Reducción y Recuperación de Agua en la Fabricación de PCB

No es ningún secreto que la fabricación de PCB utiliza cantidades copiosas de agua, hasta 264 mil millones de galones por año. Hasta un cambio reciente de tendencia, las iniciativas de sostenibilidad se han centrado principalmente en disminuir las emisiones de carbono y el consumo de energía. Sin embargo, la industria ahora se está orientando hacia la reducción y recuperación del agua para preservar los recursos naturales y contribuir hacia un planeta más equilibrado (y seguro para la salud). Y no podría ser más oportuno.

Investigaciones realizadas por el Servicio Forestal de EE. UU. encontraron que casi la mitad de las 204 cuencas de agua dulce en EE. UU. podrían no ser capaces de satisfacer la demanda mensual de agua para 2071, citando el crecimiento poblacional y el cambio climático como razones para la escasez.

Aunque los grandes fabricantes han estado gestionando sus residuos materiales y aguas residuales, ahora están estableciendo y comprometiéndose a objetivos agresivos para impulsar un cambio más impactante.

Amkor Technology, por ejemplo, ha establecido un objetivo firme,.“En la actualidad, nuestros principales objetivos de sostenibilidad son reducir las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero), el uso de agua y los residuos generados en un 20% para 2030, desde el promedio base de 2018 a 2020. Continuamos monitoreando nuestro progreso, y estamos en camino de alcanzar nuestros objetivos,” afirmó HyeJu Lee, vicepresidente de cumplimiento en Amkor Technology.

“Hemos implementado un programa exhaustivo de gestión del agua en nuestras instalaciones de fabricación a nivel mundial,” dijo Lee de Amkor. “Como parte de este esfuerzo, continuamos operando sistemas de ósmosis inversa en nuestras instalaciones, lo que nos permite purificar el agua del proceso y reutilizar el agua en nuestro proceso de fabricación. Los sistemas de ósmosis inversa se combinan con sistemas de electrodesionización (EDI), y utiliza menos del 95% de los productos químicos utilizados en los procesos convencionales de intercambio iónico. Esto ayuda a reducir el uso de agua dulce, mejorar la eficiencia del agua y proteger el medio ambiente. Continuamos reduciendo nuestro uso de agua y contribuyendo a la preservación de los recursos hídricos. Nuestra intensidad total de extracción de agua disminuyó en un 12% de 2021 a 2022.”

Como muestra el ejemplo de Amkor, para alcanzar los objetivos, las organizaciones deben incorporar la sostenibilidad en los modelos operativos e invertir en nuevas tecnologías más amigables con el planeta.

TTM: Un Estudio de Caso en la Integración de la Gestión Sostenible del Agua

En el núcleo de la gestión ambiental de TTM Technologies (un gran fabricante de placas de circuito impreso) se encuentra su Declaración Ambiental y Política Ambiental, que fomenta la innovación, educación, formación, creatividad, el uso de tecnología probada y la implementación de prácticas y procedimientos sólidos para minimizar continuamente el impacto de la empresa en el medio ambiente.

TTM ha adoptado un enfoque medido y sistemático para la gestión sostenible del agua, integrando sus esfuerzos de reducción de la huella hídrica en sus estructuras operativas existentes, incluyendo indicadores clave de rendimiento (KPIs), planes de capital, y objetivos de sostenibilidad y midiendo el rendimiento ambiental como lo hace con el rendimiento de producción y proporcionando los recursos necesarios para asegurar la reducción del uso de recursos naturales en la fabricación de sus PCBs, ensamblajes eléctricos, partes y componentes.

TTM ha segregado sus iniciativas de reducción del uso del agua en las siguientes categorías: tratamiento de aguas residuales y mejoras del sistema, segregación de agua, reducción del uso de agua y aguas pluviales: instalaciones certificadas sin exposición.

Según informó PCB007 Magazine, en el área de tratamiento de aguas residuales y mejoras del sistema, TTM reemplazó gradualmente los sistemas de tratamiento de aguas residuales basados en precipitantes (WWT) que dependían de agentes químicos de tratamiento para eliminar contaminantes metálicos y producían material recuperable que requería energía excesiva y/o manejo para recuperar metal, añadiendo costos y resultando en retornos pobres a favor de intercambio iónico selectivo.

