La Directiva de restricción de sustancias peligrosas 2002/95/CE ( RoHS 1 ), abreviatura de Directiva sobre la restricción del uso de determinadas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos , fue adoptada en febrero de 2003 por la Unión Europea . [2]
La iniciativa consistía en limitar la cantidad de productos químicos peligrosos en los productos electrónicos.
La directiva RoHS 1 entró en vigor el 1 de julio de 2006 y debe aplicarse y convertirse en ley en cada estado miembro. [3] Esta directiva restringe (con excepciones) el uso de diez materiales peligrosos en la fabricación de diversos tipos de equipos electrónicos y eléctricos. Además de las excepciones, existen exclusiones para productos como los paneles solares. Está estrechamente vinculado con la Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) 2002/96/CE (ahora reemplazada [4] ), que establece objetivos de recogida, reciclaje y recuperación de productos eléctricos y forma parte de una iniciativa legislativa para resolver el problema de enormes cantidades de residuos electrónicos tóxicos . En el habla, RoHS a menudo se deletrea o se pronuncia [ cita necesaria ] / r ɒ s / , / r ɒ ʃ / , / r oʊ z / o / ˈ r oʊ h ɒ z / , y se refiere al estándar de la UE. a menos que se califique lo contrario.
Cada estado miembro de la Unión Europea adoptará sus propias políticas de cumplimiento e implementación utilizando la directiva como guía.
A menudo se hace referencia a RoHS como la "directiva sin plomo", pero restringe el uso de las diez sustancias siguientes:
Concentración máxima permitida: 0,1% [5]
Máximo para cadmio: 0,01% [5]
DEHP, BBP, DBP y DIBP se añadieron como parte de la DIRECTIVA (UE) 2015/863, publicada el 31 de marzo de 2015. [5]
PBB y PBDE son retardantes de llama utilizados en varios plásticos. El cromo hexavalente se utiliza en cromado , revestimientos e imprimaciones de cromato y en ácido crómico .
Las concentraciones máximas permitidas en productos no exentos son del 0,1% o 1000 ppm (excepto el cadmio , que se limita al 0,01% o 100 ppm) en peso. Las restricciones se aplican a cada material homogéneo del producto, lo que significa que los límites no se aplican al peso del producto terminado, ni siquiera a un componente, sino a cualquier material individual que (teóricamente) pueda separarse mecánicamente; por ejemplo, la funda de un cable o el estañado de un cable de componente.
Por ejemplo, una radio se compone de una carcasa, tornillos , arandelas , una placa de circuito, altavoces, etc. Los tornillos, las arandelas y la carcasa pueden estar hechos de materiales homogéneos, pero los demás componentes comprenden múltiples subcomponentes de muchos diferentes tipos de materiales. Por ejemplo, una placa de circuito se compone de una placa de circuito impreso (PCB), circuitos integrados (IC), resistencias , condensadores , interruptores, etc. Un interruptor se compone de una caja, una palanca, un resorte, contactos, clavijas, etc., cada uno de los cuales puede estar hecho de diferentes materiales. Un contacto puede estar compuesto por una tira de cobre con un revestimiento superficial. Un altavoz está compuesto por un imán permanente, alambre de cobre, papel, etc.
Todo lo que pueda identificarse como un material homogéneo debe cumplir el límite. Entonces, si resulta que la carcasa estaba hecha de plástico con 2.300 ppm (0,23%) de PBB utilizado como retardante de llama, entonces toda la radio no cumpliría los requisitos de la directiva.
En un esfuerzo por cerrar las lagunas jurídicas de RoHS 1, en mayo de 2006 se pidió a la Comisión Europea que revisara dos categorías de productos actualmente excluidas (equipos de monitoreo y control, y dispositivos médicos) para su futura inclusión en los productos que deben cumplir con RoHS. [6] Además, la comisión considera solicitudes de prórroga de los plazos o de exclusiones por categorías de sustancias, ubicación de sustancias o peso. [7] En julio de 2011 se publicó en el diario oficial una nueva legislación que reemplaza esta exención.
