Caracterização do uso eficiente de recursos utilizando conceitos da Segunda Lei da Termodinâmica : análise exergética do ciclo de vida de metais preciosos em equipamentos eletrônicos

Abstract

Esta tese avalia o desempenho termodinâmico da produção de metais preciosos (ouro, paládio, prata e cobre). Os processos de metais avaliados são a produção primária e os processos de reciclagem em placa de circuito impresso (PCI). O método principal de análise utilizado tem como base a Segunda Lei da Termodinâmica por meio da exergia. Na análise exergética considera-se a destruição de exergia com implicação na irreversibilidade dos processos de produção de metais. As análises em estudo de caso são divididas em quatro etapas distintas: a primeira mensura a Raridade Termodinâmica de uma placa de circuito impresso; a segunda investiga a “Mitigação da Destruição de Raridade Termodinâmica”, enquanto a terceira considera a “destruição de exergia química mais exergia física”, esta última referente à utilização do calor; por fim , na quarta etapa faz-se uma análise da depleção abiótica, energia primária utilizada e o potencial de aquecimento global da produção dos quatro metais. Os resultados mostram que em determinado processo de reciclagem em PCI para a recuperação do ouro, paládio, prata e cobre (em conjunto) ocorre a mitigação de destruição de Raridade Termodinâmica em aproximadamente 99% .A energia utilizada na reciclagem dos quatro metais com a reciclagem é 4,93% da produção primária. Os resultados da análise de “exergia química mais exergia física” em um processo do nível de laboratório da reciclagem de ouro, paládio e prata mostram que seria possível alterar um pouco a utilização da temperatura da reciclagem do ouro e da prata (alterando para 410ºC e 400ºC, respectivamente), aumentando um pouco a taxa de eficiência e mitigando 2,11% e 5,91% da destruição de exergia. A análise dos indicadores chamados depleção abiótica fóssil, energia primária, potencial de aquecimento global e depleção abiótica de elementos mostra que a produção dos metais preciosos com a reciclagem em relação à produção primária gera 10,01%, 4,11%, 7,42% e 104,08 de impacto, respectivamente.