipinas) se detectó que la contaminación más grande de agua subterránea se encontraba al sur de las instalaciones, por lo que se sospecha que una fuente aún no identificada podría ser la responsable de la contaminación. Algunas muestras asociadas con este sector contenían altos niveles de metales, principalmente zinc, aunque no se espera que éstos supongan un riesgo a la salud en el agua potable. En muchos casos, las fuentes eran 7

9 poco claras, aunque los más altos niveles parecían concentrarse alrededor de las instalaciones de On Semicon. La información proporciona una idea de la contaminación del agua subterránea de cada sitio, sin embargo, este estudio no tiene como fin el llevar a cabo una revisión exhaustiva de los acuíferos, debido al limitado número de puntos de acceso al agua subterránea en cada sitio. Claramente es necesario realizar investigaciones más detalladas acerca de los VOCs en el agua subterránea en las instalaciones de fábricas de chips semiconductores a fin de conocer la verdadera extensión de la contaminación de los acuíferos, en especial en el Parque Industrial CEPZA en Filipinas. Dado que no se pudieron recolectar muestras de los desechos de producción (tales como aguas residuales) en las instalaciones de este sector, se desconoce la naturaleza y dispersión de químicos en las corrientes de desecho. Ensamble de componentes Los sitios que se investigaron en México fueron instalaciones donde principalmente se lleva a cabo el ensamble de componentes. En la mitad de las muestras de agua subterránea que se tomaron se encontraron altos niveles de algunos metales, principalmente de níquel y zinc. Los niveles de níquel en tres de las muestras (una de ellas de un pozo adyacente a las instalaciones de Sanyo Video, en Tijuana y en 2 muestras que fueron recolectadas cerca del Parque Industrial Flextronics, en Guadalajara) estaban por encima del valor máximo de la OMS para el níquel en agua potable y el más alto era casi el doble del valor guía de la OMS. En estas muestras no se encontró contaminación con VOCs clorados. Únicamente se tomaron muestras de aguas residuales de una de las maquiladoras de manufactura y ensamble del sitio IBM en Guadalajara. En estas aguas residuales provenientes de un canal de agua pluvial se encontraron varios tipos de químicos de preocupación ambiental, entre ellos: nonilfenoles, un ftalato e indicios de niveles de 2 PBDEs (retardantes de flama bromados). Los Nonilfenoles (NP) son químicos persistentes y tóxicos para la vida acuática, además de que se pueden bioacumular. Usualmente se forman como resultado de la degradación de productos de nonilfenoles etoxilados (NPE), un grupo de químicos que se utiliza como surfactantes (detergentes). En las mismas aguas residuales también se encontró un NPE, junto con el ftalato DEHP. Los resultados de este estudio demuestran claramente que el uso de químicos peligrosos en la fabricación de equipos electrónicos tiene como resultado la contaminación del ambiente; además de que algunos de estos químicos peligrosos son persistentes y tienen la capacidad de bioacumularse. Los procesos para el tratamiento de aguas residuales no 8