Tenga en cuenta que las baterías no están incluidas dentro del alcance de RoHS. Sin embargo, en Europa, las baterías están sujetas a la Directiva sobre baterías de la Comisión Europea de 1991 (91/157/CEE [8] ), que entró en vigor recientemente [ ¿cuándo? ] aumentó su alcance y fue aprobada en forma de nueva directiva sobre baterías , versión 2003/0282 COD, [9] que será oficial cuando se presente y se publique en el Diario Oficial de la UE. Si bien la primera Directiva sobre baterías abordó posibles problemas de barreras comerciales provocados por la implementación dispar de los estados miembros europeos, la nueva directiva destaca más explícitamente la mejora y la protección del medio ambiente de los efectos negativos de los desechos contenidos en las baterías. También contiene un programa para un reciclaje más ambicioso de baterías industriales, automotrices y de consumo, aumentando gradualmente la tasa de sitios de recolección proporcionados por los fabricantes al 45% para 2016. También establece límites de 5 ppm de mercurio y 20 ppm de cadmio para las baterías, excepto aquellas Se utiliza en dispositivos médicos, de emergencia o de herramientas eléctricas portátiles. [10] Aunque no establece límites cuantitativos sobre las cantidades de plomo, plomo-ácido, níquel y níquel-cadmio en las baterías, cita la necesidad de restringir estas sustancias y prever el reciclaje de hasta el 75% de las baterías con estas sustancias. También existen disposiciones para marcar las baterías con símbolos con respecto al contenido de metal y la información de recolección de reciclaje.
La directiva se aplica a los equipos según lo definido por una sección de la directiva WEEE. Se aplican las siguientes categorías numéricas:
No se aplica a plantas industriales fijas ni a herramientas. El cumplimiento es responsabilidad de la empresa que comercializa el producto, tal y como se define en la Directiva; Los componentes y subconjuntos no son responsables del cumplimiento del producto. Por supuesto, dado que el reglamento se aplica a nivel de material homogéneo, los datos sobre las concentraciones de sustancias deben transferirse a través de la cadena de suministro hasta el productor final. Recientemente se ha desarrollado y publicado un estándar IPC para facilitar este intercambio de datos, el IPC-1752. [11] Se habilita a través de dos formularios PDF que son de uso gratuito.
RoHS se aplica a estos productos en la UE, ya sean fabricados dentro de la UE o importados. Se aplican ciertas exenciones, que la UE actualiza ocasionalmente.
Las sustancias restringidas por RoHS se han utilizado en una amplia gama de productos electrónicos de consumo. Ejemplos de componentes que han contenido plomo incluyen:
El cadmio se encuentra en muchos de los componentes anteriores; los ejemplos incluyen pigmentación plástica, baterías de níquel-cadmio (NiCd) y fotocélulas de CdS (utilizadas en luces nocturnas). El mercurio se utiliza en aplicaciones de iluminación e interruptores de automóviles; los ejemplos incluyen lámparas fluorescentes e interruptores basculantes de mercurio (que rara vez se utilizan hoy en día). El cromo hexavalente se utiliza en acabados metálicos para prevenir la corrosión. Los bifenilos polibromados y los éteres/óxidos de difenilo se utilizan principalmente como retardantes de llama. [12]
RoHS y otros esfuerzos para reducir los materiales peligrosos en la electrónica están motivados en parte para abordar el problema global de los desechos de productos electrónicos de consumo. A medida que las nuevas tecnologías llegan a un ritmo cada vez mayor, los consumidores están descartando sus productos obsoletos antes que nunca. Estos residuos acaban en vertederos y en países como China para ser "reciclados". [13]
En el mercado móvil, preocupado por la moda, 98 millones de teléfonos móviles estadounidenses atendieron su última llamada en 2005. En total, la EPA estima que en EE.UU. ese año, entre 1,5 y 1,9 millones de toneladas de computadoras, televisores, VCR, monitores, teléfonos móviles y otros equipos fueron descartados. Si se contabilizan todas las fuentes de desechos electrónicos, podrían totalizar 50 millones de toneladas al año en todo el mundo, según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. [14]
