/ martes 26 de marzo de 2019

Ciencia y luz / Desechos electrónicos y el ambiente

Las tarjetas electrónicas y recubrimientos amigables con el ambiente

La basura o desecho electrónico es un tema de gran controversia en todos los países del mundo, debido a que algunos presentan leyes para su regulación mientras que en otros la ausencia de las mismas ocasiona problemas graves, principalmente por la gran cantidad de desechos electrónicos que son arrojados diariamente a los rellenos sanitarios, sin considerar las afectaciones a corto y largo plazo al medio ambiente.

En este sentido la problemática se enfrenta a dos vertientes, por un lado, se tiene el problema de confinamiento y reciclaje, y por otro el negocio como desperdicio comercializable. El primer caso se presenta por el contenido de productos altamente contaminantes y la falta de regulaciones para su tratamiento, mientras que el segundo caso, de la presencia legal o clandestina de la venta de materiales y piezas electrónicas1, que en su mayoría de los casos son las personas que se dedican a buscar entre los basureros las que comercializan dichos materiales.

Foto: Cortesía

México no es la excepción ya que alrededor de 300 mil toneladas pertenecientes a desechos electrónicos tienen como destino final los basureros municipales o rellenos sanitarios, teniendo un estimado de 170 mil toneladas pertenecientes solamente a televisiones análogas3.

Riesgos para la salud

Los riesgos que estos desechos electrónicos representan para la salud y al medio ambiente son inminentes debido al alto contenido de materiales tóxicos y contaminantes tales como plomo, cadmio, níquel y mercurio que, al combinarse con la lluvia, las temperaturas variables2 y otras sustancias, se convierten en agentes tóxicos para el agua, aire, suelo y personas que convergen alrededor de ellos.

Estos materiales tóxicos y contaminantes se encuentran en parte de los acabados estéticos y de protección que integran las tarjetas electrónicas, las cuales representan uno de los principales desechos electrónicos registrados en los rellenos sanitarios, y al igual que en otros componentes éstos no pueden reutilizarse y degradarse de forma natural o por medios externos. En los últimos años las empresas dedicadas a la manufactura de tecnologías, renuevan sus productos por versiones más actualizadas, esto ha provocado que la vida útil de las tarjetas electrónicas se vea reducida.

Las tarjetas electrónicas y recubrimientos amigables con el ambiente

El proceso de elaboración de las tarjetas electrónicas es muy similar al de los procesadores, en las que parte de éste se debe cubrir con químicos fotorresistentes con la finalidad de mantener todos sus componentes protegidos de agentes externos que lleguen a provocar variaciones o contingencias en la etapa de operación.

Una opción es que estos recubrimientos se elaboren utilizando materiales que sean amigables con el ambiente, para favorecer así el manejo adecuado de las tarjetas electrónicas. Este proceso puede llevarse a cabo a través de la adhesión de materiales nano estructurados capaces de repeler el agua sobre una superficie electrónica formando gotas sólidas; a este proceso se le conoce como recubrimiento hidrofóbico o recubrimiento nano estructurado.

Basado en lo anterior, se tiene como objetivo evaluar el uso de un recubrimiento hidrofóbico aplicado a tarjetas electrónicas de uso experimental, que permita su correcta adhesión como factor importante para determinar tanto el rendimiento del recubrimiento hidrofóbico como el de la misma tarjeta electrónica, obteniendo así una visualización más general sobre el tiempo de vida útil de las tarjetas electrónicas y su proceso de descomposición dentro del ambiente.

Para la obtención del recubrimiento hidrofóbico se utilizaron materiales conformados por ceras naturales y como solvente el thinner comercial. Como muestra experimental se tomaron cinco tarjetas electrónicas o PCB.

En las pruebas iniciales, se colocó sobre la superficie de las tarjetas electrónicas el recubrimiento hidrofóbico a través de una pistola de aerografía, formándose una capa muy liviana prácticamente imperceptible, con un secado rápido en todas las muestras.

