Se estima que cada año se comercializan en Brasil alrededor de 350 millones de lámparas led (diodos emisores de luz). Más económicas y eficientes que los modelos incandescentes y fluorescentes convencionales, tienen una vida útil de 25.000 a 50.000 horas de uso, según los fabricantes. Pasado ese período se desechan, a menudo de manera inadecuada. Para reducir su huella ambiental y estimular la economía circular, grupos de investigación brasileños estudian formas de viabilizar el reciclado de estas lámparas, que en su composición contienen metales raros y valiosos, entre ellos oro, plata, cobre y tierras raras como itrio y cerio.
Una de las investigaciones más avanzadas la dirigen científicos del Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT), vinculado a la gobernación de São Paulo, y la empresa Tramppo Reciclagem, con sede en el municipio de Osasco (São Paulo). Juntos, han desarrollado un método de desmontaje y separación de los materiales y componentes de las lámparas led empleando una ruta de procesamiento físico. El carácter innovador del trabajo condujo al registro de dos patentes en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) de Brasil.
“En 2018 firmamos un contrato con el IPT para el desarrollo de una tecnología de reciclado de lámparas led. Siete años después, tenemos un prototipo funcional que las desmonta de manera automatizada”, afirma Carlos Alberto Pachelli, socio fundador y director de Tramppo. “Al final del proceso, cada uno de los materiales que las componen, básicamente polímeros, metales y materiales cerámicos, pueden reciclarse. Hasta donde sabemos, somos pioneros en el desarrollo de un proceso mecanizado. Las pocas empresas del sector desmantelan las lámparas en forma manual, lo que constituye un problema dado el aumento del volumen de este material”. El trabajo contó con el apoyo de la FAPESP a través del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe), de la Empresa Brasileña de Investigación e Innovación (Embrapii) y del Servicio Brasileño de Apoyo a las Micro y Pequeñas Empresas (Sebrae).
Las lámparas led se fabrican con diferentes formatos, siendo los más comunes el tubular, el bulbo o bombilla (con forma de pera) y el globo. Sus componentes principales son una carcasa de vidrio o plástico, una cinta con los diodos emisores de luz y un conjunto electrónico formado por una placa de circuito impreso que contiene chips. El vidrio es el material más abundante, pero no el más valioso. Es en la cinta led y en la parte electrónica donde se encuentran los metales de interés, según un artículo del equipo del IPT centrado en la caracterización química de las lámparas de tipo bulbo, publicado en la revista Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração en 2024.
Los expertos consultados para la elaboración de este reportaje afirman que el reciclado de las lámparas led es importante desde el punto de vista económico y de la sostenibilidad. “Permite la recuperación de metales raros que pueden reutilizarse para fabricar nuevos productos, reduciendo la necesidad de extraer minerales de la naturaleza y el impacto ambiental asociado”, destaca la ingeniera química Sandra Lúcia de Moraes, directora de la Unidad de Materiales Avanzados del IPT y gerente del proyecto. Al mismo tiempo, añade, contribuye a disminuir la generación de residuos electrónicos. Las lámparas led contienen plástico y metales potencialmente tóxicos, tales como cobre, zinc y plomo, que pueden acumularse en el suelo y en el agua, causando daños a la biodiversidad y a la salud humana.
Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP | TramppoTerminales con el circuito electrónico (a la izq.), cintas led (en el centro) y el vidrio molido de las lámparas desechadas (a la der.)Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP | Tramppo
Separación física
Hasta ahora, según explica De Moraes, las iniciativas de reciclaje en todo el mundo se han centrado en la extracción de los metales valiosos de los diodos emisores de luz, sin que haya estudios focalizados en los procesos de separación física que preceden a las operaciones de metalurgia extractiva. “Estas rutas tecnológicas, habituales en Europa, no se aplican a la realidad brasileña, ya que no contemplan los procesos de separación mediante los cuales pueden recuperarse materiales tales como plástico, vidrio, aluminio y cobre. Estos materiales, con valor agregado en el mercado del reciclado brasileño, allá no se comercializan.”
Los métodos que aplican directamente la etapa de metalurgia extractiva utilizan solventes para recuperar los metales de interés. Como paso previo, se lleva a cabo un proceso de cominución (la reducción del tamaño de las partículas) de las lámparas mediante el cual todos los materiales presentes se trituran y se transforman en partículas sumamente diminutas. “Este material se somete a los procesos de extracción, que utilizan un alto volumen de reactivos químicos, generando una gran cantidad de residuos. El plástico y el vidrio no se reaprovechan”, dice De Moraes.
La mayor diferencia del método ideado por el IPT y Tramppo radica en la etapa que precede a la extracción de los metales valiosos, es decir, el desmontaje y la separación física de los materiales reciclables. Para ello, los socios desarrollaron un dispositivo que separa los componentes de las lámparas led. En las de formato tubular, el proceso comienza con el corte de los terminales que contienen el circuito electrónico. Una de las particularidades del proceso es el uso de un molino autógeno, un dispositivo cilíndrico giratorio que se utiliza para desmontar la parte electrónica y permite así la recuperación posterior de los metales que contiene (véase la infografía abajo).
“Nuestro mayor reto consistió en desarrollar una tecnología que permitiera desarticular las lámparas y separar sus componentes, incluida la cinta led, en materiales más bastos”, explica Francisco Junior Batista Pedrosa, ingeniero de minas del IPT. Esta etapa previa del proceso reduce la cantidad de materiales sometidos a las operaciones de metalurgia extractiva, minimizando el riesgo de generar pasivos ambientales. “Se trata de un concepto conocido en el sector minero como ‘preconcentración’, que prevé el desechado del material que no es de interés en las fases iniciales del proceso”, explica el investigador. Miembro del equipo, Batista Pedrosa es uno de los autores de un artículo en el que se investigan los mecanismos de desguace de las lámparas led, publicado en los Anales del 76º Congreso Anual de la Asociación Brasileña de Metalurgia, Materiales y Minería (ABM), en 2023.
