Laura TALENS PEIRÓ Líder en Economía Circular de ALF

Investigadora Beatriu de Pinós – Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals (ICTA) Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)

Taller Eco-innovación: ¿Es posible ecodiseñar un teléfono móvil para una

economía circular?

Caso estudio: un teléfono móvil

Elaborated from Valero Navazo et al. 2014

Elements found in mobile phones

Table periódica de los elementos

Materiales Críticos (COM 2010, 2014, 2017 de la CE)

Alta importancia económica + Alto riesgo de suministro

1 tonelada de cobre: • 210 ton de minerales • 96 m3 de agua

1 kg de oro: • 141 kg de cianuro • 1 kg de mercurio

• 200,000 GJ de energía • 260,000 ton. de agua • 18,000 ton de CO2 eq.

Un teléfono móvil: - 0.2 g de oro 52 ton. de agua + 3.6 ton. de CO2

- 1.6-1.7 g de plata

- 0.04 g de platino

Contenido

¿El diseño de los teléfonos móviles favorece la economía circular?

Análisis de la arquitectura de los teléfonos móviles (Desmontaje de muestras y recogida de datos)

¿Es económicamente viable desmontar AEEs para reparar, reutilizar y reciclar?

Introducción a DoSE-LCADB para la estimación de materiales en componentes de la placa de circuito impresas

Contenido

¿El diseño de los teléfonos móviles favorece la economía circular?

Análisis de la arquitectura de los teléfonos móviles (Desmontaje de muestras y recogida de datos)

¿Es económicamente viable desmontar AEEs para reparar, reutilizar y reciclar?

Introducción a DoSE-LCADB para la estimación de materiales en componentes de la placa de circuito impresas

¿El diseño de los teléfonos móviles favorece la economía circular?

Economía Circular

Definir estrategias para mantener mas tiempo el valor de los productos mediante mejoras en durabilidad, y en conceptos como la reutilización, remanufactura y reciclaje en la definición de producto:

Mejorar la vida útil de productos

Mejorar la vida útil de productos

Productos Servicios

Economía Circular Ecodiseño

Desmaterialización Multifunción

Diseño para desmontaje/modularidad

Uso de materiales reciclados

http://mediambient.gencat.cat/web/.content/home/ambits_dactuacio/empresa_i_produccio_sostenible/estrategia_ecodisseny/cataleg_ecodisseny_catalunya/2016-cataleg-ecodisseny_CAT-ENG.pdf

Ejemplo: un teléfono móvil

Material previo:

- Conocimiento sobre componentes en PCBs de teléfonos móviles

Material clase:

- Pie de rey

- Juego destornilladores (PH000; Torx8-10)

- Ordenador con Microsoft office y acceso a internet

1. Descripción del equipo

Tipo, Marca, Modelo, año producción, dimensiones y masa

2. Procedimiento de desmontaje

- Descripción de tareas y herramientas necesarias

- Esquema de desmontaje: diagrama que permite identificar la complejidad de la arquitectura del producto

3. Estimación de tiempos con eDim

Análisis sobre la arquitectura de productos

Evaluacion CILCA2019.xls

Esquema CILCA2019.pptx

Vanegas et al. 2018. Ease of disassembly of products to support circular economy strategies. Resources, conservation and recycling. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.06.022

2. Procedimiento de desmontaje: tareas

Presionar Arrancar (pegatina)

Destornillar

Cortar cable

Análisis sobre la arquitectura de productos

Aflojar adhesivo

Desconectar Retirar

Posicionamiento

Identificación

Manipulación

Cambio de herramientas

2. Procedimiento de desmontaje: herramientas

Análisis sobre la arquitectura de productos

2. Actividades y herramientas

Spudger

Pinzas

Cuchilla/cutex

Ventosas

Pistola de calor

Alicates Tijeras

Destornillador

Palanca

Tareas Descripción

Identificación Visible son > 0.05 mm2

Ocultos son < 0.05 mm2

Manipulación Manipular el producto para acceder o identificar un conector para desconectarlo, por ejemplo, voltear el

producto

Posicionamiento Colocar la herramienta en relación con el cierre antes del proceso de desconexión real, por ejemplo,

colocar un destornillador en la parte superior de un tornillo.

Desconexión Tornillo D<= 6 mm mediante herramienta eléctrica

Levantar (fuerza < 5N)

Arrancar (fuerza manual < 5N) (p.e pegatina)

Tirar (fuerza manual < 5N)

Presionar pestaña

Retirar adhesivos

Cortar cable

Retirar Quitar los componentes desconectados y ponerlos en contenedores.