A continuación, se roció un poco de agua sobre la superficie donde se colocó el recubrimiento hidrofóbico (seco en su totalidad), observándose que en la superficie se formaron gotas de agua con una apariencia uniforme la cual quedó fija a la parte superior de las tarjetas electrónicas sin que se presentarán filtraciones hacia las capas inferiores o algún inconveniente en el uso de las tarjetas electrónicas en las pruebas posteriores de la etapa de operación.

Los resultados obtenidos a través de las pruebas experimentales para las cinco muestras de tarjetas electrónicas probadas tanto en laboratorio de desarrollo e innovación como en las pruebas llevadas a cabo bajo condiciones extremas de humedad y temperatura indican que la viabilidad del recubrimiento hidrofóbico permite a las tarjetas electrónicas operen de manera adecuada y eficiente dentro de sistemas electrónicos, observándose además que no se ve afectada la resistencia de los circuitos ni ocasiona cortocircuitos dentro de sus componentes.

Este proceso de recubrimiento hidrofóbico se considera como una vía alterna para la futura fabricación de tarjetas electrónicas de vida corta haciéndolo un producto confiable con altas probabilidades de éxito, y una opción amigable para el ambiente, debido a los componentes naturales que lo conforman y que tienden a degradarse de forma adecuada.

Aunado a esto, se pretende llevar a cabo futuros experimentos que contemplen en su totalidad el uso de materiales 100% naturales para la elaboración de recubrimientos hidrofóbicos y se consideren como parte esencial en la fabricación de las tarjetas electrónicas, permitiendo la apertura a un mejor uso de los desechos electrónicos generados en México.

Para el lector interesado

1. Araiza Aguilar, J., & Escobar López, K., & Nájera Aguilar, J. (2016). Diagnóstico de generación y manejo de los residuos eléctricos y electrónicos en instituciones educativas: un caso de estudio. Ingeniería, 20 (2), 115-126.

2. Nota-INCyTU. (2018). Residuos Electrónicos. INCyTU; 008, 1-6. Disponible en: http://www.foroconsultivo.org.mx/FCCyT/incytu/8.pdf

3. Ferrater, G. (2011). La basura electrónica en México. Voces del Periodista, 1-3.

biosensing@gmail.com; frlopez@uv.mx; biologa.roxana.10@gmail.com

La basura o desecho electrónico es un tema de gran controversia en todos los países del mundo, debido a que algunos presentan leyes para su regulación mientras que en otros la ausencia de las mismas ocasiona problemas graves, principalmente por la gran cantidad de desechos electrónicos que son arrojados diariamente a los rellenos sanitarios, sin considerar las afectaciones a corto y largo plazo al medio ambiente.

En este sentido la problemática se enfrenta a dos vertientes, por un lado, se tiene el problema de confinamiento y reciclaje, y por otro el negocio como desperdicio comercializable. El primer caso se presenta por el contenido de productos altamente contaminantes y la falta de regulaciones para su tratamiento, mientras que el segundo caso, de la presencia legal o clandestina de la venta de materiales y piezas electrónicas1, que en su mayoría de los casos son las personas que se dedican a buscar entre los basureros las que comercializan dichos materiales.

Foto: Cortesía

México no es la excepción ya que alrededor de 300 mil toneladas pertenecientes a desechos electrónicos tienen como destino final los basureros municipales o rellenos sanitarios, teniendo un estimado de 170 mil toneladas pertenecientes solamente a televisiones análogas3.

Riesgos para la salud

Los riesgos que estos desechos electrónicos representan para la salud y al medio ambiente son inminentes debido al alto contenido de materiales tóxicos y contaminantes tales como plomo, cadmio, níquel y mercurio que, al combinarse con la lluvia, las temperaturas variables2 y otras sustancias, se convierten en agentes tóxicos para el agua, aire, suelo y personas que convergen alrededor de ellos.

Estos materiales tóxicos y contaminantes se encuentran en parte de los acabados estéticos y de protección que integran las tarjetas electrónicas, las cuales representan uno de los principales desechos electrónicos registrados en los rellenos sanitarios, y al igual que en otros componentes éstos no pueden reutilizarse y degradarse de forma natural o por medios externos. En los últimos años las empresas dedicadas a la manufactura de tecnologías, renuevan sus productos por versiones más actualizadas, esto ha provocado que la vida útil de las tarjetas electrónicas se vea reducida.