10 tienen la capacidad de eliminar muchos de los químicos que se utilizan, incluyendo retardantes de flama bromados y metales pesados. En todos aquellos sitios donde se encontró contaminación de las aguas subterráneas es imprescindible que se eviten mayores descargas a los acuíferos y se lleven a cabo investigaciones in situ para determinar la extensión de la contaminación, así como para realizar una remediación. De la misma manera es necesario que se proporcionen fuentes sustentables y provisionales de agua potable en aquellos lugares donde las aguas subterráneas estén contaminadas y sean utilizadas como agua potable. A pesar de la alta demanda de recursos que necesita la industria electrónica, incluyendo una gran variedad de químicos peligrosos, a nivel mundial permanece relativamente libre de reglamentación ambiental. Esto puede, en parte, ser consecuencia de la rápida evolución y desarrollo del sector electrónico, de tal manera que la velocidad con que se introducen nuevos procesos industriales, deja muy por detrás el desarrollo de controles reguladores. En cuanto a la protección al trabajador y al medio ambiente, existen algunos signos de cambio al interior de la industria de electrónicos. La Directiva Europea sobre Restricción del uso de ciertas Sustancias Peligrosas en Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RoHs, por sus siglas en inglés) ha tenido un impacto significativo en la industria más allá de Europa y, en el caso de algunas compañías, mucho antes de su entrada en vigor, el 1º de julio de Sin embargo, esta directiva, aunque evita el uso de metales pesados (plomo, mercurio, cadmio y cromo hexavalente) y de retardantes de flama bromados como PBBS y PBDE, (con excepción para el deca-bde y algunos aplicaciones señaladas para metales), no significa el control de todos los químicos peligrosos potenciales, incluyendo otro retardante de fama bromado como el TBBPA. Además sólo trata con un foco especifico para evitar la presencia de algunos productos químicos peligrosos en los productos finales que se ponen en el mercado en la Unión Europea. Aparte de los cambios significativos que estas prohibiciones específicas requieren, es probable que RoHS solamente por sí sola tenga poco impacto en el uso de la mayoría de los productos químicos peligrosos utilizados en los procesos de fabricación, sin tomar en cuenta la eficiencia en general y la intensidad de los recursos que se utilizan en estos procesos. Lo que se requiere urgentemente es un cambio fundamental en la manera en que se conducen las compañías relacionadas con la manufactura de electrónicos, para así asegurar que los temas de uso de químicos, materias primas, exposición en el lugar de trabajo y manejo de desechos, se conviertan en parte importante de los ciclos de planeación, investigación y desarrollo de las compañías, sin tener que esperar a que 9

11 se establezcan medidas legislativas necesarias de protección. En términos tecnológicos, la manufactura de electrónicos se mantiene a la vanguardia y tiene un sólido futuro económico. No hay razón por la cual no se deba ir a la vanguardia en lo que se refiere a diseños y tecnologías limpias, sustitución de químicos peligrosos, incremento eficaz de recursos, mayor protección a la salud de los trabajadores y prevención de contaminación ambiental en las maquiladoras. En resumen, es vital que, en la inevitable carrera de avance tecnológico, la industria fabricante de electrónicos no se mantenga insensible a la necesidad absoluta de prevención de la contaminación y sustentabilidad. Comunidades atrás de maquiladoras en Tijuana. Pozo para beber agua. Tijuana. México. 10

12 1. Introducción En los últimos años se ha incrementado la preocupación por la presencia de químicos y materiales peligrosos en los equipos electrónicos y eléctricos. El interés se ha centrado particularmente en las computadoras y su equipo periférico, dado el rápido incremento en la producción mundial de dichos bienes. Los ejemplos incluyen al plomo, un metal altamente tóxico que tradicionalmente se ha usado en soldaduras eléctricas y otros materiales en la fabricación de dichos productos, y ciertos compuestos tóxicos bromados, tales como los difenil éter polibromados (PBDEs), cuyo uso como retardante, ha resultado el que se libere al ambiente. Los estudios que investigan el uso de químicos peligrosos en la industria electrónica se han enfocado en los impactos que éstos tienen sobre la salud humana y el medio ambiente por actividades de reciclaje y desecho de equipo electrónico/eléctrico obsoleto. Recientemente, Greenpeace llevó a cabo un estudio donde demostraba la contaminación ambiental y en el trabajo por actividades de reciclaje en China e India (Brigden et al. 2005); sin embargo, el uso de químicos en este tipo de productos no está restringido a aparatos viejos (ahora obsoletos). Otro estudio de Greenpeace dio a conocer la presencia de químicos peligrosos en cinco computadoras portátiles que se compraron en Europa en marzo de 2006 (Brigden & Santillo 2006). Aunque la legislación en algunos países ha prohibido o impuesto mayores controles al uso de ciertos químicos peligrosos (por ejemplo, la Directiva Europea ROHS, EC 2003) y algunas compañías hacen algunos esfuerzos por remplazar algunas sustancias peligrosas con alternativas más seguras (Cobbing 2006), estos aparatos todavía contienen algunos metales pesados tóxicos y otros químicos peligrosos. Un tema que ha recibido menor atención pública en la actualidad es el potencial impacto ambiental que tiene la manufactura de equipo electrónico/eléctrico, tanto por los químicos que quedan incorporados al producto, así como por otros químicos que se utilizan en el proceso de manufactura y que no forman parte del producto final, como son los solventes y surfactantes (Walters et al. 2006). El presente estudio se llevó a cabo a fin de investigar dichos impactos en ciertos sectores dentro de esta industria. Una computadora típica es una construcción increíblemente compleja que consiste en una gran variedad de distintos componentes, desde aquellos que se ven a simple vista como el teclado, la carcasa y la pantalla, hasta aquellos que son parte de los circuitos y el cableado interior e incluyen circuitos impresos (PWBs), semiconductores, discos duros, interfaces, cables, etc. (muchos de los cuales están constituidos a su vez por 11

