Los desechos electrónicos y la innovación: aprovechar su valor oculto

Junio de 2014

Por Irene Kitsara, División de Acceso a la Información y al Conocimiento de la OMPI

Los dispositivos eléctricos y electrónicos (en general, todos los productos para el hogar o la oficina que tengan un cable) que han llegado al final de su vida útil y son desechados representan el flujo de residuos que crece a mayor velocidad en el mundo. Según la iniciativa “Solución del Problema de los Desechos de Equipo Eléctrico y Electrónico” (StEP), encabezada por las Naciones Unidas, se estima que, antes de que finalice 2017, el volumen anual de desechos electrónicos habrá aumentado cerca de un 33%, hasta alcanzar 65,4 millones de toneladas, lo que equivale a 11 veces al peso de la Gran Pirámide de Guiza. El rápido desarrollo de la electrónica ha comportado muchas ventajas y oportunidades que han contribuido a una mejora de la vida.

Sin embargo, su aspecto negativo es que las proporciones y la velocidad de la innovación técnica en este ámbito (impulsada por nuestro deseo ilimitado de disponer de tecnología de la próxima generación), unidas a la popularización a escala mundial de estos dispositivos de bajo costo (la tasa de penetración de los teléfonos móviles se sitúa en el 96%), han generado una montaña de desechos electrónicos que no deja de crecer. De los 50 millones de toneladas (incluidos los frigoríficos, las computadoras, las computadoras portátiles, los teléfonos móviles, las consolas de juego, los equipos de música y los televisores) que se generan cada año en el mundo, únicamente se recicla entre un 15% y un 20%. Buena parte de los desechos electrónicos restantes acaban en países en desarrollo en los que, a menudo, su reciclado corre a cargo del sector informal, que se sirve de métodos rudimentarios que conllevan riesgos importantes para el medio ambiente y para la salud de la población local.

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Además de los imperativos ambientales y de salud ligados a la eliminación responsable de los desechos electrónicos, esta resulta aconsejable desde un punto de vista económico. Los desechos electrónicos constituyen otra fuente de metales de base y metales nobles, lo que los convierte en un producto valioso. (Fotografía: Panos/Jacob Silberberg).

Los desechos electrónicos: una mezcla compleja

A diferencia de otros tipos de desechos municipales, los desechos electrónicos contienen una mezcla compleja de materiales peligrosos y muy tóxicos y metales nobles con valor económico. Habida cuenta de que es posible encontrar hasta 60 elementos de la tabla periódica en los aparatos electrónicos complejos, se necesitan tecnologías sofisticadas para su tratamiento, a fin de lograr recuperar la mayor cantidad posible de esos recursos valiosos, reduciendo al máximo los efectos sociales o ambientales negativos. Todo ello plantea dificultades a los recicladores, pero también les brinda oportunidades.

La lista de sustancias tóxicas comprende el cadmio (Cd), presente en los tubos de rayos catódicos (TRC) de los monitores de las computadoras, y el mercurio (Hg), utilizado en las pantallas planas, además del plomo (Pb), el berilio (Be), los pirorretardantes bromados, los policlorobifenilos (PCB) y los plásticos, incluidos el policloruro de vinilo (PVC) usado en la fabricación de cubiertas, cableado y conectores. En el último decenio, los riesgos para la salud y el medio ambiente que entraña la eliminación de los desechos electrónicos, y el volumen cada vez mayor de estos, han llevado a los encargados de formular las políticas a centrarse en la adopción de prácticas más responsables para su eliminación.

Además de los imperativos ambientales y de salud ligados a la eliminación responsable de desechos electrónicos, esta resulta aconsejable desde un punto de vista económico. Cada vez está más extendida la opinión de que los desechos electrónicos representan un producto valioso. Los dispositivos electrónicos constituyen otra fuente de metales de base como el cobre (Cu) y el estaño (Sn); de metales especiales como el cobalto (Co), el indio (In) y el antimonio (Sb); y de metales nobles como la plata (Ag), el oro (Au), el paladio (Pd) y el platino (Pt). Aunque las cantidades usadas en cada dispositivo son pequeñas (por ejemplo, se utilizan 250 mg de plata en un teléfono móvil), si se piensa que las ventas mundiales de teléfonos móviles se sitúan en cientos de millones, son evidentes los beneficios económicos que pueden reportar la recuperación y el reciclado de los teléfonos móviles y otros dispositivos eléctricos y electrónicos desechados u obsoletos.