Las tarjetas electrónicas y recubrimientos amigables con el ambiente

El proceso de elaboración de las tarjetas electrónicas es muy similar al de los procesadores, en las que parte de éste se debe cubrir con químicos fotorresistentes con la finalidad de mantener todos sus componentes protegidos de agentes externos que lleguen a provocar variaciones o contingencias en la etapa de operación.

Una opción es que estos recubrimientos se elaboren utilizando materiales que sean amigables con el ambiente, para favorecer así el manejo adecuado de las tarjetas electrónicas. Este proceso puede llevarse a cabo a través de la adhesión de materiales nano estructurados capaces de repeler el agua sobre una superficie electrónica formando gotas sólidas; a este proceso se le conoce como recubrimiento hidrofóbico o recubrimiento nano estructurado.

Basado en lo anterior, se tiene como objetivo evaluar el uso de un recubrimiento hidrofóbico aplicado a tarjetas electrónicas de uso experimental, que permita su correcta adhesión como factor importante para determinar tanto el rendimiento del recubrimiento hidrofóbico como el de la misma tarjeta electrónica, obteniendo así una visualización más general sobre el tiempo de vida útil de las tarjetas electrónicas y su proceso de descomposición dentro del ambiente.

Para la obtención del recubrimiento hidrofóbico se utilizaron materiales conformados por ceras naturales y como solvente el thinner comercial. Como muestra experimental se tomaron cinco tarjetas electrónicas o PCB.

En las pruebas iniciales, se colocó sobre la superficie de las tarjetas electrónicas el recubrimiento hidrofóbico a través de una pistola de aerografía, formándose una capa muy liviana prácticamente imperceptible, con un secado rápido en todas las muestras.

A continuación, se roció un poco de agua sobre la superficie donde se colocó el recubrimiento hidrofóbico (seco en su totalidad), observándose que en la superficie se formaron gotas de agua con una apariencia uniforme la cual quedó fija a la parte superior de las tarjetas electrónicas sin que se presentarán filtraciones hacia las capas inferiores o algún inconveniente en el uso de las tarjetas electrónicas en las pruebas posteriores de la etapa de operación.

Los resultados obtenidos a través de las pruebas experimentales para las cinco muestras de tarjetas electrónicas probadas tanto en laboratorio de desarrollo e innovación como en las pruebas llevadas a cabo bajo condiciones extremas de humedad y temperatura indican que la viabilidad del recubrimiento hidrofóbico permite a las tarjetas electrónicas operen de manera adecuada y eficiente dentro de sistemas electrónicos, observándose además que no se ve afectada la resistencia de los circuitos ni ocasiona cortocircuitos dentro de sus componentes.

Este proceso de recubrimiento hidrofóbico se considera como una vía alterna para la futura fabricación de tarjetas electrónicas de vida corta haciéndolo un producto confiable con altas probabilidades de éxito, y una opción amigable para el ambiente, debido a los componentes naturales que lo conforman y que tienden a degradarse de forma adecuada.

Aunado a esto, se pretende llevar a cabo futuros experimentos que contemplen en su totalidad el uso de materiales 100% naturales para la elaboración de recubrimientos hidrofóbicos y se consideren como parte esencial en la fabricación de las tarjetas electrónicas, permitiendo la apertura a un mejor uso de los desechos electrónicos generados en México.

Para el lector interesado

1. Araiza Aguilar, J., & Escobar López, K., & Nájera Aguilar, J. (2016). Diagnóstico de generación y manejo de los residuos eléctricos y electrónicos en instituciones educativas: un caso de estudio. Ingeniería, 20 (2), 115-126.

2. Nota-INCyTU. (2018). Residuos Electrónicos. INCyTU; 008, 1-6. Disponible en: http://www.foroconsultivo.org.mx/FCCyT/incytu/8.pdf

3. Ferrater, G. (2011). La basura electrónica en México. Voces del Periodista, 1-3.

biosensing@gmail.com; frlopez@uv.mx; biologa.roxana.10@gmail.com

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