Cambio de

herramienta

Recoger y / o volver a colocar una herramienta, incluida la adaptación o preparación de la herramienta

para su uso.

Análisis sobre la arquitectura de productos

2. Procedimiento de desmontaje: tareas

Evaluacion CILCA2019.xls

2. Procedimiento de desmontaje: esquema de desmontaje

Componente 1

Componente 2

Componente 3

Componente 4

Componente 5

Numero de fijaciones

Numero de operationes para separar la parte

L0

L1

L2

L3

Análisis sobre la arquitectura de productos

Esquema CILCA2019.pptx

Tareas Descripción Tiempo

(segundos)

Identificación Visible son > 0.05 mm2 0

Ocultos son < 0.05 mm2 3,6

Manipulación Manipular el producto para acceder o identificar un conector para

desconectarlo, por ejemplo, voltear el producto 1,8

Posicionamiento

Colocar la herramienta en relación con el cierre antes del proceso de

desconexión real, por ejemplo, colocar un destornillador en la parte

superior de un tornillo.

1,4

Desconexión Tornillo D<= 6 mm mediante herramienta eléctrica 1,1

Levantar (fuerza < 5N) 0,4

Arrancar (fuerza manual < 5N) (p.e pegatina) 0,4

Tirar (fuerza manual < 5N) 0,4

Presionar pestaña 0,8

Retirar adhesivos 2

Cortar cable 1,1

Retirar Quitar los componentes desconectados y ponerlos en contenedores. 1,4

Cambio de herramienta Recoger y / o volver a colocar una herramienta, incluida la adaptación

o preparación de la herramienta para su uso. 1,4

3. Estimación de tiempos eDIM

Análisis sobre la arquitectura de productos

eDIM = identificación + manipulación + posicionamiento + desconexión + retirar + cambio de herramientas

Evaluacion CILCA2019.xls

Tapa Trasera

Carcasa trasera

PCB

Carcasa delantera

Teclado

L0

L1

L2

L3

4

Bateria 3

2 5

1

1

5

Carcasa càmara 4

Módulo altavoces 2

Marco pantalla

altavoces

5

Pantalla LCD 2

5

L4

L5

L6

L7

# Numero de fijaciones

Numero de operationes para separar la parte

Partes objetivo

#

Nivel Parte del producto #Tarea Descripción de la tarea #Operacion Descripción de la operación Herramientas Connector Connector #conectores Tiempo (s) Tiempo Coste (€)

0 Tapatrasera 1 Manipulacion 1 Manipularelproductoparaaccederoidentificarunconectorparadesconectarlo,porejemplo,voltearelproductoManos 1,8 0,005

2 Desconexion 2 Snap-fit(presionar) Manos 0,8 0,002

3 Desconexion 3 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

4 Retirar 4 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

1 Bateria 5 Manipulacion 1 Manipularelproductoparaaccederoidentificarunconectorparadesconectarlo,porejemplo,voltearelproductoManos 1,8 0,005

6 Desconexion 2 Snap-fit(presionar) Manos 0,8 0,002

7 Retirar 3 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

1 Carcasacámara 8 Identificacion 1 Visibleson>0.05mm2 Manos 0 0,000

9 Posicionamiento 2 Colocarlaherramientaenrelaciónconelcierreantesdelprocesodedesconexiónreal,porejemplo,colocarundestornilladorenlapartesuperiordeuntornillo.Palanca 1,4 0,00410 Desconexion 3 Levantar(fuerza<5N) Palanca 0,4 0,001

11 Retirar 4 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

2 Carcasadelantera 12 Manipulación 1 Visibleson>0.05mm12 Manos 0 0,000

13 Posicionamiento 2 Colocarlaherramientaenrelaciónconelcierreantesdelprocesodedesconexiónreal,porejemplo,colocarundestornilladorenlapartesuperiordeuntornillo.Destornillador Torx 1,4 0,00414 Desconexion 3 TornilloD<=6mmmedianteherramientaeléctricaDestornillador Torx T8 2 1,1 2,2 0,007

15 Desconexion 4 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

16 Retirar 5 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 0,4 0,001

3 Teclado 17 Retirar 1 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

3 Carcasatrasera 18 Posicionamiento 1 Colocarlaherramientaenrelaciónconelcierreantesdelprocesodedesconexiónreal,porejemplo,colocarundestornilladorenlapartesuperiordeuntornillo.Destornillador Torx 0,4 0,001