13 numerosas partes individuales). La fabricación de este tipo de equipo es verdaderamente una industria mundial. Una típica computadora puede haber sido ensamblada usando miles de componentes manufacturados en plantas especializadas que pueden estar localizadas en un gran número de países. Al interior de esta industria hay muchos sectores diferentes. Por tanto, este estudio no es ni pretende ser una investigación exhaustiva de todos los aspectos de proceso de manufactura de computadoras y equipos periféricos, sino que (mediante estudio de caso) busca proporcionar una idea acerca de la contaminación ambiental producto del uso de químicos peligrosos en los tres sectores principales de esta industria, anteriormente mencionados: Fabricación de circuitos impresos (PWBs) Fabricación de chips semiconductores Ensamblaje de componentes El ensamblaje de componentes individuales en dispositivos pequeños y el producto final puede requerir el uso de surfactantes y solventes químicos como los flux y metales en soldaduras eléctricas. Históricamente las soldaduras eran aleaciones de base plomo y, aunque actualmente se están usando alternativas libres de plomo (Lau et al. 2003) se han acordado numerosos supuestos de aplicabilidad a fin de permitir el uso continuo de soldaduras de plomo de acuerdo con la Directiva europea RoHS (EC 2005). La fabricación de PWBs y chips semiconductores requiere una serie de procesos altamente complejos y químicamente intensivos ya que utiliza un amplio rango de químicos, muchos de los cuales no forman parte del producto final. Estos procesos fueron descritos con gran detalle por Walters et al. (2006) y se detallan brevemente a continuación para poner en contexto nuestro estudio. La fabricación de las tarjetas de circuito impreso (PWB) Aunque a los circuitos impresos (PWB) también se les conoce como tarjetas de circuitos (PCB), en este estudio utilizaremos el término PWB para evitar confusiones con otro uso común de las siglas PCB que se refiere a los químicos bifenilos poli clorados. Los PWBs son esencialmente circuitos complejos de cobre empotrados en una base de capas delgadas de material aislante. Usualmente las bases están hechas de compuestos de fibra de vidrio y/o resina epóxica a los que se les agregan químicos retardadores de flama. El tetrabromobisfenol- A (TBBPA), un retardante de flama bromado (BFR), es ampliamente empleado en las bases de resina epóxica. Este compuesto se adhiere químicamente al polímero, aunque en la tarjeta final quedan trazas de TBBPA que no se adhirió (Sellstrom & Jansson 1995) por lo que puede haber una lixiviación de los monómeros sin reaccionar; sin embargo, este 12

