XXI ENTMME Natal-RN, novembro 2005.

RECICLAGEM DE CABOS ELÉTRICOS UTILIZADOS NA INDÚSTRIA ELETROELETRÔNICA

M.C. P.B. Araújo 1, D.C. R. Espinosa~. J.A .S. Tcnório'

I - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Escola Politécnica da Universidade de São Pau lo. Av. Prof. Mdlo Moracs, 2463. CEP 0550X-900- São Paulo-SP

E-mail: mishcnc.araujo(a)pol i. usr.br

2 Rede Temática em Engenharia de Materiais REDEMAT UFOP/CETEC/UEMCi. Praça Tiradcntcs, 20. Centro CEP 35400-000 Ouro Preto MG

E-mail: espinosa(li)usp.br

3 ·- Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais Esco la Politécnica da Universidade de São Paulo. Av. Prof. Mello Moracs. 2463. CEP 0550X-900 - São Paulo-SI'

E-mail: jtcnorio(a}usp.hr

RESUMO

O rápido crescimento da industri a clctro-eletrônica e o amadurecimento da consciência ambiental no mundo, fazem com que o gerenciamento dos equipamentos eletro-eletrônicos no final de sua vida útil, seja um caminho viável para manter o desenvolvimento neste setor. Considerando esse posicionamento, a reciclagem passou a ser uma das formas mais importantes de contribuição para a preservação ambiental evitando o desperdício de matéria-prima e de recursos naturais não-renováveis. Os resíduos clctro-clctrônicos são caracterizados pela presença de metais distribuídos cm placas de circuito imrresso, cabos clétricos c comronentcs clctrônicos cm geral. No caso da reciclagem de fios c cabos ainda persistem práticas incorretas, como a queima do plástico para aproveitamento do metal , que el imina o polimcro em vez de aproveitá-lo. Por outro lado. no rassado. apenas poucos rcc icladores separavam o PVC, mas não o reciclavam, destinando-o junto com o resíduo sólido doméstico. No presente trabalho scrú feita a aná lise de uma rota para a reciclagem e caracterização dos produtos que podem ser obtidos através do processo de reciclagem de fios e cabos obsoletos aplicados cm equipamentos da indústria cletro-eletrônica. Serão utili zadas operações unitárias de tratamento de minérios tais como: moagem, análise granulométrica. separação clctrostática dentre m1tras; objetivando ao final da pesquisa um encadeamento de operações que possibilite a scraraç~o do material polimérico-metálico.

PALAVRAS-CHAVE: reciclagem; resíduos sólidos; tios; cabos clétricns; clctro-clctrônico.

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Araújo, M.C.P.I3. , Espinosa. D. C. R. , Tenório. J .A.S

I. INTRODUÇÃO

O aumento na demanda mundial pela obtenção de artigos eletro-elctrônicos gerou o incremento na fabricação e ampli ação das linhas de produção destes produtos, além da apariçào de novas indústrias. O tempo de vida útil destes produtos varia cm função do tipo de artigo c das características de operação, por exemplo, a vida útil de um computador pessoa l é de três a cinco anos , enquanto que computadores utilizados em empresas têm uma duração média de dois anos (Urban, 2004) . Estima-se que cm 2005 um computador será obsoleto por cada novo que entre no mercado, e que entre os anos de 1997 c 2004, serão 315 milhões de computadores que se tornarão obsoletos (Realff. ('/ai .. 2004).

L: importante ressaltar que no mundo, ape nas I I 'X, dos produtos eletro-cktrônicos são reei dados, c que aproximadamente KO% dos produtos c lc tro-clctrônicos colctados nos Estados Unidos para rec iclagem. são exportados para paiscs como China, que possuem lei s ambientais menos rigorosas, que permitem o acúmulo destes produtos causando problemas no meio ambiente c na saúde humana (Puckct c Smith, 2004). Estima-se que aprox imadamente 300.000 computadores pessoais se tornam obsoletos a cada ano cm Taiwan (lcc, '-''a/., 1999).