19 Desconexion 2 TornilloD<=6mmmedianteherramientaeléctricaDestornillador Torx T8 5 1,1 5,5 0,016

20 Identificacion 3 Ocultosson<0.05mm2 Manos 3,6 0,011

21 Desconexion 4 Levantar(fuerza<5N) Manos 1,4 0,004

22 Retirar 5 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

4 Moduloaltavoces 23 Desconexion 1 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

24 Retirar 2 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

5 Marcopantallaaltavoces 25 Identificacion 1 Ocultosson<0.05mm2 Manos 3,6 0,011

26 Manipulacion 2 Manipularelproductoparaaccederoidentificarunconectorparadesconectarlo,porejemplo,voltearelproductoManos 1,8 0,005

27 Desconexion 3 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

28 Desconexion 4 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

29 Retirar 5 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 0,8 0,0026 PantallaLCD 30 Desconexion 1 Levantar(fuerza<5N) Manos 0,4 0,001

31 Retirar 2 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,004

7 PCB 31 Retirar 1 Quitarloscomponentesdesconectadosyponerlosencontenedores.Manos 1,4 0,00441,7 0,125

3. Esquema de desmontaje 4. Estimación de tiempos con eDim

Coste de técnico mecánico por SSD (€): 0.003 x 41.7 = 0.125 €

Análisis sobre la arquitectura de productos

Contenido

¿El diseño de los teléfonos móviles favorece la economía circular?

Análisis de la arquitectura de los teléfonos móviles (Desmontaje de muestras y recogida de datos)

¿Es económicamente viable desmontar AEEs para reparar, reutilizar y reciclar?

Introducción a DoSE-LCADB para la estimación de materiales en componentes de la placa de circuito impresas

Database of SEmiconductors and other components

¿Cuál es el valor económico de los materiales?

1. Identificación de componentes

2. Creación de inventario en DoSE https://nicodev.pythonanywhere.com

3. Resultados de contenido de materiales de la placa

4. Estimación del valor económico de la placa

¿Cuál es el valor económico de los materiales?

SSOP86

TSSOP48

TQFP64

BGA

SO8

SO8

SO8

SO6

SOT23

SO6

TQFP100

SOT2

SO6

SO8

1. Identificación de componentes

¿Cuál es el valor económico de los materiales?

Componente Tipología Buscar en DOSE Cantidad

IC BGA (12 x12) 1

IC BGA (7 x 7) IC 100 UFBGA 1

IC BGA (8 x8) 1

IC BGA (4.55 x 4.55) 1

IC BGA (3.55 x3.55) 25 VFBGA 3 x3 1

IC BGA (5.40 x 9) 1

Condensador MLCC (2.13 x1.37) CAP MLCC 2.0 x1.25 GMC21 5

Condensador TANTAL (2.92 x 3.92) CAP TAN 3.5 X 2.80 1

Resistor SMD (2.13 x 1.37) 5

….

¿Cuál es el valor económico de los materiales?

2. Creación de inventario en DoSE https://nicodev.pythonanywhere.com

Datasets on Semiconductor and Printed Circuit Boards Inventories for life

cycle assessment Software for LCA

OPEN SOURCE NON –OPEN SOURCE

OTHER DATABASES

Software for Ecodesign

Property rights of Sostenipra: http://www.sostenipra.cat

¿Cuál es el valor económico de los materiales?

MATERIALES CANTIDADES (mg) PRECIO (€/kg) VALOR ECONÓMICO (€)

Cobre (Cu) 43.622 5,980.00 0.261

Oro (Au) 0.067 37.01 2.48E-06

Plata (Ag) 28.036 420.00 0.012

Paladio (Pd) 0.009 38.82 3.49E-07

Platino (Pt) 0 22.84 0

Total 71.734 0.273

3. Resultados de contenido de materiales de la placa 4. Estimación del valor económico de la placa

Práctica: análisis de teléfonos móviles

Parte 1: Diseño para la economía circular Procedimiento de desmontaje

• Estimación de coste: 0.125 €

Parte 2: Valor de los materiales en la placa de circuito impresa

Análisis de placas

• Datos en DoSE – valor económico: 0.273 €

Gràcies!

ICTA Excelencia Maria de Maetzu

Edifici Z – ICTA-ICP, carrer de les Columnes

Universitat Autònoma de Barcelona

08193 Bellaterra (Cerdanyola del Vallés)

Contacto: Laura.talens@uab.cat