"TTM ha emprendido la eliminación de sistemas de tratamiento de aguas residuales (TAR) por precipitación química (clarificadores, precipitación por tandas y microfiltración) en favor del intercambio iónico selectivo. Los sistemas de intercambio iónico son muy similares a los sistemas de agua desionizada que la mayoría de los procesos de fabricación emplean para proporcionar agua de producto con la especificación técnica correcta. La mayoría de estos sistemas TAR de intercambio iónico son construidos internamente por TTM, utilizando equipos industriales disponibles en el mercado y tecnologías de tratamiento de agua. Este enfoque proporciona una huella más pequeña y sostenible para las mismas necesidades de tratamiento. Con el tiempo, TTM ha encontrado que este medio de tratamiento es escalable y puede ser alterado para reflejar o responder al aumento de la capacidad de fabricación utilizando la misma infraestructura básica TAR. La selección del medio de resina de intercambio iónico correcto es clave para desarrollar un proceso de tratamiento robusto y repetible."

El Grupo ASE: Una Compañía Global con un Enfoque Regional

La escasez de agua es un problema global creciente.

La fabricación de semiconductores consume una enorme cantidad de agua; una sola fábrica puede usar decenas de millones de galones por día, ejerciendo una enorme presión sobre los recursos hídricos de una región. Dado que las fábricas a menudo se encuentran en regiones con restricciones de agua, las multinacionales deben priorizar sus esfuerzos y adoptar un enfoque estratégico y sensible a la región.

"Como parte de nuestra estrategia ESG, continuamos avanzando en la consecución de ahorros de agua," dijo Covell de Lam Research. "En 2022, superamos nuestro objetivo de lograr 17 millones de galones de ahorro de agua en regiones con escasez de agua a partir de una línea base de 2019 para 2025. [9] Como parte de la definición de este objetivo, utilizamos el Atlas de Riesgo Hídrico Aqueduct del Instituto de Recursos Mundiales para identificar cuáles de nuestras instalaciones estaban en regiones con escasez de agua. Hasta la fecha, hemos identificado seis sitios en California, Corea del Sur, India y Malasia."

Para lograr la eficiencia en el uso del agua, el Grupo ASE alineó sus acciones con los ODS de las Naciones Unidas para lograr una economía y un ambiente sostenibles y adoptó el Sistema de Gestión de Eficiencia del Agua ISO 46001. La norma ayuda a la empresa a asegurar un uso eficiente y sostenible del agua ofreciendo orientación en la identificación y evaluación de los principales riesgos y oportunidades de mejora de la infraestructura. En 2021, la operación insignia de fabricación de la compañía, ASE Kaohsiung, recibió la certificación ISO 46001.

El grupo dice que han mejorado sus proyectos de reciclaje de agua para sus procesos e instalaciones, lo que incluyó el reciclaje de aguas residuales de corte y molienda, agua de limpieza, condensado de aire acondicionado y agua de lluvia, resultando en la reutilización de cada gota de agua más de 3.5 veces.

Sigma Engineering: Algunas de las tecnologías detrás de la reducción del consumo de agua

No son solo las instalaciones de fabricación las que están haciendo esfuerzos para reducir el agua y adoptar prácticas de fabricación de PCB más sostenibles. Los proveedores de equipos y materiales también están dando un paso adelante.

Enfocada en ayudar a los fabricantes de PCB a reducir el consumo de agua y transitar hacia una economía circular, Sigma Engineering ofrece sistemas de reciclaje y regeneración para el grabado de la industria de PCB; su sistema de reactor de oxidación para grabado ácido utiliza gas oxígeno, reemplazando otros agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno, el ozono o el clorato de sodio. Junto con los beneficios ambientales, Sigma afirma que también se reducen los costos y se mejora la calidad y la seguridad.

El sistema de reactor de oxidación elimina los residuos peligrosos generados por los agentes oxidantes tradicionales, reduciendo los costos de transporte y manejo de residuos y permitiendo un control preciso del potencial redox, flancos más pronunciados y una mejor tolerancia sobre la temperatura, concentraciones de Cu1, Cu2 y HCl. Al eliminar el riesgo de generar gas cloro que de otro modo podría ocurrir en el proceso de uso de peróxido de hidrógeno, el sistema de reactor de oxidación contribuye a un lugar de trabajo más seguro.

Conclusión

El agua limpia es tan esencial para la fabricación de PCB como lo es para la vida. Para aquellos en la industria de PCB, reducir la huella hídrica de su empresa debería ser igual de importante que reducir su huella de carbono.  Optimizar las opciones de tratamiento de agua y adoptar nuevas tecnologías puede permitir un mayor reúso, mejorar los niveles de pureza y ayudar a proteger nuestro recurso más precioso.