Wroclaw University of Technology (logo) WEMiF: Faculty of Microsystem Electronics and Photonics (logo) LIPEC: Laboratory for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits LIPEC LIPEC

Spektakularny rozwój elektroniki w ostatnich dziesięcioleciach doprowadził do niespotykanego uzależnienia człowieka od produktów elektronicznych. W miarę wzrostu liczby nowych wynalazków i tempa wzrostu produkcji sprzętu elektronicznego powszechnego użytku maleje czas życia tego sprzętu. Powstaje pytanie: Co robić z przestarzałym sprzętem elektronicznym, który już nie spełnia naszych oczekiwań i traci na wartości? Można go albo ponownie użyć po niezbędnych naprawach i ewentualnej modernizacji, albo rozebrać i ponowne wykorzystać niektóre części w produkcji nowych wyrobów, albo rozebrać, posegregować i odzyskać niektóre materiały, które można ponownie wykorzystać, albo, w ostateczności, wyrzucić sprzęt czy jego części na wysypisko odpadów komunalnych.

Sprzęt elektroniczny nowej generacji musi byś zgodny z obowiązującymi wymaganiami rynkowymi i prawnymi dotyczącymi ochrony środowiska naturalnego. Stąd, istnieje pilna potrzeba wspomagania przedsiębiorstw sektora elektronicznego w ich rozwoju (osiąganiu zysków) poprzez podejmowanie produkcji dostosowanej do wymogów środowiska naturalnego.

Do najważniejszych wyzwań związanych z problemami ochrony środowiska, które muszą być brane pod uwagę w podejmowaniu decyzji techniczno-produkcyjnych należą:

Gospodarka materiałami i zarządzanie procesami technologicznymi

Problemy:

Do najbardziej niebezpiecznych materiałów stosowanych w dzisiejszej elektronice należą halogenki, ołów, rtęć, kadm i sześciowartościowy chrom.

Związki chlorowcowe. Pierwiastki chemiczne należące do grupy 7 układu okresowego pierwiastków, tzn. fluor F, chlor Cl, brom Br i jod I, określa się mianem halogenków.

Związki chemiczne halogenków z takimi pierwiastkami jak węgiel, wodór czy tlen są powszechnie stosowane w elektronice. Związki te w formie spolimeryzowanej, jak polichlorek winylu (PVC), polichlorek winylidenu (PVdCL) czy policzterofluoroetylen (PTFE) są stosowane jako materiały izolacyjne w produkcji kabli, ze względu na ich plastyczność w niskich temperaturach, bardzo dobre własności elektryczne izolacji, łatwość kształtowania, niski koszt itp.

Polibromowane dwufenyle (PBB) i polibromowane etery fenylowe (PBDE) są stosowane jako środki uniepalniające tworzywa sztuczne, z których wykonuje się w elektronice obudowy elementów, laminaty, powłoki ochronne, masy zalewowe, itp.

Niektóre z tych związków są rakotwórcze. Są rozpuszczalne w tłuszczach i gromadzą się w organizmach ludzi i zwierząt. Halogenkowe środki uniepalniające stwarzają ponadto ryzyko emisji dioksyn i furanów (wysoce toksycznych związków) podczas niekontrolowanego spalania.

Izolacja PVC kabli elektrycznych niesie w sobie zagrożenie dla zdrowia ze względu na możliwość emisji rakotwórczych monomerów chlorku winylu, wydzielania dioksyn i furanów podczas przetwarzania, spalania i spopielania, czy wreszcie migracji plastyfikatorów zdolnych do uszkodzenia gruczołów wydzielania wewnętrznego. Co więcej, związki te nie poddają się recyklingowi.

Oligomerowe, halogenkowe środki uniepalniające są oligomerami bromopolistyrenowymi lub poliwęglanowymi w postacie ciał stałych. Są dodawane do tworzyw termoplastycznych. Środki te wytwarzają dioksyny podczas niekontrolowanego spalania tworzywa sztucznego.

Halogenkowe monomery uniepalniające mogą polimeryzować z innymi monomerami tworząc materiały termoutwardzalne. Nie wydzielają się z tworzywa sztucznego. Zagrożenia, które są z nimi związane, są podobne do tych, jakie niosą oligomerowe środki uniepalniające.

