Reciclagem e aplicações sustentáveis ​​de resíduos de placas de circuito impresso em concreto aplicação e validação utilizando metodologia de superfície de resposta

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 16509 (2023) Citar este artigo

569 acessos

14 Altmétrico

Detalhes das métricas

A presente investigação visa examinar as propriedades mecânicas e de durabilidade do concreto que foi reforçado com uma placa de circuito impresso residual (WPCB) visando um ambiente construído de baixo carbono. Foram avaliadas as características frescas e endurecidas do concreto de baixo carbono reforçado com fibras WPCB, após um período de cura de 7 e 28 dias. A avaliação foi feita quantificando o abatimento, resistência à compressão, resistência à tração dividida, resistência à flexão, absortividade, testes rápidos e ácidos. Analisou ainda onze misturas discretas de concreto com fibras WPCB em uma porcentagem em peso variando de 1 a 5% na mistura de cimento. Os resultados indicam que a incorporação da fibra WPCB no concreto melhora sua resistência mecânica. Os resultados revelaram que a incorporação de 5% de fibra WPCB produziu os resultados mais favoráveis. As propriedades do concreto reforçado com fibras WPCB foram validadas teoricamente através da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), que emprega diversas ferramentas estatísticas e matemáticas para analisar os dados experimentais. Os resultados derivados do RSM foram comparados com os resultados experimentais. Verificou-se que o modelo RSM demonstrou alto nível de precisão (R2 ≥ 0,98) na validação das propriedades mecânicas do concreto fibroso WPCB. O modelo estatístico não apresentou indícios de viés de predição e demonstrou desfecho estatisticamente significativo, com valor de p inferior a 0,5.

Na contemporaneidade, a questão da sustentabilidade emergiu como uma preocupação significativa para a humanidade, especialmente no Ambiente Construído Ecológico (EFBE) em linha com os requisitos da Conferência das Partes (COP27) e do Grupo de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas (UNSDGs). ). Com base nesta premissa, os recursos globais estão a diminuir constantemente devido à procura de habitação, enquanto a população humana experimenta um rápido aumento. A utilização eficiente dos recursos tem importância significativa neste sentido1,2,3,4,5. Tem havido muitas tentativas de reutilizar produtos residuais criando riscos ambientais, como fibras e materiais de enchimento na indústria da construção. Uma breve revisão da literatura indica que estudos tentaram incorporar materiais como células de sementes de seringueira, compósitos de nanotubos de carbono à base de têxteis, resíduos de pó de mármore, fibra de coco, resíduos de pneus de fio de aço reciclado, fibras de aço, etc. como óleo de motor usado e plástico termofixo para desenvolver concreto sustentável6,7,8,9,10. Esses estudos comprovaram que a melhoria nas características de desempenho pode ser alcançada através do reaproveitamento desses resíduos, proporcionando uma opção para o desenvolvimento sustentável por meio de produtos verdes11,12,13,14,15,16,17. O lixo eletrónico (e-lixo) é gerado massivamente à medida que milhões de aparelhos eletrónicos se tornam obsoletos todos os anos18. O Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) prevê que a quantidade de lixo eletrônico gerado na Índia poderá aumentar em 500% na próxima década. A produção global de resíduos de equipamentos eléctricos (WEE) está a aumentar devido à rápida obsolescência tecnológica dos produtos electrónicos e à disponibilidade de produtos mais recentes a preços razoáveis. Os WEE contêm numerosos metais e compostos sintéticos economicamente valiosos e ambientalmente perigosos, mas também são compostos por substâncias tóxicas que representam um perigo significativo para o ambiente e a sociedade. Os países desenvolvidos incorporaram leis e regulamentos sobre reutilização nas suas políticas de gestão de resíduos eléctricos e electrónicos, enquanto os países em desenvolvimento ficaram para trás19. Nas economias emergentes, as famílias descartam os REE através de uma eliminação inadequada, o que conduz à poluição ambiental e a riscos para a saúde20. Os resíduos são muitas vezes descartados em campos próximos21,22. O mau tratamento do lixo eletrónico leva à contaminação do ambiente local por compostos nocivos, incluindo solos, sedimentos, poeiras e plantas23. Os resíduos sólidos críticos também são descartados seguindo técnicas de descarte inadequadas24. O lixo eletrônico gerado nas indústrias e residências de aparelhos elétricos e eletrônicos consiste em telas de cristal líquido (LCD) (11,9%), computadores pessoais (PCs) (18,8%), telefones celulares (21,3%) e televisores de tubo de raios catódicos (CRT). (7%). Apenas 10% do lixo eletrônico é reciclado. Esses resíduos podem ser reciclados por meio de diversas tecnologias ou descartados diretamente em aterro ou incinerador25. O lixo eletrônico pode ser reciclado ou reutilizado, mas técnicas e equipamentos inadequados para descarte podem prejudicar o meio ambiente e os seres humanos. Reutilizar é reaproveitar um produto para uma finalidade diferente de seu design original. A reutilização pode ser feita através de diversas estratégias de prolongamento da vida útil do produto, como reparo, reforma e remanufatura. A reutilização do lixo eletrônico também pode prolongar a vida útil do produto.