Come il mondo sta affrontando il problema dei rifiuti elettronici?

I circuiti elettronici richiedono l'uso di diverse materie prime, dal rame per i circuiti stampati e i cavi alla plastica per gli involucri dei componenti e gli isolanti. Ma quali sono le conseguenze sociali, ambientali ed economiche legate all'approvvigionamento di questi materiali? Questo articolo si propone di far conoscere i principali problemi causati da questi materiali e il loro corretto utilizzo e riciclo.

Nei circuiti elettronici vengono utilizzati molti materiali diversi, ognuno con proprietà e caratteristiche proprie. Ci sono materiali conduttivi, come il rame, utilizzato nei cavi e nei circuiti stampati; il piombo e lo stagno, utilizzati per la saldatura dei componenti elettronici; l'oro, utilizzato sui contatti per prevenire l'ossidazione. Ci sono materiali utilizzati per i componenti elettronici, ad esempio il silicio che viene utilizzato per i semiconduttori (circuiti integrati, transistor, ...); il tantalio che viene utilizzato nei condensatori elettrolitici; il litio che viene utilizzato nelle batterie ricaricabili. Ci sono materiali plastici e altri materiali derivati dal petrolio, utilizzati in particolare per le loro proprietà isolanti e di resistenza al calore. Ad esempio, il polistirene, il polietilene tereftalato (PET) e il polivinilclorato (PVC) utilizzati per gli involucri dei componenti.

Tutti questi materiali derivano da materie prime che devono essere estratte da miniere o giacimenti di petrolio. Ma cosa significa tutto questo? Di seguito sono elencati i principali problemi sociali, ambientali ed economici legati all'approvvigionamento di queste materie prime.

Salute e sicurezza dei minatori

Le attività estrattive hanno un impatto negativo sulla salute dei minatori. L'inalazione di sostanze chimiche e polveri e il contatto diretto con i metalli pesanti portano a malattie che possono causare la morte.

Alcuni processi estrattivi sono molto pericolosi e possono causare incidenti (esplosioni, crolli) che possono ferire o uccidere i minatori.

Contaminazione del suolo e dell'acqua

Lo smaltimento improprio dell'acqua utilizzata durante il processo di estrazione porta alla contaminazione delle fonti idriche circostanti. Le sostanze tossiche presenti nelle acque reflue contaminano il suolo circostante. Anche le persone e gli animali che attingono all'acqua contaminata o si nutrono di piante provenienti da terreni contaminati sono contaminati con gravi rischi per la salute.

Consumo di energia

L'energia viene utilizzata in tutte le fasi di produzione dei metalli primari (estrazione mineraria, estrazione chimica). L'energia viene utilizzata direttamente nel processo o indirettamente per la creazione di ciò che è necessario per il processo (reagenti). La somma dell'energia diretta e indiretta dell'intero processo produttivo è l'energia incorporata del metallo. L'energia incorporata dei metalli comuni varia notevolmente, da circa 20 MJ/kg per il piombo e l'acciaio a oltre 200 MJ/kg per l'alluminio. Le fasi di trasformazione chimica sono quelle che consumano più energia.

Minerali dei conflitti

I minerali dei conflitti sono minerali estratti in una zona di conflitto e venduti per perpetuare i combattimenti. L'accesso a beni di valore può finanziare e quindi prolungare i conflitti.

L'esempio contemporaneo più importante è quello delle province orientali della Repubblica Democratica del Congo, dove vari eserciti e gruppi ribelli traggono profitto dall'estrazione mineraria contribuendo alla violenza e allo sfruttamento durante le guerre nella regione. I quattro minerali di conflitto più comunemente estratti sono la cassiterite (per lo stagno), la wolframite (per il tungsteno), il coltan (per il tantalio) e l'oro. Questi minerali sono essenziali per la produzione di apparecchiature elettroniche.

Cosa si può fare per contrastare questi problemi? Ecco alcune azioni intraprese per contrastare questi problemi.

Direttiva RoHS

La direttiva RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive), adottata nel 2003 dalla Comunità Europea, impone restrizioni sull'uso delle seguenti sei sostanze:

• piombo
• mercurio
• Cadmio
• Cromo esavalente
• Bifenili polibromurati (PBB)
• Etere di difenile polibromurato (PBDE).