Ołów jest stosowany w elektronice głównie jako składnik stopów lutowniczych i jako składnik szkła balonów kineskopowych i lamp oscyloskopowych czy radarowych. Jest stosowany w następujących materiałach i procesach: stopach lutowniczych, powłokach pól lutowniczych na płytkach obwodów drukowanych, powłokach wyprowadzeń elementów elektronicznych, kontaktach sferycznych elementów i nie obudowanych struktur półprzewodnikowych, w procesach lutowania na fali i lutowaniu rozpływowego oraz w procesach naprawy zespołów elektronicznych. Istnieje nagląca potrzeba zastąpienia cynowo-ołowiowych stopów lutowniczych stosowanych w przemyśle elektronicznym przez stopy bezołowiowe. Alternatywą jest stosowanie klejów przewodzących elektrycznie w montażu zespołów elektronicznych.

Lampy obrazowe (kineskopy) są stosowane w większości odbiorników telewizyjnych i monitorów komputerowych. Ołów jest stosowany jako środek chroniący użytkowników przed szkodliwym promieniowaniem rentgenowskim. Ołów wchodzi w skład masy szklanej jako tlenek ołowiu; jest stabilny i związany.

Większość ołowiu stosowanego w elektronice trafia na wysypiska odpadów komunalnych. Istnieje w związku z tym poważne zagrożenie przedostawania się ołowiu do ujęć wody pitnej.

Rtęć. Niektóre wyroby przemysłu elektronicznego zawierają rtęć. Są to głównie energooszczędne źródła światła i wyświetlacze.

Zadania:

Gospodarowanie zasobami naturalnymi

Problemy:

Zadania:

Ochrona miejsca pracy

Problemy:

Przemysł elektroniczny musi zaakceptować i wcielić w życie obowiązujące procedury ograniczania zagrożeń w miejscu pracy, obejmujące wyeliminowanie ryzyka, techniczne środki kontroli, administracyjne środki kontroli i środki ochrony osobistej. Muszą też zostać przyjęte procedury postępowania i sposoby nadzoru nad projektami, biorące pod uwagę ergonomię i robotykę, w celu ułatwienia obsługi urządzeń i zapobieganiu błędnej obsłudze tych urządzeń. Ponadto musi być brane pod uwagę promieniowanie elektromagnetyczne, które ma istotny wpływ na zdrowie człowieka.

Zadania:

Projektowanie proekologiczne

Problemy:

Przez projektowanie proekologiczne rozumie się systematyczne uwzględnianie wymogów środowiska naturalnego w projektowaniu sprzętu elektronicznego. Umożliwia to uwzględnienie problemów ochrony środowiska już we wczesnym etapie projektowania krytycznych procesów technologicznych. Istotnym wyzwaniem jest rozwijanie metod oceny wpływu materiałów, procesów i produktów elektronicznych na środowisko. Jedną z technik, która ma powyższe na celu, jest Ocena Cyklu Życia (LCA).

LCA jest techniką oceny aspektów środowiskowych i potencjalnych wpływów związanych z produktem stosującą:

LCA służy do zbadania aspektów środowiskowych i potencjalnych wpływów w całym okresie życia produktu (tj. "od kołyski do grobu") począwszy od pozyskania surowców przez produkcję, użytkowanie, aż do likwidacji. Główne kategorie wpływu na środowisko wymagają rozważań obejmujących wykorzystanie zasobów, zdrowie człowieka oraz skutki ekologiczne.

Zadania:

Ponowne użycie, ponowne wykorzystanie niektórych części, recykling i odzysk materiałów

Produkty elektroniczne często zawierają materiały niebezpieczne i toksyczne, które stanowią zagrożenie dla środowiska naturalnego, jeżeli są składowane na wysypiskach odpadów lub spopielane. Alternatywą składowania na wysypiskach jest ponowne użycie produktów elektronicznych (recykling I stopnia), ponowne wykorzystanie niektórych podzespołów i elementów elektronicznych (recykling II stopnia) lub odzysk materiałów (recykling III stopnia). Każda z tych metod recyklingu zmniejsza ilość substancji toksycznych i niebezpiecznych, które mogą przedostać się z wysypisk do środowiska naturalnego.

