Composição Material dos REEE

Os REEE são um fluxo de resíduos compostos por uma ampla gama de equipamentos altamente complexos, devido à sua elevada diversidade de materiais e substâncias, mas também componentes de uma grande panóplia de formas e tamanhos (Cui e Forssberg, 2003; Barroso e Machado, 2005; Abu Bakar e Rahimifard, 2008; Martinho et al., 2012; Oguchi, 2013). As características dos REEE dificultam a estimativa dos materiais incluídos neste fluxo de resíduos, o que traz consigo dificuldades na gestão eficaz deste fluxo de resíduos, nomeadamente para os formuladores de políticas e empresas de gestão de resíduos (Widmer et al., 2005; Ongondo et al., 2011a; Araújo et al., 2012). Para contrariar esse obstáculo, os REEE devem ser separados por características específicas (Chancerel e Rotter, 2008, citado por Oguchi et al., 2013). Do mesmo modo, a separação também é útil para a gestão de substâncias perigosas na reciclagem e tratamento de REEE, devido ao facto das características contidas nos materiais tóxicos serem diferentes pelos tipos de REEE (Oguchi et al., 2013).

Os REEE são compostos por materiais como plásticos, metais ferrosos, metais não-ferrosos (incluindo metais valiosos), PCI (Placas de Circuito Interno), vidros, madeira, borracha, resíduos de papel, betão, cerâmica ou até óleos (ETCRWM, 2008). Além disso, este fluxo é conhecido pelo seu alto teor em substâncias tóxicas, sendo que segundo Widmer e colaboradores (2005), os REEE possuem mais de 1000 substâncias diferentes. Segundo este

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mesmo autor, e são várias as estimativas, a fração que engloba o grupo dos metais nos REEE é superior a 60%, enquanto que a taxa de poluentes compreende-se em 2,7%. A tabela seguinte mostra também uma estimativa dos principais materiais presentes nos REEE.

Tabela 7:Principais Materiais encontrados nos REEE (Fonte: Cui e Forssberg, 2003).

Materiais Quantidade Percentual (%)

Metais ferrosos 38

Metais não ferrosos 28

Plásticos 19

Vidro 4

Madeira 1

Outros 10

Uma outra estimativa realizada por Oguchi e colaboradores (2013) é apresentada, na Tabela 8, onde são exibidos 23 tipos de REEE com a respetiva composição material.

Tabela 8:Composição Material de 23 Tipos de REEE (Fonte: Oguchi et al., 2013).

Tipo de Equipamento

Fração em peso dos materiais (%)

Material Ferroso Material Alumínio Material Cabo de

Cobre Plástico PCI

Vidro CRT Painel Vidro Funil Vidro Frigorífico 47,6 1,3 3,4 43,7 0,5 --- --- Máquina de Lavar 51,7 2,0 3,1 35,3 1,7 --- --- Ar Condicionado 45,9 9,3 17,8 17,7 2,7 --- --- TV CRT 12,7 0,1 3,9 17,9 8,7 23,2 12,5 TV PDP 33,6 15,1 1,2 10,1 7,8 --- --- TV LCD 43,0 3,8 0,8 31,8 11,6 --- --- PC Desktop 47,2 --- 0,9 2,8 9,4 --- --- PC Notebook 19,5 2,4 1,0 25,8 13,7 --- --- VCR 52,6 4,5 2,0 24,1 15,8 --- --- Leitores/Gravadores DVD 62,5 --- 3,6 15,3 14,0 --- --- Sistema de Som 41,4 1,7 1,7 18,9 11,1 --- --- Gravador de Cassetes 35,1 0,5 3,2 46,9 10,4 --- --- Fax 33,3 1,7 6,1 49,1 12,2 --- --- Telefone --- --- 10,3 53,2 12,6 --- --- Impressora 35,5 0,2 3,2 45,8 7,4 --- --- Telemóvel 0,8 --- 0,3 37,6 30,3 --- ---

