Redução e Reaproveitamento de Água na Fabricação de PCB

Não é segredo que a fabricação de PCBs consome grandes quantidades de água—chegando a 264 bilhões de galões por ano. Até uma mudança recente de tendência, as iniciativas de sustentabilidade estavam principalmente focadas em diminuir as emissões de carbono e o consumo de energia. No entanto, a indústria agora está se voltando para a redução e recuperação de água para preservar os recursos naturais e contribuir para um planeta mais equilibrado (e seguro para a saúde). E isso não poderia acontecer em melhor hora.

Pesquisas conduzidas pelo Serviço Florestal dos EUA descobriram que quase metade das 204 bacias de água doce nos EUA pode não conseguir atender à demanda mensal de água até 2071, citando o crescimento populacional e as mudanças climáticas como razões para a escassez.

Embora grandes fabricantes tenham gerenciado seus resíduos materiais e águas residuais, agora estão estabelecendo e se comprometendo com metas agressivas para promover uma mudança mais impactante.

A Amkor Technology, por exemplo, estabeleceu uma meta firme, “Atualmente, nossos principais objetivos de sustentabilidade são reduzir as emissões de GEE (gases de efeito estufa), o uso de água e os resíduos gerados em 20% até 2030, a partir da média de base de 2018 a 2020. Continuamos a monitorar nosso progresso, e estamos no caminho certo para atingir nossas metas,” afirmou HyeJu Lee, vice-presidente de conformidade na Amkor Technology.

“Implementamos um programa completo de gestão de água em nossas instalações de fabricação em todo o mundo,” disse Lee da Amkor. “Como parte deste esforço, continuamos a operar sistemas de osmose reversa em nossas instalações, permitindo-nos purificar a água do processo e reutilizar a água em nosso processo de fabricação. Os sistemas de osmose reversa são combinados com sistemas de eletrodeionização (EDI), e usam menos de 95% dos produtos químicos utilizados nos processos convencionais de troca iônica. Isso ajuda a reduzir o uso de água doce, melhorar a eficiência hídrica e proteger o meio ambiente. Continuamos a reduzir nosso uso de água e contribuir para a preservação dos recursos hídricos. Nossa intensidade total de retirada de água diminuiu 12% de 2021 para 2022.”

Como o exemplo da Amkor mostra, para atingir metas, as organizações devem incorporar a sustentabilidade em modelos operacionais e investir em novas tecnologias mais amigáveis ao meio ambiente.

TTM: Um Estudo de Caso na Integração de Gestão Sustentável de Água

No cerne das tecnologias da TTM Technologies (um grande fabricante de placas de circuito impresso) está a sua Declaração Ambiental e Política Ambiental, que incentiva a inovação, educação, treinamento, criatividade, o uso de tecnologia comprovada e a implementação de práticas e procedimentos sólidos para minimizar continuamente o impacto da empresa no ambiente.

A TTM adotou uma abordagem medida e sistemática para a gestão sustentável da água, integrando seus esforços de redução da pegada hídrica em suas estruturas operacionais existentes, incluindo indicadores-chave de desempenho (KPIs), planos de capital e metas de sustentabilidade e medindo o desempenho ambiental da mesma forma que mede o desempenho de produção e fornecendo os recursos necessários para garantir a redução do uso de recursos naturais na fabricação de suas PCBs, montagens elétricas, peças e componentes.

A TTM dividiu suas iniciativas de redução do uso de água nas seguintes categorias: tratamento de águas residuais e atualizações de sistema, segregação de água, redução do uso de água e águas pluviais: instalações certificadas sem exposição.

Conforme relatado pela Revista PCB007, na área de tratamento de águas residuais e atualizações de sistema, a TTM substituiu gradualmente os sistemas de tratamento de águas residuais baseados em precipitantes (WWT) que dependiam de agentes químicos de tratamento para remover contaminantes metálicos e produziam material recuperável que exigia energia excessiva e/ou manipulação para recuperar metal, adicionando custos e resultando em retornos pobres em favor de troca iônica seletiva.

