[11/10/2012] News
Dagli Usa nuovi strumenti per facilitare il riciclaggio dei monitor a schermo piatto
Presto milioni di monitor e televisori a schermo piatto diventeranno obsoleti e saranno un grave pericolo per l'ambiente, per questo i ricercatori statunitensi della Purdue University dell'Indiana stanno sviluppando strumenti per aiutare l'industria a riciclare i prodotti in modo efficiente.
Gli schermi a cristalli liquidi prodotti prima del 2009 con le lampade fluorescenti Ccfl per la retroilluminazione del display contengono mercurio, il che li rende pericolosi da smaltire o incenerire.
Fi Zhao, della School of mechanical engineering e della Division of environmental and ecological engineering della Purdue, spiega: «Nei prossimi anni, si prevede che centinaia di milioni di Lcd retroilluminati a Ccfl andranno in pensione ogni anno. La mancanza di un adeguato trattamento, questi Lcd usati potrebbe portare a gravi danni per l'ambiente».
I ricercatori della Purdue stanno lavorando per aiutare l'industria del riciclaggio dei display attraverso un nuovo progetto finanziato dal programma U.S. Environmental protection agency's people, prosperity and the planet, conosciuto come P3. Oltre a Zhao il team comprende Carol Handwerker e Reinhardt Schuhmann Jr. professore di ingegneria dei materiali, e assicura: «Produrremo attrezzature e strumenti specificamente progettati per smontare gli Lcd con costo del lavoro accettabile, mentre recupereremo i componenti di valore elevato e ridurremo rischi ambientali».
Negli Usa nel 2007 sono state prodotte più di 3 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici, solo il 13,6% è stato avviato al riciclo, mentre ben l'86,4% è finito nelle discariche o negli inceneritori. I prodotti elettronici contengono sostanze chimiche pericolose come i metalli pesanti e ritardanti di fiamma bromurati, tutti materiali che smaltiti nelle discariche possono finire nelle falde idriche e nei corsi d'acqua o diventare sostanze "super" tossiche come la diossina se vengono inceneriti male. Queste preoccupazioni ambientali hanno portato 25 Stati Usa ad approvare leggi che ordinano il riciclaggio dei rifiuti.
«Poiché molti Stati hanno leggi che vietano lo smaltimento dei rifiuti elettronici nelle discariche, gli Lcd possono essere inceneriti su larga scala da capital-intensive facilities o spediti nei Paesi in via di sviluppo - sottolinea Zhao - Nessuno di questi scenari è buono dal punto di vista della sostenibilità. L'incenerimento è costoso e si sprecano materie ed energia. L'esportazione di e-waste nei Paesi in via di sviluppo danneggia l'ambiente locale e la salute delle persone ed è contrario alla giustizia ambientale».
L'hardware di un Lcd ha in genere una durata di 10 o 20 anni, ma a causa dei rapidi progressi tecnologici dell'elettronica di consumo, i monitor e le Tv Lcd stanno diventando obsoleti molto più velocemente. Il ciclo di vita dei prodotti ormai va oltre l'obsolescenza programmata e sta accelerando perché i consumatori vogliono le ultime novità. Le indagini svolte tra i raccoglitori e i riciclatori di e-waste statunitensi indicano che monitor e televisori prodotti solo 4 o 5 anni fanno già parte dei rifiuti. Il costo elevato del riciclaggio dei rifiuti elettronici negli Usa e in Europa sta ponendo diverse sfide per la gestione della spazzatura high-tech, ma secondo i ricercatori dell'Indiana «Nuovi strumenti per smontare in modo efficiente i pannelli LCD potrebbero rendere il riciclaggio redditizio. Il riciclaggio di centinaia di milioni di schermi Lcd creerà nuove opportunità di lavoro».
Il team della Purdue University dovrebbe mostrare il suo prototipo di riciclo al National Sustainable Design Expo che si terrà nell'aprile 2013 al National Mall a Washington. Intanto, le nuove attrezzature e gli strumenti messi a punto verranno testati dai riciclatori dell'e-waste e i dati raccolti sul campo serviranno ad affinare gli strumenti saranno utilizzati per rimuovere più facilmente l'alloggiamento di un monitor e scollegare le schede dei circuiti e i telai metallici, per poi separare i filtri polarizzanti, il vetro, i cristalli liquidi, e le unità di retroilluminazione contenenti mercurio.
Un monitor Lcd comprende il telaio anteriore, quello posteriore, il telaio in metallo, i circuiti, i cristalli liquidi sottoassemblati con il driver circuit e l'unità di retroilluminazione. I patterns degli elettrodi sono costituiti da uno strato di ossido di indio stagno, o Ito. L'unità di retroilluminazione comprende un telaio, tubi fluorescenti, un prisma, un "diffusore", un riflettore ed uno strato protettivo. Il drive circuit del sottoinsieme a cristalli liquidi ha un rivestimento in oro.
Zhao sottolinea che «Una caratteristica unica è che questi nuovi strumenti consentono di accedere rapidamente alla separazione ed al recupero di pezzi di alto valore ed alle sottounità tossiche. Il prezzo dell'oro è attualmente superiore a 50 dollari al grammo e il drive circuit può contenere 1 - 2 grammi di oro».
Negli ultimi anni, la crescente domanda di Lcd e della produzione di celle solari a film sottile hanno portato il prezzo dell'indio che nel 2003 era a meno di 100 dollari al Kg, a più di 600 dollari al Kg 2011 e Zhao evidenzia che «pertanto, il recupero dell'Ito dalle lastre di vetro ha senso per il business».
Dato che i tubi fluorescenti dell'unità di retroilluminazione contengono mercurio, l'unità deve essere rimossa con attenzione e poi inviata ad un corretto smaltimento. Ma per accedere l'unità di retroilluminazione, prima deve essere rimosso il telaio anteriore. E Zhao spiega: «Sebbene posano essere utilizzati i cacciaviti per rimuovere il telaio anteriore, questo non è preferibile a causa di potenziali rischi di rompere l'unità di retroilluminazione, il che provoca il rilascio di mercurio. Per ridurre al minimo la probabilità di rottura dei tubi, stiamo sviluppando uno strumento per l'apertura. Uno strumento diverso sarà sviluppato per rimuovere il coperchio posteriore dal telaio in metallo».
Dal 2010 si sono diffusi i Tv Lcd che utilizzano diodi emettitori di luce come retroilluminazione, questi "Led-backlighted Lcds" non contengono sostanze tossiche e consumano il 20 - 30% di energia elettrica in meno rispetto alla tecnologia Ccfl, ma «Anche se i monitor Led non contengono mercurio, sono ancora rifiuti elettronici e dovranno essere riciclati - conclude Zhao - Allo stesso tempo, i monitor retroilluminati a Led contengono materiali utili che sarà conveniente recuperare».