14 informe no pretende estudiar a fondo la etapa inicial de fabricación de tarjetas. La fabricación de PWBs involucra la producción de circuitos complejos de cobre sobre capas delgadas de material aislante (tarjetas). Se laminan todas las capas y se les hacen perforaciones que permitirán la comunicación eléctrica entre ellas. Posteriormente se colocan circuitos adicionales en la superficie exterior y se aplican para su terminado químico, para limpiar, fortalecer y proteger la tarjeta. Para cada capa, el trazado de circuito de cobre es producido en primer lugar bañando la materia prima con cobre. El diseño del circuito se protege temporalmente durante la siguiente etapa, que es el grabado, con una plantilla o mascara que se coloca encima del cobre y que tiene la forma del circuito deseado (utilizando técnicas fotoquímicas que se describen más abajo) y posteriormente eliminar cobre no deseado de forma selectiva de aquellos lugares donde no requiere el circuito. En la fabricación de PWB se utilizan varios procesos que requieren utilización de sustancias químicas que pueden generar una mezcla de residuos peligrosos; sin embargo, las técnicas aplicadas varían de un fabricante a otro. El proceso de creación de circuitos utiliza una fotoquímica compleja, por ejemplo, se aprovechan los cambios químicos que se generan durante la exposición a luz ultravioleta (UV). La superficie -ya limpia- de cobre primeramente es recubierta con una mezcla fotoresistente (de monómeros, fotocatalizadores) que cambia su solubilidad al ser expuesta a la luz UV. Una diversa gama de químicos orgánicos son usados como fotoresistentes. Se aplica una máscara (mapa) en el circuito trazado y al aplicársele luz UV brilla sobre la tarjeta. Se utilizan muchos procesos, pero en el más utilizado, la mezcla fotoresistente se polimeriza en contacto con la luz UV, y llegan a ser insolubles mientras que las áreas no expuestas, continúan siendo solubles. Las tarjetas se lavan utilizando un solvente apropiado, el cuál puede incluir solventes clorados, aunque ya existen sistemas a base de agua (Lau et al. 2003, Shaw et al. 1997). La solución ya usada contiene mezclas fotoresistentes disueltas y es uno de los líquidos más comunes que van a parar a las aguas residuales en la manufactura de PWB (USEPA 1995). El cobre expuesto es grabado en la superficie y el protector fotoresistente es removido en seguida utilizando otros químicos (removedores de películas) hasta llegar a un circuito de cobre terminado. Estos procesos generan una compleja composición de aguas residuales que crean desechos complejos que incluyen cobre soluble, químicos fotoreactivos y solventes. Las capas individuales se unen con resinas epóxicas gracias a calor y presión. En el PWB se perforan hoyos o vías para permitir anexar 13

15 componentes o, proveer conexión eléctrica entre las capas a través de la cubierta de cobre. El recubrimiento de las perforaciones se realiza tradicionalmente mediante un proceso para cobre sin aplicación de corriente eléctrica por electro chapado. Este proceso utiliza compuestos de cobre disueltos, formaldehídos y químicos quemantes (que pueden impedir la recuperación de metales en aguas residuales), así como otros químicos peligrosos. Por tanto, este proceso está asociado a preocupaciones ambientales muy fuertes, aunque algunos fabricantes ahora usan procesos alternativos que son menos intensos químicamente y con un menor impacto al medioambiente (Chang 1995, Hui et al. 2003). La capa final de circuito se agrega de manera similar a la empleada en las capas internas y entonces se aplican acabados de superficies a fin de evitar la oxidación de cobre y proporcionar una protección física. Estos acabados generalmente tienen base de soldaduras metálicas (ya sean de plomo-estaño o aleaciones sin plomo) y/o otros metales, incluyendo níquel y oro, que pueden involucrar el uso de compuestos de níquel soluble en agua. El proceso utilizado, incluyendo los numerosos ciclos de enjuague, resulta en una importante pérdida de metales y químicos de proceso que se incorporan en las aguas residuales. Aunque algunas plantas sí puedan recuperar algunos metales, las aguas residuales representan una fuente significativa de contaminación ambiental. (USEPA 1995). Fabricación de chips semiconductores Los chips semiconductores, o microchips, consisten en una serie compleja de componentes microscópicos basados en material semiconductor, en un área extremadamente pequeña. Estos circuitos responden mucho más rápido y utilizan menos electricidad que los circuitos tradicionales. La fabricación de los chips semiconductores involucra muchos procesos químicos que requieren grandes cantidades de sustancias químicas de proceso y agua (Walters et al. 2006); la fabricación de un chip de memoria de 2 gramos conlleva un gasto de más de 30kg de materiales, incluyendo agua (Williams et al. 2002). Debido a la naturaleza dinámica de esta industria, tanto las tecnologías usadas, los químicos y procesos empleados cambian rápidamente (Dietrich 2004). Los chips semiconductores se construyen a partir de materiales sumamente puros mediante un proceso multi escalonado que, esencialmente, involucra tres elementos básicos: las distintas capas de material aislante, el material semiconductor o conductor, y el recubrimiento de capas semiconductoras que tienen un conjunto de químicos para afinar sus propiedades eléctricas y, el dibujo de la superficie que se va elaborando a través de varios procesos de recubrimiento y grabado parecidos a los de fabricación de PWB. De esta manera se van acumulando capas de múltiples trazados de circuitos. 14

