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Una scheda madre biodegradabile

Una possibile soluzione per risolvere il problema dei rifiuti elettrici ed elettronici.

di Livia Formisani
17 marzo 2020
5 min di lettura
diLivia Formisani
17 marzo 2020
5 min di lettura

Con ben 50 milioni di tonnellate all’anno nel mondo, i rifiuti elettrici ed elettronici (e-waste) rappresentano un problema enorme – ed è una cifra che secondo le previsioni sarà più che raddoppiata entro il 2050. Poiché sono principalmente composti da plastica e metallo, il riciclo dei rifiuti elettrici ed elettronici è difficoltoso e inefficiente. Di norma, consiste nella distruzione e nell’incenerimento delle schede elettroniche per recuperare i preziosi metalli conduttivi che contengono, tra cui oro, rame, argento e stagno, in modo che possano essere riutilizzati in nuovi circuiti: un processo inquinante che comporta le emissioni di sostanze tossiche.
Essenzialmente, i rifiuti elettrici ed elettronici rappresentano uno dei peggiori problemi di progettazione al mondo. La frequenza con la quale cambiamo o aggiorniamo i nostri dispositivi mobili ha un enorme impatto sull’aumento dei rifiuti elettronici.
È proprio questo che ha spinto il designer Jack Herring a inventare Soluboard, una scheda a circuiti stampati (PCB - printed circuit board) solubile in acqua e fatta in fibra di lino. La scheda elettronica è letteralmente la “scheda madre” di ogni dispositivo elettronico. Dai tostapane ai giocattoli, dai cellulari ai sistemi di assistenza alla guida, ogni dispositivo elettronico ne contiene una. Generalmente composte da fibra di vetro e resina epossidica, queste schede contengono i componenti elettronici che consentono il funzionamento del dispositivo, collegati l’uno all’altro attraverso elementi metallici e strati conduttivi.

Biodegradabile, conveniente e non tossica

Come alternativa sostenibile per il substrato, Herring ha scelto il lino, una fibra resistente dalle proprietà meccaniche ed elettriche uniche, attualmente impiegata nel settore automotive per rinforzare porte e pannelli. Al termine del suo ciclo di vita, è sufficiente mettere Soluboard in acqua calda per farla ammorbidire e delaminare, consentendo così la facile rimozione di componenti come processori e transistori, nonché di tutti gli elementi metallici.
La PCB è completamente biodegradabile (il che significa che è compostabile) e non tossica. In linea con i requisiti di sicurezza, la fibra di lino naturale è impregnata con resina e un ritardante di fiamma per rispettare le normative UE ed eguagliare le proprietà dei materiali FR-4.
Vista l’inefficienza dell’attuale processo di riciclo delle PCB, che comporta la perdita di una notevole quantità degli stessi metalli che mira a recuperare, il riciclo risulta economicamente conveniente solo per i circuiti che contengono maggiori quantità di oro, come nel caso di computer e cellulari. Una PCB che consente un processo di riciclo più efficiente, come Soluboard, assicurerebbe anche il riciclo dei dispositivi elettronici più economici.


Una classica circuit board (PCB) appena fabbricata

L'innovazione alimenta il potenziale

L’idea alla base di Soluboard nasce dall’esperienza di Herring nell’industria del ricamo meccanico. È proprio lì che ha utilizzato per la prima volta un materiale solubile in acqua come substrato. Più avanti, nel corso di un progetto universitario, gli è stato chiesto di concentrarsi sulla riduzione di uno specifico flusso di rifiuti. Herring ha scelto quello dei rifiuti elettrici ed elettronici, il flusso in più rapida crescita al mondo, in cui le PCB costituiscono il problema principale. Da allora, sia Soluboard sia Herring sono stati nominati per svariati riconoscimenti; la prima è stata recentemente premiata nella categoria dedicata alla sostenibilità dei JEC Innovation Awards 2019.
Un cambiamento cruciale dovrà arrivare dai produttori, poiché spetta a loro riorganizzare la catena di fornitura e definire un nuovo processo di riciclo al fine di integrare Soluboard nei loro prodotti e chiudere il cerchio. Alcuni l’hanno già fatto, mentre altri si preparano al lancio del prodotto, che avverrà a metà del 2020 e inizierà nel mercato degli elettrodomestici.
“Miriamo a questo mercato perché è ben regolamentato rispetto alle modalità di raccolta e restituzione dei dispositivi, specialmente nell’UE [con i suoi] processi di smantellamento standard”, ha spiegato Herring a PCB Chat.
Per quanto riguarda il prezzo, Soluboard costerà come una normale PCB in FR-4, forse anche meno quando le aziende impareranno a sfruttare i vantaggi del prodotto nella catena di fornitura e le sue potenzialità nell’ambito di un’economia circolare — un cambio di paradigma che le aziende stanno appena iniziando ad afferrare. Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, questo cambiamento non è affatto inverosimile, poiché sono sempre di più le aziende che cominciano a comprendere i vantaggi dell’economia circolare e si impegnano a fare la propria parte per risparmiare denaro, conquistare nuovi clienti e trovare nuovi flussi di reddito. Attualmente, Soluboard sta raccogliendo finanziamenti ed è in fase di brevetto a livello globale. “È ora di assumerci la responsabilità dei nostri dispositivi elettrici ed elettronici e del loro impatto sul pianeta”, spiega Herring.

Il prossimo passo? Espandersi nel mercato statunitense, afferma Herring, e proseguire le attività di ricerca e sviluppo, concentrandosi soprattutto sulle PCB multistrato e su potenziali materiali alternativi per i substrati, come la canapa e la iuta.