- El nuevo método de calentamiento rápido puede recuperar aproximadamente el 90% del elemento estaño.
- Los métodos de reciclaje tradicionales liberan compuestos orgánicos bromados tóxicos, lo que representa un riesgo ambiental.
- El calentamiento Joule por retención isotérmica mejora la velocidad y seguridad de la recuperación.
- Esta tecnología ayuda a proteger los recursos de estaño y a regenerar sales bromadas reutilizables.
Investigadores de la Universidad de Rice han desarrollado un nuevo método de calentamiento rápido que permite recuperar aproximadamente el 90% del estaño de los residuos plásticos electrónicos. El estaño es un elemento clave para la capacidad de retardar la flama de las carcasas de plástico, que se utilizan en dispositivos electrónicos para prevenir el riesgo de incendios eléctricos. En este nuevo método, el equipo calienta brevemente los residuos plásticos generados en el laboratorio a alta temperatura mediante calentamiento eléctrico, lo que permite que el estaño se evapore y se condense en una zona de recolección. Además, el plástico se calienta entre 392 y 932 grados Fahrenheit durante solo 9.4 milisegundos, dejando muy poco tiempo para que los compuestos orgánicos bromados se formen en compuestos tóxicos.
A nivel global, cerca del 39% del suministro de estaño se utiliza para producir plásticos retardantes de llama, la mayoría de los cuales terminan en vertederos. Se estima que para 2030, la producción global de retardantes de llama alcanzará los 82 millones de toneladas, acompañada de decenas de millones de toneladas de residuos electrónicos cada año. Esta creciente demanda representa una grave amenaza para los recursos minerales en el futuro.
Problemas de los métodos de reciclaje tradicionales
Investigadores estadounidenses han explorado cómo volver a capturar este material primordial, que se acumula en los residuos electrónicos al final de la vida útil de los dispositivos. Los métodos de reciclaje tradicionales utilizan calentamiento lento para liberar metales, lo que conlleva enormes riesgos ambientales y para la salud, ya que este tratamiento libera compuestos orgánicos bromados tóxicos, que son otro componente clave de los plásticos retardantes de llama y existen en formas difíciles de capturar. Hao-Hsin Yeh, estudiante de posgrado en la Universidad de Rice y primer autor del artículo, comentó: "Tradicionalmente, calentar plásticos libera estaño en formas volátiles y difíciles de recolectar, al mismo tiempo que genera y libera peligrosos compuestos orgánicos bromados."
También señaló que otras opciones, como el uso de ácidos fuertes, disolventes orgánicos o procesos de múltiples pasos, presentan riesgos o son poco prácticas.
Ventajas de la nueva tecnología
Según el equipo, el calentamiento lento de los materiales puede cambiar la forma de los elementos y crear nuevos compuestos que pueden ser dañinos. Al darse cuenta de que el calentamiento lento era el culpable, el equipo se volvió hacia el método de calentamiento rápido de Tour. Este método calienta rápidamente los materiales a cientos de grados Celsius en solo unos pocos milisegundos. El método mejorado se denomina calentamiento Joule por retención isotérmica, y se ajustó para la recuperación eficiente del estaño, al mismo tiempo que captura los peligrosos compuestos orgánicos bromados. "Descubrimos que los residuos plásticos retardantes de llama generados en el laboratorio, después de ser molidos, se colocan entre dos láminas de papel de carbono calentadas eléctricamente. Usamos calentamiento ultrarrápido para realizar múltiples pulsos de calentamiento sobre ellos."
comentó Hao-Hsin Yeh.
Este método expone el plástico a altas temperaturas durante solo 9.4 milisegundos, previniendo la formación de compuestos orgánicos bromados tóxicos. Los investigadores convirtieron el 83% de los bromuros en bromuros de hidrógeno, que es un valioso producto químico industrial. El tratamiento de los subproductos inorgánicos con hidróxido de sodio puede capturarlos y convertirlos en sales estables. "El calentamiento Joule por retención isotérmica puede aumentar la velocidad, seguridad y viabilidad de la recuperación de estaño de plásticos retardantes de llama desechados", dijo Tour. Después de probar el método en carcasas de fuentes de alimentación, placas de circuitos impresos y conectores eléctricos, el método tuvo éxito en varios plásticos retardantes de llama.
Este proceso no solo protege los importantes recursos de estaño, sino que también regenera sales bromadas reutilizables. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Nature Chemical Engineering.
Ítem Especificaciones Tasa de recuperación 90% Tiempo de calentamiento 9.4 milisegundos Tasa de conversión de bromuros 83%
Cómo la nueva tecnología mejora el reciclaje de residuos electrónicos
A medida que aumenta el uso de productos electrónicos, el tratamiento de residuos electrónicos se convierte en un tema importante. Los métodos de reciclaje tradicionales no solo son ineficientes, sino que también liberan sustancias tóxicas, lo que representa una amenaza para el medio ambiente. La tecnología de calentamiento rápido desarrollada por investigadores de la Universidad de Rice puede recuperar eficazmente el estaño en un corto período de tiempo y reducir la generación de sustancias nocivas, mostrando su potencial en el reciclaje de residuos electrónicos. Esta tecnología no solo protege recursos valiosos, sino que también promueve la sostenibilidad ambiental, lo que tiene una importancia significativa para el desarrollo sostenible de futuros productos electrónicos.