La línea de producción de Tramppo, que hace 10 años había desarrollado un método para reciclar lámparas fluorescentes, también con el apoyo de la FAPESP (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 146), está operando desde principios de año en fase de pruebas. La capacidad del equipo es de 500 kilogramos (kg) por día. Las mejoras y los ajustes en el proceso podrían cuadruplicar esta cifra, estima Pachelli. El vidrio, que representa el mayor volumen de material separado, se destina a la industria cerámica, mientras que el plástico se envía a empresas recicladoras. Una compañía extranjera se encarga de extraer los metales preciosos presentes en la plaqueta electrónica. Tramppo y el IPT están interesados en crear una vía destinada a recuperar los metales presentes en los terminales electrónicos y en las cintas led.
La investigadora Lúcia Helena Xavier, del Centro de Tecnología Mineral (Cetem), un instituto de investigación del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI), considera al proceso creado por el IPT y Tramppo como innovador. “La maquinaria construida permite la separación de los materiales presentes en las lámparas en forma eficiente y automatizada, lo que confiere al proceso una mayor factibilidad económica. Sin la separación y la concentración de los diversos componentes, las etapas ulteriores de reciclado se ven comprometidas”, subraya Xavier, quien no participó en la investigación.
Experta en logística inversa, minería urbana y economía circular, Xavier es una de las autoras de un estudio presentado en el 11º Foro Internacional de Residuos Sólidos, realizado en Porto Alegre en 2020, en el que se delineó un panorama de las técnicas de reciclado de las lámparas led inservibles. En ese entonces, uno de los principales problemas era la inexistencia de un sistema de reciclaje estandarizado para los diodos.
El Cetem estudia la manera de recuperar los metales valiosos y críticos presentes en las lámparas led. “Apuntamos la caracterización fisicoquímica de estos residuos y a la aplicación de rutas de procesamiento que permitan la separación y la concentración selectiva de elementos de interés, como el cobre, la plata y el oro”, explica la química Larissa Oliveira Alexandre, investigadora del centro. “El proceso es sencillo, tiene solamente dos etapas y no genera efluentes líquidos; no puedo dar más detalles porque se está tramitando una solicitud de patente. Los productos generados tienen contenidos de itrio, galio, cobre y plata muy superiores al mineral natural en bruto, reduciendo así la dependencia de la extracción primaria.”
Una nueva ruta del sur
En la Universidad Federal de Santa Maria (UFSM), en Rio Grande do Sul, investigadores del Departamento de Ingeniería Química apostaron por una vía similar a la de Tramppo y el IPT, basada en el procesamiento mecánico de las lámparas desechadas. “Utilizamos diferentes técnicas, como la molienda, la separación magnética y la electrostática para desmenuzar los componentes principales de estos residuos”, informa el ingeniero químico Daniel Bertuol, coordinador del trabajo.
Al igual que en el caso de la tecnología desarrollada en São Paulo, luego del procesamiento mecánico de las lámparas, algunos componentes ya podrían derivarse para su reciclado, mientras que otros, como las placas de los circuitos impresos y los ledes, aún deberían someterse a procesos metalúrgicos adicionales. Una diferencia entre los estudios de São Paulo y los de Rio Grande do Sul radica en que la ruta propuesta en la UFSM no contempla el corte de los terminales de las lámparas ni utiliza el molino autógeno para desmantelar los circuitos electrónicos. Un artículo con el detalle de este proceso salió publicado en la revista Resources, Conservation and Recycling en 2020.
“En el momento en que realizamos este trabajo los estudios sobre el tema eran escasos. Nuestro artículo contribuyó a la comprensión de la composición química de los diferentes componentes, así como a presentar una ruta mecánica de separación de los mismos”, dice Bertuol. El grupo no llegó a construir un prototipo de la máquina para desmontar las lámparas. “En el desarrollo de la ruta de procesamiento, utilizamos equipos a escala piloto.”
Este artículo salió publicado con el título “Nueva vida para el led” en la edición impresa n° 352 de junio de 2025.
Proyecto
Desarrollo de una tecnología de reciclado de lámparas LED (no 19/16692-5); Modalidad Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (Pipe); Investigadora responsable Elaine Menegon Chermont (Tramppo); Acuerdo de cooperación Finep Pipe/Pappe Subvención; Inversión R$ 144.000,00.
Artículos científicos
MORAES, S. L et al. Aproveitamento de materiais de lâmpadas LED: Investigando os mecanismos de desmantelamento de lâmpadas do tipo bulbo. 76º Congresso Anual da ABM. n. 76, p. 239-50. 2023.
MORAES, S. L. et al. Chemical analysis of LED bulb components: Strategies for efficient recycling. Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração. v. 21. 2024
REBELLO, R. Z. et al. Reciclagem de lâmpadas de LED inservíveis: Panorama atual e perspectivas futuras. 11º Fórum Internacional de Residuos Sólidos. jun. 2020.
MARTINS, T. R. et al. Innovative method for the recycling of end-of-life LED bulbs by mechanical processing. Resources, Conservation and Recycling. v. 161. oct. 2020.
Libro
XAVIER, L. H. y OTTONI, M. (comp.). Mineração urbana – Conceitos e análise do potencial dos resíduos eletroeletrônicos. Centro de Tecnología Mineral/MCTI, 2021.
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