Los productos electrónicos estadounidenses enviados a países como Ghana en África occidental con el pretexto de reciclarlos pueden estar haciendo más daño que bien. Los trabajadores adultos y niños que realizan estos trabajos no sólo están siendo envenenados por metales pesados, sino que estos metales están regresando a los EE.UU. "En este momento, los EE.UU. están enviando grandes cantidades de materiales con plomo a China, y China es el principal centro manufacturero del mundo", dijo el Dr. ”, dice Jeffrey Weidenhamer , profesor de química en la Universidad Ashland en Ohio. "No es tan sorprendente que el círculo se haya cerrado y ahora volvamos a tener productos contaminados". [13]
Además del problema de los desechos de alta tecnología, RoHS refleja la investigación contemporánea de los últimos 50 años en toxicología biológica que reconoce los efectos a largo plazo de la exposición a sustancias químicas de bajo nivel en las poblaciones. Nuevas pruebas son capaces de detectar concentraciones mucho más pequeñas de tóxicos ambientales. Los investigadores están asociando estas exposiciones con cambios neurológicos, de desarrollo y reproductivos.
RoHS y otras leyes ambientales contrastan con las leyes históricas y contemporáneas que buscan abordar únicamente la toxicología aguda, es decir, la exposición directa a grandes cantidades de sustancias tóxicas que causan lesiones graves o la muerte. [15]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha publicado una evaluación del ciclo de vida (LCA) de los impactos ambientales de la soldadura sin plomo y de estaño-plomo , tal como se utiliza en productos electrónicos. [16] Para las soldaduras de barra, cuando solo se consideraron las soldaduras sin plomo, la alternativa de estaño/cobre tuvo las puntuaciones más bajas (mejores). Para las soldaduras en pasta, bismuto / estaño /plata tuvieron las puntuaciones de impacto más bajas entre las alternativas sin plomo en todas las categorías excepto en el consumo de recursos no renovables . Tanto para las soldaduras en pasta como en barra, todas las alternativas de soldadura sin plomo tuvieron una puntuación LCA más baja (mejor) en categorías de toxicidad que la soldadura de estaño/plomo. Esto se debe principalmente a la toxicidad del plomo y a la cantidad de plomo que se lixivia de los conjuntos de placas de cableado impreso, según lo determinado por el estudio de lixiviación realizado por la asociación. Los resultados del estudio brindan a la industria un análisis objetivo de los efectos ambientales del ciclo de vida de las principales soldaduras alternativas sin plomo, lo que permite a la industria considerar las preocupaciones ambientales junto con los parámetros de costo y rendimiento evaluados tradicionalmente. Esta evaluación también permite a la industria redirigir esfuerzos hacia productos y procesos que reduzcan la huella ambiental de las soldaduras, incluido el consumo de energía, las emisiones de químicos tóxicos y los riesgos potenciales para la salud humana y el medio ambiente. Otra evaluación del ciclo de vida realizada por el IKP de la Universidad de Stuttgart muestra resultados similares a los del estudio de la EPA. [17]
La prohibición de concentraciones de retardantes de llama bromados (BFR) superiores al 0,1% en los plásticos ha afectado al reciclaje de plásticos. A medida que más y más productos incluyen plásticos reciclados, se ha vuelto fundamental conocer la concentración de BFR en estos plásticos, ya sea rastreando los orígenes de los plásticos reciclados para establecer las concentraciones de BFR o midiendo las concentraciones de BFR a partir de muestras. Los plásticos con altas concentraciones de BFR son costosos de manipular o desechar, mientras que los plásticos con niveles inferiores al 0,1% tienen valor como materiales reciclables.