Máquina Fotográfica Digital 5,2 4,3 0,3 31,8 20,2 --- ---

Máquina de Filmar 5,0 --- 2,9 29,0 17,7 --- ---

Leitor Portátil Minidisc 16,1 6,5 3,0 26,3 15,7 --- ---

Vídeo Jogo 19,9 2,3 1,6 47,8 20,6 --- ---

Leitor de CD Portátil 0,8 --- 0,4 72,3 10,1 --- ---

Micro-ondas 71,9 0,4 4,0 6,5 4,7 --- ---

Panela Elétrica 47,8 2,2 3,0 37,0 2,0 --- --- Metais

Os metais contidos nos REEE são os materiais mais comuns e que representam maior peso total neste fluxo específico de resíduos. Estão incluídos nos metais dos REEE o alumínio, prata, arsénio, ouro, boro, bário, berílio, bismuto, cádmio, cálcio, cério, cobalto, crómio, césio, európio, ferro, gálio, germânio, háfnio, índio, irídio, potássio, lantânio, lítio, magnésio,

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manganês, molibdénio, sódio, nióbio, neodímio, níquel, chumbo, paládio, platina, rubídio, ródio, ruténio, antimónio, escândio, selénio, silício, estanho, estrôncio, tantálio, telúrio, titânio, tálio, vanádio, tungsténio, ítrio, zinco e zircónio e ligas metálicas como bronze ou aço (Oguchi et al., 2012; Menad et al., 2013; Bigum et al., 2012; Wäger et al., 2011). Os materiais valiosos nos REEE, normalmente fornecem incentivo à reciclagem, incluem metais como Cu (cobre) e metais preciosos como prata, ouro ou paládio, sendo que o último ocorre em concentrações dez vezes superiores em PCI que em minerais comercialmente vindos de minas (Betts, 2008). Oguchi e colaboradores (2013) estudaram as concentrações de metais nas placas de circuito impresso de 24 tipos de REEE (Anexo VII).

Por exemplo, uma máquina de lavar loiça contém aproximadamente um quilograma de cobre, equivalente entre dois a três pontos percentuais do peso total do equipamento, sendo que comparativamente para uma mina de cobre o conteúdo de cobre do minério é em média de 0,3 pontos percentuais (Minde e Liljeholm, 2005, citado por Luttropp e Johansson, 2010). Espera-se ainda que os preços dos metais aumentem até 15% anualmente devido ao aumento da procura, aumento da escassez na oferta e número de fornecedores limitado (Government Gazzette, 2011). Sendo assim, é importante e vantajoso a recuperação dos metais dos REEE, isto porque quando tais recursos não são recuperados, as matérias-primas têm de ser extraídas e transformadas para criar novos produtos, resultando numa perda significativa de recursos e danos ambientais inerentes à extração do minério, manufatura, transporte e uso de energia (Cui e Forssberg, 2003; Bains et al., 2006, citado por Ongondo et al., 2011a; Bohr, 2007 citado por Ongondo et al., 2011a). Cui e Forssberg (2003) traduzem e quantificam algumas vantagens com o uso de matérias-primas secundárias de ferro e aço (Tabela 9).

Para o sucesso da gestão dos REEE, é importante uma recuperação completa dos metais ferromagnéticos, metais não ferrosos, metais preciosos e não metálicos, por meio de separação mecânica e podem ser aplicáveis a nível económico e tecnológico (Menad et al., 2013). A recuperação destes metais a partir dos REEE tornou-se um negócio rentável, resultando num comércio global e transfronteiriço deste fluxo de resíduos (Widmer et al., 2005). A maioria das perdas que ocorrem na recuperação dos metais é no pré-tratamento, sugerindo que, se o pré-tratamento possa ser melhorado levando a uma redução da perda de metais preciosos, o tratamento geral e a recuperação de metais a partir dos REEE pode ser ainda mais atraente a partir do ponto de vista dos recursos e provavelmente também de um ponto de vista ambiental (Bigum et al., 2012).

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Tabela 9:Benefícios do Uso de Matérias-Primas Secundárias de Ferro e Aço (Fonte: Cui e Forssberg, 2003).

Plásticos

Os plásticos de engenharia são uma classe de materiais poliméricos que exibem excelentes propriedades mecânicas e térmicas, numa vasta gama de condições. Devido às suas características únicas, como elevada resistência ao calor, resistência mecânica, rigidez, estabilidade química e retardante de chama, estes polímeros têm muitas aplicações nos EEE. Como resultado, é gerado um grande volume deste tipo de material a cada ano a partir da deposição de equipamentos deste tipo de mercado. Os REEE podem ser classificados em mais de 15 tipos diferentes de polímeros incluindo ABS (Acrilonitrilo-butadieno-estireno), PC (Policarbonetos), PA (Poliamidas), PP (Polipropileno), PET (Poli (tereftalato de etino)), HIPS (Poliestireno de alto impacto), PS (Poliestireno), SAN (Co polímeros de estireno-acrilonitrilo), poliésteres, PU (Poliuretano), misturas de policarbonato (PC/ABS) e as misturas de HIPS/PPO (Poli (p-óxido fenileno)) bem como alguns materiais mais recentemente desenvolvidos como PSU (Polisulfona), PEK (Polietercetona), PEEK (Poli (éter éter cetona)) e poliimidas (Tarantili et al., 2010; Vilaplana e Karlsson, 2008 citado por Martinho et al., 2012). Junto com esta significativa variedade de materiais, muitos dos aditivos (tanto orgânicos como inorgânicos), também são adicionados aos plásticos, os quais são muitas vezes perigosos e que são capazes de alterar as propriedades dos materiais como a cor, o ponto de fusão, inflamabilidade e densidade, ou para fins legais (conceção ou de custos). Estes aditivos podem ser pigmentos (por exemplo: TiO2 (dióxido de titânio), ZnO (Óxido de Zinco), Cr2O3

(Óxido de Cromo (III)), Fe2O3 (Óxido de Ferro (III)), Cd (cádmio)), retardadores de chama

(muitas vezes bromados orgânicos combinados com Sb2O3 (Óxido de Antimónio (III)) ou PCB

(Bifenilos Policlorados)) e vários estabilizantes ou plastificantes (por exemplo: compostos de Ba (bário), Cd, Pb (chumbo), Sn (estanho) e Zn (zinco) ou PCB’s) (Dimitrakakis et al.,2009; Erikson e Kaley, 2011; Schlummer et al., 2007). Os aditivos para escurecer a cor são contaminantes comuns nestes plásticos quando usados em televisões CRT (Cathodic Ray Tube) e em pequenos REEE. Estes aditivos podem tornar difícil a identificação dos plásticos, juntamente com a identificação do polímero em falta e marcas de identificação dos retardantes

Benefícios Quantidade Percentual (%)

Poupanças de energia 74

Poupanças no uso de materiais virgens 90

Redução da poluição do ar 86

Redução no uso da água 40

Redução na poluição da água 76

Redução nos resíduos de extração de minério 97

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de chama. Estas desvantagens contribuem para a ineficiência do desmantelamento manual de REEE, que é típico do processo de reciclagem em Portugal (Martinho et al., 2012).

Na maioria dos casos após terminar a vida útil dos EEE, os resíduos de plásticos ainda apresentam boas propriedades. Os REEE contêm aproximadamente 18% de plásticos, principalmente PC, ABS, misturas de policarbonato, HIPS e PP (Vilaplana et al., 2009). Os polímeros à base de estireno cobrem aproximadamente metade dos plásticos presentes nos REEE (GRS Batterien 2001,2002 citado em Salhofer e Tesar, 2011). Por exemplo, para os pequenos REEE, os polímeros predominantes são ABS, PP e PS (Martinho et al., 2012). Os aparelhos de REEE com maiores quantidades de plásticos são REEE de pequenas dimensões e impressoras; Os CPU (Central Processing Unit) e grandes aparelhos de refrigeração não contêm mais de 10% de plástico (Martinho et al., 2012).

No que se refere à variedade de polímeros, os aparelhos maiores, os monitores CRT e os televisores CRT têm o menor número de diferentes polímeros, com até dez tipos diferentes, enquanto que para outros aparelhos, o número de diferentes polímeros pode ser superior a treze. No caso dos pequenos REEE, o número atinge vinte e um tipos diferentes de plásticos, mas cerca de 14% de tais polímeros não foram identificados. Para aparelhos de refrigeração, a presença de plástico é notória nos acessórios (6%), que são removidos manualmente (Martinho et al., 2012). Vários estudos têm sido realizados com vista à quantificação deste fluxo de materiais. Por exemplo, Schlummer e os restantes investigadores (2007) realizaram um estudo às percentagens de cada tipo de plásticos em 45 habitações (Gráfico 3).

Gráfico 3:Quantidades Relativas de Tipos de Plásticos identificados em 45 habitações (9 televisores e 36 monitores) (Adaptado de Schlummer et al., 2007).

