Il riciclaggio dei materiali dei LED per un’economia circolare

Jorg Zimmermann

 

Enrico Zanoni

 

 

 

 

 

 

Benchè dotati di una vita media molto maggiore rispetto ai sistemi convenzionali, anche i sistemi LED sono soggetti a guasto e sostituzione. La crescente diffusione di questi sistemi, la forte integrazione, che spesso non consente una facile sostituzione dei componenti, la rapida evoluzione delle tecnologie, che porta talora ad una rapida obsolescenza degli apparati, creeranno, in tempi relativamente brevi, il problema di come recuperare e riciclare i preziosi materiali inclusi nei sistemi di illuminazione a LED. Le attuali tecniche di riciclaggio dei rifiuti elettronici non sono in grado di svolgere questo compito.

I ricercatori del Fraunhofer Project Group Materials Recycling and Resource Strategies (IWKS) e l’Università Tecnica di Darmstadt (TUD) hanno quindi sviluppato un modello capace di prevedere la futura accumulazione di rifiuti dovuta alla sostituzione di lampade LED, e hanno individuato, come contromisura, una strategia per il loro riciclaggio [1], [2].

I ricercatori del Fraunhofer Project Group Materials Recycling and Resource Strategies (IWKS) e l’Università Tecnica di Darmstadt (TUD) hanno quindi sviluppato un modello capace di prevedere la futura accumulazione di rifiuti dovuta alla sostituzione di lampade LED, e hanno individuato, come contromisura, una strategia per il loro riciclaggio.

In aggiunta al LED, una tipica lampada retrofit include l’elettronica di alimentazione e controllo, la plastica, il metallo e la ceramica delle schede, del packaging e del dissipatore di calore, assieme a materiale adesivo. Il dissipatore in alluminio corrisponde circa al 42% della massa della lampada; il corpo in plastica e le interconnessioni elettriche contribuiscono con il 21%, mentre l’elettronica e il bulbo di vetro rappresentano rispettivamente il 16% e il 15%.

I 10 LED contenuti nella lampada presa come riferimento corrispondono solo allo 0,32% della massa totale della lampada. (…) I ricercatori di IWKS e TUD stanno quindi sviluppando una procedura di riciclaggio specifica per i LED che include:

  • (a) raccolta separata delle lampade a LED e delle lampade a scarica di gas (attualmente non esiste alcuna differenziazione);
  • (b) uso della frammentazione elettroidraulica, utilizzata per separare selettivamente i materiali, sfruttando l’indebolimento delle interfacce ottenuto mediante onde d’urto, metodo che si è dimostrato molto efficace per la frammentazione di dischi rigidi o telefoni cellulari e che permette di separare i LED senza danneggiarli;
  • (c) separazione e raccolta dei materiali ed in particolare dei LED staccati dalla base metallica, utilizzando le tecniche convenzionali di setacciatura, separazione magnetica o flottazione;
  • (d) l’estrazione degli elementi preziosi all’interno dei LED; ad esempio, i fosfori possono essere separati dai materiali leganti usando solventi adeguati. (…).

Jörg Zimmermann (con Andrea Gassmann, Roland Gauss, Rudolf Stauber, Oliver Gutfleisch – Fraunhofer Project Group Materials Recycling and Resource Strategies – IWKS)

 Andrea Gassmann, Heinz von Seggern (con Heinz von Seggern e Oliver Gutfleisch – Technische Univeristät Darmstadt -TUD)

Roland Gauss, Rudolf Stauber, Oliver Gutfleisch, Enrico Zanoni (Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università di Padova)

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[1] J. Zimmermann, A. Gassmann, H. von Saggem, R. Gauss, R. Stauber, and O. Gutfleisch, “LEDRecycling for Circular Economy,” in Proceeding of LED Professional Symposium 2016, Luger Research e.u., 2016, pp. 40–48.

[2] A. Gassmann, J. Zimmermann, R. Gauss, R. Stauber, and O. Gutfleisch, “LED Lamps Recycling Technology for a Circular Economy,” LED Prof. Rev., no. 56, p. 74, 2016

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