Ponowne użycie produktów elektronicznych wydłuża ich czas życia, a przez to chroni zasoby energetyczne i surowcowe niezbędne do wytworzenia nowych produktów, co z kolei ogranicza zanieczyszczenie środowiska związane z produkcją i użyciem energii. Ponowne użycie produktów elektronicznych jest, z punktu widzenia ochrony środowiska, najlepszym sposobem zagospodarowania przestarzałego sprzętu elektronicznego.

Europejska Dyrektywa WEEE (Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of the 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment) reguluje podstawowe problemy recyklingu sprzętu elektronicznego i nakłada na producentów tego sprzętu obowiązek akwizycji i właściwego przetwarzania zużytego sprzętu elektronicznego. Rozpoczęła się budowa odpowiedniej infrastruktury wspierającej te działania. Począwszy od dnia 13.08.2005 koszty zbierania, przetwarzania, odzysku i bezpiecznego składowania zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego pochodzącego od użytkowników innych niż gospodarstwa domowe będą w Unii Europejskiej ponoszone przez producentów tego sprzętu. Dyrektywa ta wyznacza konieczny do osiągnięcia poziom selektywnej zbiórki produktów elektronicznych z gospodarstw domowych w wysokości 4kg na mieszkańca w ciągu roku. Państwa członkowskie zostały zobowiązane do zachęcania swoich obywateli do uczestnictwa w selektywnej zbiórce i właściwego postępowania z zużytym sprzętem elektronicznym.

Zespół Elektroniki Proekologicznej

Podczas sympozjum CARE INNOVATION'2002 (Fourth International Symposium on Eco-Efficiency and the Drive Towards Sustainability Concepts for the Electr(on)ics & Automotive Industry, Wiedeń, 25-28.11.2001) zaproponowano systematykę wiedzy dotyczącej zagadnień ekologicznych w elektronice z podziałem na następujące tematy:

Zespół Elektroniki Proekologicznej zajmuje się głównie pierwszym i ostatnim zagadnieniem z powyższej listy. Prace badawcze z zakresu nowych technologii obejmują:

Działalność edukacyjna Zespołu polega na świadczeniu usług w zakresie doradztwa technicznego i ekologicznego, a zwłaszcza na organizowaniu kursów podwyższających kwalifikacje słuchaczy w zakresie techniki montażu powierzchniowego ręcznego i automatycznego, czystych technologii lutowania i klejenia, oceny jakości, zapobiegania uszkodzeniom obwodów drukowanych wskutek wyładowań elektrostatycznych, przepięć, zanieczyszczeń i narażeń mechanicznych, technologii aparatury elektronicznej proekologicznej, gospodarki odpadami sprzętu elektronicznego w świetle obowiązujących Dyrektyw Unii Europejskiej.

Publikacje

  1. Friedel K., "Postępowanie z zużytym sprzętem elektronicznym", Recykling, 3(51), 2005
  2. Dmuchać na zimne (Jak bezpiecznie korzystać z telefonu komórkowego)", Słowo Polskie - Gazeta Wrocławska, 9.12.2004
  3. Friedel K., "Recykling sprzętu elektronicznego" Recykling, 11(47), 2004
  4. Friedel K., "Krytyczny przegląd bezołowiowych stopów lutowniczych", III Krajowa Konferencja Naukowo - Techniczna "Ekologia w Elektronice", Warszawa, 30.09 - 01.10. 2004
  5. Friedel K., Technologia lutowania spoiwami bezołowiowymi", III Krajowa Konferencja Naukowo - Techniczna "Ekologia w Elektronice", Warszawa, 30.09 - 01.10. 2004

Akty prawne związane z gospodarką odpadami sprzętu elektrycznego i elektronicznego w Polsce i w Unii Europejskiej

  1. Ustawy
  2. Rozporządzenia
  3. Programy
  4. Prawo Unii Europejskiej

Centrum Doskonałości Recyklingu Materiałów

Wroclaw University of Technology
Wybrzeze Wyspianskiego 27
50-370 Wroclaw, Poland

Tel: (+48) 71 3206216 and 3202765
Fax: (+48) 71 3211235
E-mail:

Szkolenia i konferencje

Linki

Kontakt

Dr inż. Przemysław Matkowski
Adres e-mail: