Tomada con una cámara a color de alta velocidad, esta imagen muestra el efecto de descarga de pulsos en la capa de metal (Al) (color azul) así como su efecto en la capa de plástico (color naranja). Crédito:Prof. Hamid Hosano
A medida que aumenta el número de dispositivos electrónicos en todo el mundo, Encontrar métodos eficaces para reciclar los desechos electrónicos (e-waste) es una preocupación creciente. Cada año se generan alrededor de 50 millones de toneladas de desechos electrónicos y solo el 20% de ellos se recicla. La mayor parte del 80% restante termina en un vertedero donde puede convertirse en un problema ambiental. En la actualidad, El reciclaje de desechos electrónicos implica trituradoras mecánicas y baños químicos, que son caras, y mano de obra, lo cual puede causar importantes problemas ambientales y de salud cuando no se realiza correctamente. Por lo tanto, investigadores de la Universidad de Kumamoto, Japón ha estado utilizando energía pulsada (descargas eléctricas pulsadas) para desarrollar un método de reciclaje más limpio y eficiente.
Se ha demostrado que la energía pulsada tiene éxito en el procesamiento de diversos materiales de desecho, desde el hormigón hasta las aguas residuales. Para probar su capacidad para ser utilizado en el reciclaje de desechos electrónicos, Los investigadores examinaron su eficacia para separar los componentes que se encuentran en uno de los tipos más prolíficos de desechos electrónicos. CD ROM. En trabajos anteriores, demostraron que la separación completa del metal del plástico se produjo usando 30 pulsos a aproximadamente 35 J / pulso (al precio actual de la electricidad en Tokio, esta cantidad de energía cuesta alrededor de 0,4 yenes para reciclar 100 CD ROM). Para examinar el mecanismo de separación de materiales usando este método, Los investigadores realizaron más análisis observando la descarga de plasma con una cámara de alta velocidad, tomando visualizaciones schlieren para evaluar la onda de choque, y el uso de imágenes de gráficos de sombras para medir el movimiento de los fragmentos.
Las imágenes en la etapa inicial de la descarga eléctrica mostraron dos emisiones de luz distintas:azul-blanca y naranja. Estos indicaron la excitación del aluminio y los materiales plásticos protectores superiores, respectivamente. Después de que el plasma se disipó, Se podían ver fragmentos de metal y plástico alejándose de la muestra del CD ROM.
Imagen de Schlieren de la separación plástico / metal de la onda de choque inducida por la descarga eléctrica pulsada a 4,35 μs. Los fragmentos de las capas de plástico y metal (indicados por los círculos blancos) se ven claramente alejados de las puntas de los electrodos donde se ha producido la descarga eléctrica. Crédito:Prof. Hamid Hosano
Se tomaron imágenes de Schlieren durante todo el proceso y revelaron que las principales ondas de choque destructivas se desarrollaron alrededor de los dos electrodos. El choque produjo una presión de más de 3,5 MPa (aproximadamente la misma cantidad de presión que ejercerá un caballo al galope en el suelo) cerca de las puntas de los electrodos y rápidamente cayó por debajo de 0,8 MPa a 7,1 mm. En las imágenes de schlieren y shadowgraph, se observó muy claramente la dispersión del material.
"Los desechos electrónicos son quizás uno de los problemas de reciclaje de desechos más importantes que enfrentamos hoy en día debido a su naturaleza omnipresente, ", dijo el líder del estudio, el profesor Hamid Hosano." Nuestro proyecto mostró la importancia de las ondas de choque cuando se utiliza la energía de pulso para la eliminación y separación de materiales en el reciclaje de desechos electrónicos. Creemos que nuestros datos serán importantes en el desarrollo de futuros proyectos de reciclaje ".