Segundo Ogilvie ( 1997), a quantidade futura de equipamentos elctro-cletrônicos obsoletos serão de 20 kg anualmente por pessoa, dos quais 12 kg scrJo do setor de bens de consumo, 5 kg do setor industrial e 3 kg de lios c cabos.

De uma maneira geral, os tios e cabos produzidos se destinam a: fàbricação de produtos elctro-eletrônicos, construção civil , industria automotiva, múquinas, rcfrigcra.,:ão, telecomunicações e energia .

Os tipos de resíduos de lios c cabos são:

Resíduos pré-consumo: São as apams industriais originadas nas indústrias de fios c cabos:

Resíduos pós-consumo: Cierados por empresas que utilizam tios e cabos para túcr instalações de redes elétricas. telefonia ou gerados também por empresas que montam equipamentos elctro-cletrônicos, a lém dos originados durante reli>nnas. conserto de equipamentos que utilizmn os tios c cabos. c produtos cm final de vida útil quando são descartados.

A origem e estado de conscrva.,:ào (limpezas, por exemplo) dos rcs iduos detinirào o va lor de mercado c também algumas características dos produtos reciclados. Os resíduos de tios e cabos gerados antes de chegar ao consumidor são os que despertam maior interesse. tendo por isso um preço mais elevado, por se r um material gera lmente limpo c pré-selccionado, o que litcilita c ev ita duas e tapas da reciclagem, a lavagem c a secagem do PVC (Neto. 2002).

O processo de reciclagem de tios c cabos aprcscnttH;e semelhante ao rroccsso de reciclagem de outras sucatas clctro-elctrônicas. Nesse w ntcxto, o exilo para o processo de reciclagem é a liberação dos metais acoplados aos rlásticos. Segundo Zhang ( 1999), a obtenção dessa libcra.,:ãn depende da composição presente na sucata clctro­cletrônica, pois. geral mente os materiais utili zados nas mesmas apresentam uma baixa ligação interf(tcial.

De acordo com Forssbcrg ( 1997) a liberação de partículas metálicas acontece quase por completo, quando o tamanho da partícula do material moido, encontra-se abaixo de 2 mm.

A reciclagem de metai s c plásticos de resíduos cktro-dctri\nicos é uma das maiores aplicações da tecnologia de separação cletrostática ( Luga. e/ a/. , 200 I). Entre os processos de separações existentes. a scraração usando sseparador de correntes parasitas ("eddy currcnt") c um caminho cfetivo para remoção de metais não-ferrosos de resíduos municipais e industriai s (Dalmijn, 1990). Este processo é usado para separar alumínio e cobre de sucatas automobilísticas, baseado no filio de que materiais condutores são movidos por um campo magnético variável (Rem. 1997).

2. MATERIAIS E MÉTODOS

Nesta etapa usou-se um lo te de 20 kg de fios c cabos clétricos. onde I O kg ti>ram de: cabos tlcxiveis (os mais vendidos no mercado clctroclctrônico) e a outra metade foram de cabos tipo cordão paralelo (cabos encontrados cm sua maioria nos clctrodomésticos). Para a realização dos ensaios fóram utilizadas operações unitárias de tratamento

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de minérios tais como: moagem, análise gmnulométrica, separação eletrostátiea e separação em meio denso. No presente trabalho serão apresentados apenas os ensaios feitos com a análise granulométrica.

Inicialmente serão processados os fios e cabos em um moinho de facas com grelhas diferentes. Em cada tipo de grelha separam-se 3 kg para se fazer os ensaios com as operações unitárias de tratamento de minérios citadas.

Faz-se o quarteamento das amostras de cada tipo de grelha c separam-se aproximadamente 750g dos dois tipos de cabos para a realização dos en~aios. Com uma porção de IOOg (para cada tipo de cabo) do quartcamcnto da amostra de 750g correspondente a primeira etapa dos ensaios, inicia-se a análise granulométrica, onde em cada peneira as amostras foram pesadas e separadas cm metal, metal com poli mero e polímero.