16 Estos procesos no admiten siquiera trazas de impurezas, por lo que requiere el uso de químicos (gases y solventes) muy puros y en grandes volúmenes. A pesar de que sí hay reciclaje-recuperación de productos químicos gastados, los solventes y gases recuperados pueden contener impurezas que hacen que sea prácticamente imposible lograr su limpieza total, por lo que muchas veces los residuos de solventes son incinerados (Timms 1999). El tratamiento de los os residuos de solventes generalmente lo hacen compañías contratadas para ello. En esta industria, el uso de solventes tratados con cloro genera la contaminación de aguas subterráneas en una gran número de localidades (Williams 2003). Grandes volúmenes de aguas residuales con una gran variedad de químicos, incluyendo solventes, ácidos y metales (particularmente cobre disuelto), se generan principalmente, durante los procesos de enjuague de las superficies del semiconductor o chip y en las etapas de grabado y limpieza. Los procesos utilizados en la fabricación de semiconductores también generan corriente de desechos gaseosos con una gran variedad de contaminantes peligrosos al aire. Estos pueden incluir metales pesados, compuestos perfluorinados, ácidos inorgánicos y químicos orgánicos volátiles (VOCs), algunos de los cuales son gases de efecto invernadero. A pesar de que se disminuyen los químicos en los efluentes de desechos gaseosos, se han reportado emisiones de estos al aire (Chein & Chen 2003). El uso de químicos peligrosos en esta industria ha causado preocupación por la salud de los trabajadores, especialmente acerca de los posibles impactos a largo plazo por exposición de bajo nivel a un amplio y siempre cambiante rango de sustancias químicas. Estudios epidemiológicos han subrayado el incremento en la incidencia de los efectos sobre la reproducción y ciertos cánceres (Chen et al. 2002, Clapp 2006, Hsieh et al. 2005, Schenker et al. 1995), aunque el establecer relaciones de causa-efecto para la exposición química es extremadamente difícil bajo estas circunstancias (Fowler 1999). El presente estudio no tiene como objeto ser una investigación exhaustiva de los procesos de manufactura y ensamble en la industria electrónica, sino tratar de entender mejor el impacto al medio ambiente que tienen en diversos países, la liberación de desechos químicos por los diferentes sectores de esta industria. No fue posible investigar, y por tanto comparar, el mismo sector de manufactura en cada uno de los diferentes países que se incluyen en este estudio, ni recolectar la misma cantidad de muestras en cada una de las instalaciones investigadas. Sin embargo, el estudio proporciona información relevante acerca de la contaminación ambiental en esas partes de la industria donde anteriormente no había información al respecto, principalmente de las plantas de manufactura. 15

17 En la siguiente tabla se detallan las plantas de manufactura y parques industriales en cada uno de los cuatro países donde se realizaron las muestras de agua subterránea y residual, así como las actividades de manufactura y ensamble que se llevan a cabo en cada una de ellas. País Instalación / Fábrica Sector de fabricación China Compaq Fabricación de PWB China Fortune Fabricación de PWB Tailandia Elec & Eltek (EETH) Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Navanakorn Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Bangpa-in; CKL Electronics Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Hi-Tech; KCE Fabricación de PWB Tailandia Parque industrial Rojana; PCTT Fabricación de PWB Filipinas Gateway Business Park (parquet industrial de actividad mixta) Fabricación de chips semiconductors Filipinas On Semicon Fabricación de chips semiconductors Filipinas Cavite Export Processing Zone, CEPZA; parque Fabricación de chips industrial de actividad mixta semiconductors México Kemet Fabricación de chips semiconductors México Sanyo Video, Tijuana Ensamble (TV & LCD) México Sony, Tijuana Ensamble (TV & LCD) México Parque Integral Flextronics, Guadalajara Ensamblede componentes México Jabil, Guadalajara Ensamble de componentes México Solectron, Guadalajara Ensamble de componentes México Sanmina-SCI planta 3, Guadalajara Ensamble de componentes México HP, Guadalajara Ensamble (PC y otros componentes) México Sitio de IBM, Guadalajara Ensamble (PC y otros componentes) Instalaciones y parques industriales (IEs) investigados, el país en el cual se encuentran localizados y el sector de fabricación al cual pertenecen. 16