Existen varias técnicas analíticas para la medición rápida de concentraciones de BFR. La espectroscopia de fluorescencia de rayos X puede confirmar la presencia de bromo (Br), pero no indica la concentración de BFR ni una molécula específica. La espectrometría de masas con unión iónica (IAMS) se puede utilizar para medir las concentraciones de BFR en plásticos. La prohibición de BFR ha afectado significativamente tanto a las fases iniciales (selección de materiales plásticos) como a las fases finales (reciclado de materiales plásticos). [ cita necesaria ]
La directiva RoHS 2 (2011/65/UE) es una evolución de la directiva original y se convirtió en ley el 21 de julio de 2011 y entró en vigor el 2 de enero de 2013. Aborda las mismas sustancias que la directiva original al tiempo que mejora las condiciones regulatorias y la claridad legal. Requiere reevaluaciones periódicas que faciliten la ampliación gradual de sus requisitos para cubrir equipos, cables y repuestos electrónicos y eléctricos adicionales. [18] El logotipo CE ahora indica cumplimiento y la declaración de conformidad RoHS 2 ahora se detalla (ver más abajo). [ cita necesaria ]
En 2012, un informe final de la Comisión Europea reveló que algunos Estados miembros de la UE consideraban que todos los juguetes estaban bajo el alcance de la Directiva primaria RoHS 1 2002/95/CE, independientemente de si sus funciones primarias o secundarias utilizaban corrientes eléctricas o campos electromagnéticos. A partir de la implementación de la Directiva RoHS 2 o RoHS Recast 2011/65/UE, todos los Estados miembros afectados tendrán que cumplir con la nueva regulación.
La diferencia clave en la refundición es que ahora es necesario demostrar la conformidad de manera similar a las directivas LVD y EMC. No poder demostrar el cumplimiento en archivos suficientemente detallados y no garantizar que se implemente en producción es ahora un delito penal. Al igual que otras directivas de marcado CE, exige el control de la producción y la trazabilidad de los archivos técnicos. Describe dos métodos para lograr la presunción de conformidad (Directiva 2011/65/UE, artículo 16.2): o los archivos técnicos deben incluir datos de prueba para todos los materiales o se utiliza una norma aceptada en el diario oficial de la directiva. Actualmente, la única norma es EN IEC 63000:2018 (basada en IEC 63000:2016 que reemplazó a EN 50581:2012), un método basado en el riesgo para reducir la cantidad de datos de prueba necesarios (lista de normas armonizadas para RoHS2, DOUE C363/6).
Una de las consecuencias del requisito de demostrar la conformidad es la exigencia de conocer el uso exento de cada componente; de lo contrario, no es posible conocer el cumplimiento cuando el producto se comercializa, el único momento en el que el producto debe ser "cumplido". '. Muchos no entienden que el "cumplimiento" varía según las exenciones vigentes y que es muy posible fabricar un producto que no cumple con los componentes "cumples". El cumplimiento deberá calcularse el día de la comercialización. En realidad, esto significa conocer el estado de exención de todos los componentes y agotar las existencias de piezas antiguas antes de la fecha de vencimiento de las exenciones (Directiva 2011/65/UE, artículo 7.b que hace referencia a la Decisión 768/2008/CE Módulo A Control interno de la producción ). No tener un sistema para gestionar esto podría verse como una falta de diligencia y podría ocurrir un proceso penal (Instrumento del Reino Unido 2012 N. 3032 sección 39 Sanciones).
RoHS 2 también tiene un enfoque más dinámico para las exenciones, creando una caducidad automática si las exenciones no se renuevan a petición de la industria. Además, se pueden añadir nuevas sustancias a la lista controlada, y se espera que para 2019 se controlen 4 nuevas sustancias. Todo ello implica que se requieren mayores sistemas de control y actualización de la información. [ cita necesaria ]
Otras diferencias incluyen nuevas responsabilidades para los importadores y distribuidores y marcas para mejorar la trazabilidad de los archivos técnicos. Estos forman parte del NLF para directivas y hacen de la cadena de suministro una parte más activa de la vigilancia (Directiva 2011/65/UE, artículos 7, 9, 10).