Seguimiento de la innovación relacionada con los desechos electrónicos

Con objeto de comprender mejor las tecnologías que están disponibles para el reciclado y la recuperación de desechos electrónicos, y en el marco de sus esfuerzos por promover una eliminación y un reciclado ecológicamente racionales de esos desechos, la Secretaría del Convenio de Basilea sobre el Control de los Movimientos Transfronterizos de los Desechos Peligrosos y su Eliminación solicitó hace poco el apoyo de la OMPI para la preparación de un informe de análisis de la actividad de patentamiento en el ámbito de las tecnologías relacionadas con los desechos electrónicos.

En ese informe publicado en diciembre de 2013, se presenta un amplio panorama de las tecnologías que están disponibles para el reciclado y aprovechamiento de los desechos electrónicos con arreglo a las descripciones contenidas en los documentos de patentes, con especial atención a los teléfonos móviles y el equipo informático que han llegado al final de su vida útil. En él se ofrece una instantánea de la innovación en este ámbito, se señalan las tendencias observadas en la actividad de patentamiento y se proporciona información detallada sobre el ciclo de desarrollo de esas tecnologías, la distribución geográfica de la innovación, los temas objeto de investigación y los principales actores, incluidos algunos estudios monográficos, en el campo de los desechos electrónicos y la investigación y el desarrollo conexos.

En el informe se analizan las solicitudes de concesión de patentes relacionadas con el reciclado de desechos electrónicos en las tres categorías principales siguientes: las tecnologías para el reciclado y la recuperación de ciertos materiales, como los plásticos o los metales; las fuentes de desechos electrónicos y su tratamiento (por ejemplo, las baterías, el cableado y los circuitos impresos); y los procesos y la logística necesarios para el tratamiento de desechos electrónicos como, por ejemplo, la separación magnética de desechos electrónicos.

La innovación en el ámbito de los desechos electrónicos: un asunto asiático

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Infographic: Electronic Waste Recycling PDF, Patent Landscape Report, E-Waste Recycling Technologies

Se señala en el informe que la actividad de patentamiento relacionada con los desechos electrónicos se intensificó alrededor del año 2000, experimentó una desaceleración durante un período corto y volvió a remontar en torno a 2010. El grueso de la innovación relacionada con los desechos electrónicos tiene su escenario en Asia (seguida de Europa y de los Estados Unidos de América), y las empresas japonesas de metalurgia y electrónica de consumo, como Panasonic, Hitachi y Toshiba, tienen las carteras de patentes más voluminosas y predominantes, al concentrar más del 50% del total de esa actividad. China también comienza a descollar como uno de los actores principales y su actividad de patentamiento en el ámbito de los desechos electrónicos se septuplicó en apenas 6 años. Los Estados Unidos de América representan una pequeña parte de la actividad de patentamiento, aunque esta es muy intensa en el ámbito de la recuperación de tierras raras.

Sin embargo, muchas de las solicitudes de patentes son nacionales o se presentan en una sola jurisdicción. Por ejemplo, de las 1.430 solicitudes de patentes presentadas en primer lugar en China, solo 15 se han presentado también ante otra administración de patentes. Los autores opinan que esto guarda relación con el hecho de que, como el tratamiento de los desechos electrónicos se lleva a cabo sobre todo en Asia, apenas hay necesidad de que las empresas asiáticas protejan sus tecnologías en Europa y los Estados Unidos de América.  También consideran que es un reflejo del enfoque un tanto indiscriminado del patentamiento por parte de las entidades asiáticas, puesto que los solicitantes presentan de manera más especulativa muchas más solicitudes de patentes de distintas tecnologías. Por el contrario, en Europa, el Japón y los Estados Unidos, en los que las solicitudes de patentes suelen presentarse en varias jurisdicciones, se prima el desarrollo de tecnologías específicas, sujetas a certificación y de mayor valor, para las que se necesitan regímenes de protección más amplios y más costosos.

Los desechos electrónicos: un producto valioso

Los desechos electrónicos han dejado de ser una cuestión que afecta exclusivamente al medio ambiente y a la salud pública. En el mencionado informe también se subraya la mercantilización de los desechos electrónicos y se señala el considerable aumento de la actividad de patentamiento relacionada con la recuperación de metales de tierras raras, muy valiosos (por ejemplo, el lantano, el neodimio y el praseodimio), que se emplean en los dispositivos electrónicos modernos, y también con la recuperación de metales nobles, como el oro, la plata y el platino, de la corriente de desechos electrónicos.