18 2 Programa de muestreo Para cada una dos tres sectores manufactureros investigados en este estudio (Fabricación de circuitos impresos (PWBs), fabricación de chips semiconductores y ensamblaje de componentes) varias plantas dedicadas a actividades similares fueron visitadas y se recogieron diversos tipos de muestras de cada una, dependiendo de la disponibilidad y posibilidades en cada uno de los sitios. Las muestras colectadas incluyen aguas residuales, aguas subterráneas (ambas tratadas y sin tratamiento), sedimentos de canales de descarga y cuerpos de agua receptores de las aguas residuales, plantas de tratamiento de lodos y muestras de suelo. Greenpeace recogiendo muestras de agua en los canales de agua pluvial afuera del sitio de IBM. Guadalajara. México. Todas las muestras fueron recogidas y almacenadas en botellas de cristal previamente limpiadas y enjuagadas con ácido nítrico y pentano grado analítico para quitar cualquier traza de metales pesados y residuos orgánicos. Las muestras de agua residual fueron tomadas en una botella de un litro con tapón de rosca. Para aquellas muestras donde se analizarían químicos orgánicos volátiles, se utilizaron botellas de vidrio ámbar individual de 125 ml con un tapón de vidrio esmerilado. Las 17

19 muestras de sedimentos y suelo se tomaron en botellas de 100 ml. Todas las muestras se mantuvieron en frío y enviadas a los Laboratorios de Investigación de Greenpeace para su análisis. La descripción detallada de la preparación de la muestra y los procedimientos analíticos se presentan en el apéndice. 2.1 Manufactura de chips semiconductores en México Maquiladoras involucradas en la manufactura de chips de semiconductores se investigaron en tres sitios den Filipinas y uno en México, la maquiladora Kemet en Monterrey, Nuevo León. Se tomó una sola muestra de esta maquiladora, en febrero del Kemet manufactura capacitores y chips de tantalio, entre otros componentes así como otros servicios como el de laboratorio y reparación. La muestra se tomo del baño teniendo como hipótesis que proviene de una fuente subterránea, aunque se sabe que esta agua pasa por un tratamiento de purificación. Debido al lugar donde esta muestra fue adquirida, no fue posible tomar muestras directamente en un frasco de cristal ámbar con tapón esmerilado como se describió anteriormente. De cualquier manera, la muestra se recolecto en una botella de agua nueva, limpia y de plástico PET. Muestra # Fecha sitio Localización de la muestra Mexico MI Kemet Agua del grifo de un baño dentro de las instalaciones. Descripción de muestras de aguas subterráneas tomadas en México en maquiladora especializada en la manufactura de chips semiconductores. 2.2 Ensamble de componentes de computadoras: México Se investigaron varias maquiladoras de manufactura y ensamble de computadoras, periféricos y otros aparatos eléctricos en dos áreas de México: Tijuana y Guadalajara. Tijuana - Sanyo Video; ensambla televisiones con pantallas de cristal líquido (LCD) o de plasma. - Sony (instalación única); ensambla televisores con pantallas LCD o de plasma. 18

20 Guadalajara - Parque Integral Flextronics: parque industrial que alberga divisiones separadas de Flextronics donde se ensambla PWB, partes de computadora, otros aparatos electrónicos y además cuentan con instalaciones para sus proveedores. - Jabil: ensambla PWB, PCs y otros tipos de aparatos electrónicos. - Solectron: ensambla PWB, pantallas LCD y otros aparatos electrónicos - Sanmina-SCI, planta 3: ensambla componentes de computadoras. - HP: ensambla computadoras, impresoras y otros componentes electrónicos - Sitio de IBM: Hasta el momento en el que se tomaron las muestras, ensamblan laptops Thinkpads y componentes, así como subensambles para disco duro, almacenaje en cintas, software, e-server, series y otros componentes electrónicos. En estas instalaciones también se encuentran Hitachi (quien ensambla unidades de CD) y Sanmina SCI quien posee ahora el área de manufactura y ensamble de servidores y sistemas de almacenamiento. Los mapas a continuación muestran la ubicación de las ciudades en las que se encuentran las maquiladoras estudiadas en México (Tijuana, Guadalajara y Monterrey). Mapa de México donde se muestra la ubicación de las ciudades de Tijuana y Guadalajara, donde se encuentran los sitios de ensamblaje muestreados. También se muestra Monterrey, lugar donde se encuentran las instalaciones de Kemet, fabricante de chips semiconductores. 19

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