Los cables son componentes esenciales para la transmisión de información y electricidad. Contienen materiales valiosos como el cobre y el plástico, lo que hace que su recuperación sea muy deseable. Según la organización con sede en Bruselas Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE), en 2022 se desecharon aproximadamente mil millones de kg de cables, lo suficiente como para dar la vuelta a la Tierra 107 veces. Si no se gestionan adecuadamente, los metales pesados ​​y los microplásticos pueden filtrarse al suelo y contaminar el agua, lo que resulta en la pérdida de un recurso valioso y un riesgo ambiental. Por lo tanto, el reciclaje se vuelve crucial para conservar recursos clave y apoyar el crecimiento económico sostenible.

El reciclaje directo, como el desforre mecánico, es el principal medio para recuperar el cobre y el plástico de los desechos de cables. Los métodos indirectos, como la pirólisis en hornos eléctricos de alto consumo energético para extraer carbono valioso de la funda de plástico, preservando al mismo tiempo el cobre, también han ganado popularidad. La incineración en aire, la descomposición térmica en condiciones anóxicas y la gasificación con vapor se encuentran entre los procesos de recuperación de calor más comunes. Tanto las tecnologías directas como las indirectas presentan ventajas y limitaciones, y se utilizan indistintamente en el reciclaje de cables; sin embargo, persisten desafíos como la necesidad de un procesamiento más rápido, ahorro de energía, bajos costos y cobre recuperado de alta calidad.

La tecnología de microondas proporciona una manera energéticamente eficiente de convertir rápidamente los residuos plásticos en carbono valioso en tiempos relativamente cortos. La pirólisis asistida por microondas es un método ecológico de eliminación de residuos que desempeña un papel importante en el avance de la economía circular. Se ha empleado eficazmente para producir biocarbón y biocombustibles, gracias a sus capacidades de calentamiento volumétrico y selectivo, que lo diferencian del calentamiento directo utilizado en los procesos de pirólisis tradicionales.

La tecnología de microondas es particularmente eficaz para carbonizar plásticos que contienen componentes metálicos, al mismo tiempo que permite la recuperación de metales. Bajo la irradiación de microondas, la temperatura del núcleo metálico aumenta rápidamente debido al calentamiento óhmico por la radiación electromagnética, que no solo facilita la carbonización del plástico sino que también promueve la separación del metal del plástico. Esto ocurre a medida que el calentamiento inducido por microondas debilita la unión entre el metal y el plástico, lo que permite una extracción más fácil del metal, al mismo tiempo que carboniza la funda de plástico. Este enfoque se ha aplicado con éxito a varios artículos, incluidos neumáticos, tubos de pasta de dientes, envases multicapa, lápices, placas de circuitos impresos, CD y bolsas de refrigerios.

En este artículo, se demuestra por primera vez un método eficiente, sostenible y rentable para recuperar materiales valiosos de la chatarra de cables de cobre, un subproducto común de la industria electrónica. 

En concreto, se demuestra que la tecnología de microondas acelera la degradación térmica del componente plástico en carbono valioso, lo que facilita la recuperación limpia de cobre con un consumo mínimo de energía. Cabe destacar que el tratamiento con microondas es significativamente más rápido y energéticamente más eficiente, reduciendo así el consumo de energía hasta en un 80 % en comparación con el calentamiento convencional en un horno de caja. 

Las microondas también ayudan a desprender mecánicamente el frágil recubrimiento de polímero carbonizado del núcleo de cobre, lo que facilita la separación física del cobre y el carbono. El cobre recuperado conserva su aspecto brillante y presenta una alta conductividad, cercana a los valores esperados para el cobre puro. Además, se realizó una caracterización detallada del carbono derivado mediante diversas técnicas analíticas y se analizaron las posibles aplicaciones de los materiales recuperados. Las ventajas del método son la separación selectiva de materiales, la eficiencia del procesamiento y la reducción del tiempo de procesamiento, todo lo cual lo hace atractivo y prometedor para su implementación industrial a gran escala.

Se expusieron trozos de cable (de 2 a 2,5 cm de largo) a 700 W de irradiación de microondas en rotación durante 30 s, lo que permitió separar de forma rápida y eficiente el cobre metálico de alta calidad del núcleo del cable y el carbón activado de la funda de plástico carbonizado. Las microondas facilitan este proceso mediante calentamiento óhmico, que induce resistencia eléctrica en el metal, generando calor que afloja mecánicamente los componentes metálicos y plásticos carbonizados. El proceso demuestra una alta eficiencia, logrando una reducción del 80 % en el consumo energético en comparación con los procesos convencionales. Este método rápido y energéticamente eficiente muestra un fuerte potencial para ampliarse al reciclaje industrial, ofreciendo una forma rentable y respetuosa con el medio ambiente de recuperar materiales de alta calidad para su posterior uso o reutilización.

En conclusión, se demostró que el tratamiento por microondas de chatarra de cable es un método altamente efectivo y extraordinariamente rápido para la recuperación de cobre y la síntesis de carbono, completándolo en tan solo 30 s. La recuperación de cobre altamente conductivo es crucial para el proceso, ya que conserva su aspecto brillante y excelente conductividad, lo que lo hace valioso para aplicaciones eléctricas.