Pela análise dos dados foi feito o estudo das alternativas para a reciclagem ou disposição ambientalmente correta dos produtos.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Segundo Zhang ( 1999) obtem-se a liberação dos compostos presentes em sucatas eletrônicas devido à baixa ligação intcrfacial dos materiais usados em equipamentos eletrônicos. Basicamente os materiais são unidos por fixação, inserção, soldagem e empacotamento. Por isso a energia para liberar os materiais associados como cerâmicas, vidros e metais, tendo propriedades mecânicas distintas, não é muito intensa.

Com os resultados apresentados nas figuras I e 2 observa-se que os fios e cabos depois de moidos em uma granulometria inferior a 3 mm encontram-se liberados, ou seja, o cobre e o PVC não estão ma.is agregados e em detemlinadas peneiras apresentam uma concentração maior da parte metálica, onde entre 2 e 3 mm, o cobre chega a ocupar mais de 50% cm peso da amostra total.

Análose Gnonulométrica -100g /3 mm -~o Paralelo

60

50

40

! 30

i : o

Figum 1. Análise granulométrica do cordão paralelo.

6

Abertura (mm)

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Análise Granu~trlca • 1 OOg /3 mm ·Cabo Ftexfvet

60

50

40

30

20

10

o

Figura 2. Análise granulométrica do cabo flexível.

2 3 4 5 6

Abertura (mm)

As curvas das figuras I c 2 mostram uma concentração de material na granulometria de 3mm. Observando-se o material retido nas peneiras nota-se que o cobre fica concentrado nesta faixa.

4. CONCLUSÕES

Neste trabalho foi possível obter algumas conclusões a respeito das sucatas de fios c cabos, dentre elas:

1- Para a liberação dos materiais presentes nos cabos e fios é necessário fazer-se a moagem até Jmm para que haja a completa liberação dos metais e dos polímeros.

2- O metal se concentra na fração próxima de Jmm, ficando o poli mero concentrado nas frações mais finas.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Forssberg, E.; Zhang, S. L. Mechanical separation-oricntcd characterization of electronic scrap. Resources, Conservation and Recycling, v. 21, p. 247-269, 1997.

Lee, C.; Chang, S.; Wang, K. Management ofscrap computer recycling in Taiwan. Joumal ofHazardous Materiais. v. 73, p. 209-220, Apr. 1999.

Luga, A.; Morar, R.; Dascalcseu, L. Electrostatic scparation of metais and plasties from granular industrial wastes. lec Proc.-Sci. Meas. Technology, v. 148, 2001.

Neto, M. B. A reciclagem de fios e cabos de PVC. Silo Paulo: Instituto do PVC, Set 2002. (Anigo Técnico, N• 18).

Ogilvie, S. Rccovery of wastc from electric & electronic cquipmeol: Economic & Enviroomeotal Impacts. Repor! N° Acat I 2004. Didcot, Oxfordshire, Uk: European Commission I Aea Technology. 1997.

Pucket, J .; Smith. T. Exponing Ham. The bigh-tech t.rashing of Asia. The Base! Action Nctwork (San) & Silicon Valley Toxies Coalition (SVTC). Disponível Em: <http: //www.svtc.org>. Acesso em: 11 de Nov. 2004.

RealfT, M. J.; Raymond, M.; Ammons, J. C. E- Waste: An opponunity. Materialstoday, USA, p. 40-45, Jan. 2004.

Rem, P. C. A modcl for eddy current separation. lntemational Journal Of Mineral Processing, v. 49, p. 193-200, 1997.

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Urban, A. São Paulo. Mundo Virtual: Lixo tec nológico, um problema mundial. Disponível em: <http: // www.an.com.br>. Acesso cm: I I de Nov. 2004.

Zhang, S. ; Forssberg, E. ln tel ligent libcration and classification of clcctronic scrap. Powdcr Tcchnology, v. I 05. p. 295-301 , Nov. 1999.

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