Los datos apuntan a que la recuperación de metales de tierras raras se está convirtiendo en un ámbito de interés, que goza de una protección amplia en muchas jurisdicciones. También ponen de manifiesto una concentración de la actividad de extracción de tierras raras en los Estados Unidos de América. En este país se ha registrado el mayor número total de familias de patentes en este sector. Esta tendencia se explica, en parte, porque China representa el 90% de la extracción primaria de metales de tierras raras, que no suelen venderse como productos básicos en el mercado abierto y están sujetos a controles de exportación estrictos. Esto último actúa como incentivo para que los principales fabricantes de productos electrónicos de los Estados Unidos de América, el Japón y Europa busquen otras fuentes para obtener las tierras raras que necesitan.  Entre 2009 y 2010, la actividad de patentamiento se duplicó con creces en este sector. En el informe también se pone de relieve la relación entre la corriente internacional de desechos electrónicos y la especialización de las entidades comerciales en los países de destino de esa corriente. Así, las solicitudes chinas de concesión de patentes en este ámbito suelen guardar relación con el desmontaje de desechos electrónicos y la separación de la corriente de desechos, y se centran en componentes electrónicos como, por ejemplo, los circuitos impresos y las baterías, lo que sugiere que la corriente de desechos electrónicos ha sido objeto de un desmontaje previo antes de su llegada a China. En el informe se señalan los tres sectores de innovación principales siguientes en el ámbito de la innovación en el tratamiento de desechos electrónicos, a saber, la descontaminación, la separación química y la extracción de metales.

Adaptar las tendencias en materia de innovación a la normativa

En el informe de análisis de la actividad de patentamiento también se señala una correlación entre los cambios en la legislación y la actividad de patentamiento. Por ejemplo, si bien los plásticos y los metales férreos representan los principales materiales que se recuperan de los desechos electrónicos, en los últimos años se han registrado fuertes aumentos de la recuperación de plomo, estaño y, en especial, plata y cobre. La plata es el principal metal noble que se extrae de la corriente de desechos electrónicos. Por lo que parece, lo anterior es consecuencia de la aplicación de la Directiva 2012/19/UE sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) y la Directiva 2011/65/UE sobre restricciones a la utilización de determinadas sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos, con objeto de sustituir las aleaciones tóxicas de plomo utilizadas para soldar por tecnologías de soldado nuevas en las que se utilicen estaño, plata y cobre puros.

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(Fotografías: EMPA_e-waste)

En el informe se menciona un aumento muy considerable de las actividades de patentamiento de tecnologías relacionadas con el tratamiento del cadmio, una sustancia peligrosa, procedente del desmontaje de baterías, así como de la utilización de cintas transportadoras en las operaciones logísticas relacionadas con los desechos electrónicos y de separación de la corriente de desechos, así como en la recuperación de material que contiene tierras raras. En lo tocante a los dispositivos móviles, que guardan una muy estrecha relación con el equipo informático en la literatura de patentes, los sectores que han registrado un mayor crecimiento en la recuperación de desechos electrónicos procedentes de dispositivos móviles son fundamentalmente los dedicados a los componentes, en los que se aprecia una atención cada vez mayor a los desechos electrónicos de baterías y circuitos impresos, un aumento del uso de técnicas de separación química, la descontaminación de las corrientes de desechos procedentes de dispositivos móviles y la recuperación de la plata presente en esos mismos dispositivos.

Metales de tierras raras

Los metales de tierras raras se emplean en pequeñas cantidades en casi todos los dispositivos electrónicos de consumo que contienen láseres (por ejemplo, los reproductores de DVD) y las pantallas que utilizan la fosforescencia. También se usan en componentes magnéticos (como los altavoces, los auriculares o las unidades de disco magnético), las baterías y el vidrio empleado en óptica (por ejemplo, las lentes de las cámaras).

A medida que la electrónica de consumo se introduzca en más mercados de distintas partes del mundo, la demanda de metales de tierras raras aumentará proporcionalmente.

El 90% de la totalidad de las tierras raras se extrae en China.

Algunos ejemplos de metales de tierras raras:

  • Neodimio: Se utiliza en muchas aplicaciones magnéticas, como los micrófonos, los altavoces y los componentes de las unidades de disco duro.
  • Itrio, terbio y europio: Se usan como luminóforos en muchos tipos distintos de tecnología de reproducción de imágenes.
  • Lantano: Se emplea como material de electrodo en baterías de níquel hidruro, del tipo utilizado en los vehículos híbridos.

La mayoría de los principales solicitantes de patentes son grandes empresas y, algo que resulta interesante subrayar, más del 25% de la actividad de patentamiento corresponde a 21 solicitantes de patentes, siendo Panasonic el que tiene la cartera de patentes más voluminosa en este campo. Entre los principales solicitantes comerciales figuran importantes firmas de electrónica de consumo, pero también varias empresas cuyo interés principal es la extracción de metales, como JX Nippon, Mitsui Mining y Smelting, y Kobe Steel, lo que refleja que cada vez está más extendida la idea de que los desechos electrónicos son un producto de gran valor. Las empresas japonesas, en su conjunto, son los solicitantes de patentes más prolíficos, y muchas empresas de electrónica de consumo son propietarias de tecnologías para el reciclado de plásticos, de lo que se desprende que esta modalidad de tratamiento de los desechos electrónicos ha sido una cuestión que ha preocupado desde hace tiempo.

