Robôs modulares podem reduzir custos na reciclagem de lixo eletrônico

Os resíduos eletrónicos estão a ocupar um lugar de destaque nas agendas regulamentares em 2026: as novas regras europeias para o envio de resíduos, o aumento das taxas de reciclagem de produtos com baterias não removíveis na Califórnia e a proibição da importação de lixo eletrónico na Malásia, por exemplo, estão a aumentar a pressão para recuperar mais valor antes que os produtos eletrónicos sejam triturados ou exportados.

Prevê-se que o mundo gere 82 milhões de toneladas de lixo eletrónico anualmente até 2030, de acordo com o mais recente relatório do Monitor Global de Resíduos Eletrónicos das Nações Unidas em 2024. O relatório estimou que a gestão atual do lixo eletrónico captura menos de um terço do valor metálico recuperável contido nos produtos eletrónicos descartados.

Para os recicladores, grande parte desse valor perdido é consequência do que acontece antes que uma placa de circuito chegue a uma fundição ou trituradora. As placas contêm uma mistura de componentes como chips de memória, processadores, ímãs e capacitores, bem como matérias-primas valiosas como cobre, alumínio, tântalo e metais preciosos. A reciclagem convencional muitas vezes mistura tudo em fluxos a granel e destrói componentes que de outra forma poderiam ser reutilizados.

Tuurny, uma startup com sede em São Francisco, está desenvolvendo um sistema automatizado para remover e separar chips reutilizáveis ​​de placas de circuito antes que o material restante seja triturado. Em abril, a empresa anunciou que projetou um sistema robótico, chamado Nantul, para identificar e extrair circuitos integrados de RAM, alegando que cada máquina pode recuperar 300 CIs de RAM intactos por hora.

Sina Ghashghaei, fundador da Tuurny, diz que a empresa está a preparar a sua primeira implantação no terreno com dezenas de máquinas através de um acordo de seis dígitos com a Areera, uma recicladora de televisão no Reino Unido, que processa 1.500 toneladas de televisores por mês. A implantação está planejada para o início de 2027.

O primeiro objetivo de Tuurny é recuperar ICs de RAM e outros chips usados ​​em sistemas legados onde pode ser difícil obter componentes de reposição. Ghashghaei diz que a empresa está conversando com alguns fornecedores de chips legados e buscando acordos potenciais para fornecer alumínio e cobre recuperados de placas de circuito para fundições e refinarias. Ele se recusou a identificar as empresas envolvidas.

Robôs para recuperação automatizada de RAM

A reciclagem tradicional de eletrônicos geralmente começa com a trituração de placas e, posteriormente, a classificação da produção mista. Tuurny pretende fazer o oposto: primeiro identificar e remover os componentes, classificá-los por modelo ou material e depois redirecionar os itens recuperados para laboratórios de testes para potencial reutilização como novos chips, ou para refinarias e fundições para processamento posterior.

A Nantul compreende três sistemas robóticos em um: O primeiro é um braço para alimentar continuamente os robôs de remoção de componentes, emparelhado com duas máquinas de mesa semelhantes a impressoras 3D ou máquinas de controle numérico computadorizado (CNC). Uma rede neural identifica e cataloga componentes e, em seguida, pesquisa na Internet as especificações de perfil térmico dos fabricantes. A Nantul usa essas especificações para empregar uma combinação de sucção, calor controlado, visão computacional e controles robóticos para remover cavacos e, ao mesmo tempo, minimizar os danos. Os itens recuperados são então classificados por número de modelo em grupos específicos de materiais.

“Estamos criando uma nova cadeia de abastecimento a partir de matérias-primas antigas que não existiam antes”, diz Ghashghaei, acrescentando que a recuperação manual é cara e difícil de escalar.

O sistema de recuperação de Tuurny inclui um sistema de visão computacional que identifica componentes específicos de RAM para avaliá-los para recuperação.Tuurny

Minghui Zheng, professor associado de engenharia mecânica na Texas A&M University que estuda desmontagem robótica e sistemas de reciclagem de eletrônicos, diz que a abordagem de Tuurny parece tecnicamente viável, especialmente quando focada no objetivo restrito e valioso de recuperar RAM de fluxos de lixo eletrônico mais controlados.

“A RAM é um bom ponto de partida porque tem um valor de reutilização relativamente alto e é mais padronizada do que muitas outras peças eletrônicas”, diz Zheng. O desafio mais difícil, no entanto, é remover os chips “sem danos térmicos, mecânicos ou elétricos, e garantir que ainda funcionem de maneira confiável depois”.

As placas de circuito usadas podem variar de acordo com layout, marcações, idade, contaminação, condição de solda ou danos anteriores. Um robô precisa identificar o componente correto, escolher uma estratégia de remoção, aplicar calor localmente, levantar a peça de maneira limpa e preservar informações suficientes sobre a peça para testes posteriores e revenda.

Estratégias de reciclagem de lixo eletrônico

Ghashghaei diz que Tuurny está construindo pequenas máquinas modulares usando peças prontas para uso, controles personalizados e hardware Nvidia Jetson Nano. A empresa está tentando manter os custos baixos reduzindo a complexidade do hardware para chegar a um preço muito abaixo do equipamento industrial centralizado usado em grandes instalações. Ele diz que o maior desafio do ponto de vista da engenharia tem sido desenvolver a visão computacional autônoma e o controle robótico.

No ano passado, a startup de quatro pessoas recebeu uma doação financiada pela NASA para apoiar um assistente de reparo de placas de circuito impresso com tecnologia de IA que usava visão computacional e um modelo de linguagem grande personalizado para orientar os técnicos.

Ghashghaei diz que Tuurny passou do reparo de placas para o processamento de lixo eletrônico depois de concluir que os eletrônicos descartados representavam um mercado maior em meio ao interesse crescente nos EUA em torno da capacidade de transferência de minerais críticos e terras raras. O pivô também posiciona Tuurny para potencialmente abordar as preocupações da cadeia de suprimentos em torno de chips legados para sistemas de telecomunicações, aeroespacial, defesa e outras indústrias onde os equipamentos permanecem em serviço muito depois de os chips deixarem a produção convencional.

Na prática, Zheng diz que o principal desafio para tornar comercialmente viável a desmontagem de eletrônicos robóticos é garantir que ela seja adaptável o suficiente para lidar com a grande variabilidade do lixo eletrônico, mantendo os custos razoáveis.

“Cada produto eletrônico é diferente e as placas usadas podem estar danificadas, sujas ou dispostas de maneira diferente. O robô deve ser capaz de encontrar as peças certas, removê-las com cuidado e evitar danificá-las em tempo real, o que cria grandes desafios para a percepção robótica, tomada de decisão, planejamento e manipulação”, diz Zheng. “Economicamente, as peças recuperadas devem ser valiosas o suficiente para justificar os custos do robô, detecção, testes, manutenção, mão de obra e ampliação do processo.”

Para fundições e refinarias, a questão pode ser se Tuurny pode fornecer fluxos de materiais previsíveis em volumes comerciais. Ghashghaei reconheceu que os esforços de expansão de Tuurny poderiam esbarrar nas restrições de sua própria cadeia de suprimentos ao tentar adquirir componentes suficientes para construir mais robôs.

Zheng considerou a abordagem de Tuurny promissora, mas ainda precoce. “Por enquanto, é mais realista como uma estratégia de recuperação direcionada para componentes valiosos como RAM”, diz Zheng. “A questão principal é se a tecnologia de desmontagem robótica pode funcionar de forma confiável, acessível e em grande escala.”