"A TTM empreendeu a eliminação dos sistemas de tratamento de águas residuais por precipitação química (clarificadores, precipitação em lote e microfiltração) em favor da troca iônica seletiva. Os sistemas de troca iônica são muito semelhantes aos sistemas de água desionizada que a maioria dos processos de fabricação emprega para fornecer água de produto com a especificação técnica correta. A maioria desses sistemas de tratamento de águas residuais por troca iônica é construída internamente pela TTM, utilizando equipamentos industriais disponíveis no mercado e tecnologias de tratamento de água. Essa abordagem proporciona uma pegada menor e mais sustentável para as mesmas necessidades de tratamento. Com o tempo, a TTM descobriu que esse meio de tratamento é escalável e pode ser alterado para refletir ou responder ao aumento da capacidade de fabricação utilizando a mesma infraestrutura básica de tratamento de águas residuais. A seleção do meio de resina de troca iônica correto é chave para desenvolver um processo de tratamento robusto e repetível."

O Grupo ASE: Uma Empresa Global com uma Abordagem Regional

A escassez de água é um problema global crescente.

A fabricação de semicondutores consome uma enorme quantidade de água; uma única fábrica pode usar dezenas de milhões de galões por dia, colocando uma enorme pressão sobre os recursos hídricos de uma região. Como as fábricas são frequentemente localizadas em regiões com escassez de água, as multinacionais devem priorizar seus esforços e adotar uma abordagem estratégica e sensível à região.

"Como parte de nossa estratégia ESG, continuamos a avançar na obtenção de economia de água," disse Covell da Lam Research. "Em 2022, superamos nossa meta de alcançar 17 milhões de galões de economia de água em regiões com escassez de água a partir de uma linha de base de 2019 até 2025. [9] Ao estabelecer essa meta, usamos o Aqueduct Water Risk Atlas do World Resource Institute para identificar quais de nossas instalações estavam em regiões com escassez de água. Até o momento, identificamos seis locais em toda a Califórnia, Coreia do Sul, Índia e Malásia."

Para alcançar a eficiência no uso da água, o Grupo ASE alinhou suas ações com os ODS das Nações Unidas para alcançar uma economia e ambiente sustentáveis e adotou o Sistema de Gestão de Eficiência de Água ISO 46001. A norma ajuda a empresa a garantir o uso eficiente e sustentável da água, oferecendo orientações para identificar e avaliar os principais riscos e oportunidades de melhoria da infraestrutura. Em 2021, a principal operação de fabricação da empresa, ASE Kaohsiung, recebeu a certificação ISO 46001.

O grupo diz que melhorou seus projetos de reciclagem de água para seus processos e instalações, que incluíram reciclagem de águas residuais de corte e moagem, água de limpeza, condensado de ar-condicionado e reciclagem de água da chuva, resultando na reutilização de cada gota de água mais de 3,5 vezes.

Sigma Engineering: Algumas das Tecnologias por Trás da Redução do Consumo de Água

Não são apenas as instalações de fabricação que estão se esforçando para reduzir o consumo de água e adotar práticas de fabricação de PCBs mais sustentáveis. Fornecedores de equipamentos e materiais também estão entrando em ação.

Com foco em ajudar os fabricantes de PCB a reduzir o consumo de água e transição para uma economia circular, a Sigma Engineering oferece sistemas de reciclagem e regeneração para a gravação na indústria de PCB; seu sistema de reator de oxidação para agentes de gravação ácidos utiliza gás Oxigênio, substituindo outros agentes oxidantes como Peróxido de Hidrogênio, Ozônio ou Clorato de Sódio. Junto com os benefícios ambientais, vêm a redução de custos e a melhoria da qualidade e segurança, afirma a Sigma.

O sistema de reator de oxidação remove resíduos perigosos gerados a partir de agentes oxidantes tradicionais, reduzindo os custos de transporte e manuseio de resíduos e permitindo um controle rigoroso do potencial redox, flancos mais íngremes e melhor tolerância sobre temperatura, concentrações de Cu1, Cu2 e HCl. Ao eliminar o risco de geração de gás cloro que poderia ocorrer no processo de uso de peróxido de hidrogênio, o sistema de reator de oxidação contribui para um ambiente de trabalho mais seguro.

Conclusão

Água limpa é tão essencial para a fabricação de PCB quanto é para a vida. Para aqueles na indústria de PCB, reduzir a pegada hídrica da sua empresa deve ser tão importante quanto reduzir sua pegada de carbono.  Otimizar as opções de tratamento de água e adotar novas tecnologias pode possibilitar um aumento da reutilização, melhorar os níveis de pureza e ajudar a proteger nosso recurso mais precioso.