Además, en el informe se señalan varias iniciativas empresariales encaminadas al establecimiento de redes nacionales de reciclado, que los fabricantes pueden utilizar para ofrecer oportunidades de reciclado prácticas a los consumidores. Por ejemplo, desde octubre de 2007, MRM (Electronic Manufacturers Recycling Management Company), patrocinada por Mitsibushi Electric, Panasonic, Sanyo, Sharp y Toshiba, cuenta con 1.800 puntos de reciclado repartidos por los Estados Unidos de América y ha reciclado más de 172 millones de kilos de productos electrónicos. Representa la red de reciclado más amplia de ese país.

La actividad de patentamiento relacionada con los desechos electrónicos en el Brasil, la Federación de Rusia, la India y China está estrechamente ligada a las carteras de patentes más pequeñas, lo que indica que esta actividad, en esos países (especialmente en China), está muy diversificada y en manos de cientos de entidades distintas.

Aunque el sector académico y de la investigación representa apenas un 9% de las solicitudes de patentes relacionadas con los desechos electrónicos, el aumento porcentual de la actividad de patentamiento en este sector es muy superior al registrado en el sector comercial. La totalidad de las 30 principales instituciones de investigación que figuran en el informe sobre la actividad de patentamiento están radicadas en Asia, ocupando China la primera posición. El establecimiento de instituciones de investigación como el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industriales Avanzadas en el Japón y el Instituto de Geociencias y Minerales de la República de Corea constituye un ejemplo más de la naturaleza y la importancia de los desechos electrónicos para la recuperación de minerales y metales. Fuera de Asia, las instituciones públicas más activas son la Fraunhofer-Gesellschaft, en Alemania, y el Centre national de la recherche scientifique (CNRS), en Francia.

Todo apunta a que, a medida que aumente la interconexión mundial, seguirá creciendo la montaña de desechos electrónicos que se generan cada año. Sin embargo, como sugieren las constataciones del informe de la OMPI sobre la actividad de patentamiento relacionada con los desechos electrónicos, sigue habiendo señales de que las empresas están interesándose por las oportunidades económicas que brinda el aprovechamiento de la corriente de desechos eléctricos y electrónicos si desarrollan tecnologías concebidas para un aprovechamiento óptimo de los dispositivos desechados. A los altos niveles de innovación en el sector del reciclado de desechos electrónicos, que evoluciona con gran rapidez, contribuye la constatación de que esos desechos son un producto muy valioso, cuya recuperación no solo produce beneficios financieros, sino que también ofrece la posibilidad de promover prácticas de reciclado menos perjudiciales para el medio ambiente y de mejorar la salud y la seguridad de las comunidades locales de los países a los que llegan esos desechos para su tratamiento.

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By 2017 the volume of e-waste generated each year will increase by some 33 percent to an estimated 65.4 million tons – the equivalent in weight to 11 Great Pyramids of Giza – according to the UN-led StEP (Solving the E-Waste Problem) initiative (Photo: iStock © NickolayV.)

As the world becomes ever more connected, there is every indication that the mountain of e-waste generated each year will continue to expand. As the findings of the WIPO e-waste patent landscape report suggest, however, there are already indications that companies are switching on to the economic opportunities associated with mining e-waste streams by developing technologies designed to extract the maximum value from discarded electronic devices. Increased levels of innovation in the rapidly evolving e-waste recycling sector is being fuelled by the realization that e-waste is a high value commodity, the recovery of which not only generates financial benefits but also promises to promote more environmentally benign recycling practices and improve the health and safety of local communities in destination countries.

Desglose del número de invenciones para la recuperación y el reciclado de metales nobles que están presentes en desechos electrónicos

Fuentes de las que se recuperan o reciclan metales nobles Número total de invenciones
Circuitos impresos 238
Diodos emisores de luz (LED) 109
Computadoras/Computadoras portátiles 87
Cableado 85
Pantallas 78
Baterías 65
Equipo de telecomunicaciones 52
Condensadores 51
Pilas de combustible 45
Componentes magnéticos 38
Interruptores/enchufes 35
Aparatos domésticos 34
Circuitos integrados 18
Fusibles 9
Resistencias 9
Inductores 7
Equipo médico 7
Cristales piezoeléctricos 7
Bobinas 6
Diodos discretos 6
Transistores 5
Antenas 2
Transformadores 1

 

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