Queste sostanze sono tossiche e quindi pericolose per la salute, ma sono comunemente utilizzate nell'industria elettronica.

Il piombo viene utilizzato per la saldatura dei componenti elettronici; il mercurio in alcuni interruttori e termostati; il cadmio in alcuni tipi di batterie e semiconduttori; il cromo esavalente per la protezione contro la corrosione e l'usura di alcune superfici; i bifenili polibromurati e i difenili polibromurati vengono aggiunti ai polimeri di plastica per ottenere proprietà ignifughe.

Lo scopo di questa direttiva è limitare le concentrazioni massime di queste sostanze allo 0,1% (ad eccezione del cadmio che è limitato allo 0,01%) del peso del materiale.

Direttiva RAEE

La direttiva RAEE (Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche), adottata nel 2012 dalla Comunità Europea, è strettamente legata alla direttiva RoHS e regola la gestione dei rifiuti elettrici o elettronici (E-waste). I principali problemi derivanti da questa tipologia di rifiuti sono la presenza di sostanze considerate tossiche per l'ambiente e la non biodegradabilità di questi dispositivi. Questi prodotti devono essere trattati correttamente e destinati al recupero differenziato dei materiali di cui sono composti, come Rame, Ferro, Acciaio, Alluminio, Vetro, Argento, Oro, Piombo, Mercurio, evitando così uno spreco di risorse che possono essere riutilizzate per costruire nuove apparecchiature.

I trattamenti di recupero vengono effettuati per poter separare i componenti da materiali pericolosi per la salute o per l'ambiente e per poterli smaltire correttamente. Ciò consente di procedere al recupero di tutti i componenti riutilizzabili (che possono essere riassemblati in prodotti rigenerati) e di tutti i materiali riciclabili, e infine al corretto smaltimento dei materiali non riciclabili.

Riciclaggio delle materie prime

Il riciclo delle materie prime, oltre a evitare lo spreco di risorse non infinite, consente anche un notevole risparmio energetico. Il rame, ad esempio, che è un metallo che può essere riciclato all'infinito senza perdere le sue caratteristiche, per essere estratto dalla miniera e raffinato necessita di circa 30 MJ/kg di energia. Per riciclare un chilogrammo di rame, partendo da rame "di scarto", occorre solo il 15% dell'energia originaria, ovvero circa 4,5 MJ/kg.

Norma sui minerali dei conflitti

Nel 2021 entrerà in vigore nella Comunità Europea la normativa sui minerali provenienti da zone di conflitto. Il suo scopo è quello di contribuire a contrastare il commercio di quattro minerali (stagno, tantalio, tungsteno e oro), che talvolta finanziano i conflitti armati o vengono estratti ricorrendo al lavoro forzato.

Il regolamento mira a:

• Garantire un approvvigionamento responsabile di questi materiali
• Contribuire a spezzare il legame tra conflitti e sfruttamento illegale dei minerali
• Contribuire a porre fine allo sfruttamento e agli abusi delle comunità locali e sostenere lo sviluppo locale.

Il regolamento richiede alle aziende europee che operano nella catena di approvvigionamento di garantire l'importazione dei minerali e dei metalli interessati dal regolamento esclusivamente da fonti responsabili.

Conclusioni

L'approvvigionamento, l'uso e lo smaltimento dei materiali utilizzati nell'elettronica sono problemi complessi con conseguenze sociali, ambientali ed economiche. Qualcosa è stato fatto: sono state emanate norme e direttive per ridurre gli effetti negativi.

Molto resta da fare, a partire dalla consapevolezza dell'importanza del riciclo delle materie prime fino alla ricerca di nuovi materiali sostitutivi più sostenibili.

Riferimenti

• Commissione europea: "Sistema di informazione sulle materie prime (RMIS)".
• John Rankin (2012). "Energy Use in Metal Production". CSIRO, Scienza e ingegneria dei processi, Australia.
• Istituto Europeo del Rame. "Vantaggi del riciclo del rame".
• Commissione europea. "La direttiva RoHS".
• Commissione europea. "Rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE)".
• Commissione europea. "Combattere i minerali dei conflitti".