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Utilização de estanho e prata em eletrónica após a RoHS

Pessoal,

Numa publicação recente, discutimos que as temperaturas de fusão mais elevadas da solda sem chumbo exigem que as temperaturas de soldadura por refluxo sejam mais elevadas, pelo que é utilizada mais eletricidade na montagem sem chumbo. No entanto, como calculámos, este aumento da utilização de eletricidade é muito pequeno em comparação com toda a eletricidade utilizada no mundo.

Uma preocupação adicional que alguns manifestaram é a alegação de que a RoHS, com o seu requisito de ausência de chumbo, piora efetivamente o ambiente porque é utilizado mais estanho e prata nas soldas sem chumbo. Argumentam que o aumento da utilização destes metais cria poluição nas minas e fez disparar o preço destes metais. Examinemos estas afirmações.

A Prismark estimou que aproximadamente 90 000 toneladas de solda são utilizadas em eletrónica, sendo cerca de 80 000 utilizadas na soldadura por onda e 10 000 toneladas na soldadura SMT. É importante recordar que a solda eletrónica é um subconjunto de toda a solda. Toda a solda (ligas para tubos de brasagem, etc.) utiliza cerca de 190.000 toneladas de estanho. A solda é o maior utilizador de estanho. Ver Figura 1.

Figura 1. A solda é a maior utilização final do estanho. O estanho é o material de base para quase todas as soldas.

Se a solda com chumbo e estanho ainda fosse usada predominantemente, aproximadamente 57.000 toneladas de estanho (90.000 x 63% de estanho) seriam usadas anualmente. Com a solda sem chumbo, são usadas cerca de 88.000 toneladas (90.000 x 98% de estanho) de estanho por ano, o que representa um aumento aparente de cerca de 30.000 toneladas de estanho usadas por ano. No entanto, um aspeto interessante a considerar é que a solda sem chumbo é cerca de 14% mais leve do que a solda de estanho-chumbo. Sabendo isso, e sabendo que a solda utilizada na soldadura por onda (lembre-se que a soldadura por onda representa quase 90% de toda a solda utilizada na montagem de componentes electrónicos) é consumida em volume e não em peso (ou seja, assumindo aproximadamente o mesmo tamanho de filete), cerca de metade deste aumento é anulado.

De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), são extraídas cerca de 300 000 toneladas de estanho por ano. A Figura 2 é um gráfico da produção mundial de estanho nas minas por ano (este gráfico não mostra o estanho reciclado). A quantidade de estanho refinado utilizado anualmente nos EUA é apresentada na Figura 3. A Figura 3 inclui cerca de 15.000 toneladas por ano de estanho reciclado. Scott Mazur acaba de salientar(Printed Circuit Design and Fab and Circuits Assembly, p 36, agosto de 2011) que a reciclagem de escórias de solda é 10 vezes mais rentável do que a reciclagem de latas de alumínio.

Olhando para estes gráficos, é difícil dizer que a quantidade de estanho utilizada aumentou desde a RoHS. Parece que a utilização de estanho é provavelmente mais afetada pela economia e que é realmente difícil ver um efeito da promulgação da RoHS em julho de 2006.

Figura 2. Produção mundial de estanho nas minas.

Figura 2 Produção das minas de estanhoAssim, cerca de 3% das 10 000 toneladas de solda SMT, ou 300 toneladas de prata, são utilizadas em eletrónica, o que representa cerca de 1,5% das 22 000 toneladas de prata produzidas anualmente.

Figura 3. O consumo de estanho nos EUA diminuiu desde que a RoHS foi adoptada.

Figura 3 Utilização de estanho nos EUAAssim, a utilização de solda eletrónica desde a RoHS não fez aumentar a utilização de estanho, nem é um fator significativo na utilização de prata. Por conseguinte, é altamente improvável que a utilização de estanho ou prata na eletrónica tenha sido o principal fator nos seus impressionantes aumentos de preços em 2011.

Saúde,

Dr. Ron