A reciclagem de plásticos nos REEE é um grande desafio, principalmente por duas razões. Em primeiro lugar, a mistura de REEE contém mais de 15 diferentes tipos de polímeros e coloca a economia de qualquer reciclagem de material em questão (Menad et al., 1998;

PPO/PS ABS/PC ABS/PVC HIPS/BFR livre HIPS/BFR ABS/BFR ABS/BFR livre

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Vilaplana e Karlsson, 2008 citado por Martinho et al., 2012). Em segundo lugar, a presença de retardantes de chama bromados, incluindo PBDE (Éteres Difenílicos Polibromados) e PBB (Bifenilos Polibromados) (Richter et al., 1997; Menad et al., 1998; Riess et al., 2000; Vehlow et al., 2000), que podem causar sérios impactes ambientais, em especial na formação de substâncias carcinogénicas como PBDD/F (Dioxinas/furanos dibenzo polibromados), durante o processo de tratamento desses plásticos. Tem sido proposta a pirólise como uma via de processamento para reciclagem dos compostos orgânicos nos plásticos de REEE em matérias-primas combustíveis e substâncias químicas (Yang et al., 2013).

O conhecimento do recurso plástico é vital para um país sem recursos petroquímicos nas suas indústrias, permitindo a promoção de reciclagem e recuperação, e do seu mercado (Martinho et al., 2012). Os plásticos com maior potencial de reciclagem seriam o PS e o PC/ABS segundo Martinho et al. (2012). Deste modo, para maximizar o valor dos plásticos em REEE é necessário uma maior separação com técnicas de separação avançadas (Menad et al., 2013).

Vidro CRT

O cálculo da composição média dos REEE descartados em 2005, mostra que os CRT originários dos televisores representam 13,3% e de monitores CRT representam 8,3% (UNU, 2007). Da quantidade calculada de CRT recolhidos e tratados em 2005 nos países da UE-27 (União Europeia a 27 Estados Membros) é de 35% para monitores de CRT e 30% para televisores CRT (UNU,2007). Estima-se que na China, a cada ano, cerca de 6 milhões de televisores e 10 milhões de computadores são descartados (Xu et al., 2012). A substituição de monitores CRT por equipamentos LCD (Liquid Crystal Display) e PDP (Plasma Display Monitors) causam um rápido aumento no número de equipamentos a serem considerados como resíduos (Mostaghel e Samuelsson, 2010; Xu et al., 2012).

Os vidros CRT representam dois terços do peso de um televisor ou monitor de computador, que é composto por 85% de vidro (Andreola et al., 2005, 2007b).

A utilização do vidro CRT em fim de vida é um pouco problemática devido ao facto dos CTR normalmente serem feitos de diversos componentes de vidros divididos em 4 tipologias (vidro ou painel, cone ou funil, gargalo ou junção). Cada tipo de vidro possui propriedades e composições químicas distintas (Andreola et al., 2005). O vidro de painel é um vidro composto por bário e estrôncio; o vidro funil, é um vidro de chumbo; o vidro de junção é um vidro de esmalte com baixa temperatura de fusão e o vidro gargalo ou cone é um vidro extremamente rico em chumbo, mas também possuidor de outros elementos perigosos (Andreola et al., 2007a, 2008; Méar et al., 2006). Estudos têm revelado que os vidros funil e de gargalo são

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resíduos perigosos, enquanto que os resíduos de vidro de painel têm baixa toxicidade (Jang e Townsend, 2003; Musson et al., 2006). Por estas razões, o vidro CRT partido e misturado não pode ser reciclado como casco de vidro, na produção de vidro industrial (Andreola et al., 2008).

Nos países escandinavos a reciclagem de vidros de televisores é bastante elevada. Segundo ICER (2004), existem 5 aplicações com potencial de uso, para usar quantidades significativas de vidro como: i) Tijolos e telhas; ii) Fluxo na fabricação de tijolo e/ou cerâmica; iii) Espuma de vidro para isolamento; iv) Fabricação de novos vidros CRT e v) Material fluidificante na fundição de metal.

As operações de fundição de cobre e chumbo, de acordo com a operação prática, necessitam de uma grande quantidade de sílica. Assim, os vidros descartados podem potencialmente ser usados para substituir a sílica (UNU, 2007).