Ha habido una enmienda adicional reciente 2017/2102 a 2011/65
La directiva RoHS 2 (2011/65/EU) permite agregar nuevos materiales y se destacan 4 materiales para esta atención en la versión original, la enmienda 2015/863 agrega cuatro sustancias adicionales al Anexo II de 2011/65/EU (3 Se recomienda investigar /4 de las nuevas restricciones en la directiva original, ref. Párrafo 10 del preámbulo). Esta es otra razón por la que las declaraciones de cumplimiento de RoHS de componentes simples no son aceptables, ya que los requisitos de cumplimiento varían según la fecha de comercialización del producto (ref. IEC 63000:2016). Los requisitos adicionales de restricción y evidencia de cuatro sustancias se aplicarán a los productos comercializados a partir del 22 de julio de 2019, excepto cuando las exenciones lo permitan, como se establece en el Anexo III, [5] aunque en el momento de redactar este informe no existen ni se han aplicado exenciones. para, para estos materiales. Las cuatro sustancias adicionales son
Las concentraciones máximas permitidas en productos no exentos son del 0,1%.
Las nuevas sustancias también figuran en la lista de candidatos de REACH y el DEHP no está autorizado para su fabricación (uso como sustancia) en la UE según el Anexo XIV de REACH. [19]
Con la refundición de la Directiva RoHS (I) original (2002/95/CE), el alcance de la directiva se desacopló del alcance de la Directiva WEEE y se introdujo un alcance abierto. La Directiva RoHS (II) (2011/65/UE) era aplicable a todos los equipos eléctricos y electrónicos. Las limitaciones y exclusiones del alcance se introdujeron específicamente en el artículo 2, apartado 4, a) a j) de la Directiva refundida. Todos los demás AEE estaban dentro del ámbito de aplicación de la Directiva, a menos que se hayan concedido exenciones específicas mediante actos delegados de la Comisión (véase el siguiente párrafo).
Las exclusiones del alcance se enumeran a continuación [20]
Esta Directiva no se aplica a:
Hay más de 80 exenciones, algunas de las cuales son bastante amplias. Las exenciones expirarán automáticamente después de 5 o 7 años a menos que se renueven. [18] [21]
Según Hewlett-Packard : "La Unión Europea está reduciendo gradualmente el alcance de muchas de las exenciones RoHS actuales y extinguiéndolas. Además, es probable que en los próximos años se introduzcan nuevas restricciones de sustancias". [18]
Algunas exenciones: [22]
Los dispositivos médicos estaban exentos en la directiva original. [24] RoHS 2 redujo el alcance de la exención a dispositivos médicos implantables activos únicamente (Categoría 4h). Ahora se incluyen los dispositivos de diagnóstico in vitro (DDIV) y otros dispositivos médicos. [25]
Los vehículos automotores están exentos (Categoría 4f). En cambio, los vehículos se abordan en la Directiva sobre vehículos al final de su vida útil (Directiva 2000/53/CE). [26]
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Los productos dentro del alcance de la directiva RoHS 2 deben mostrar la marca CE , el nombre y la dirección del fabricante y un número de serie o de lote. Las partes que necesiten conocer información de cumplimiento más detallada pueden encontrarla en la Declaración de conformidad de la UE para el producto creada por el fabricante (propietario de la marca) responsable del diseño o el representante de la UE. El reglamento también exige que la mayoría de los actores en la cadena de suministro del producto (importadores y distribuidores) conserven y verifiquen este documento, además de garantizar que se haya seguido un proceso de conformidad y que se proporcione la traducción correcta al idioma de las instrucciones. El fabricante debe conservar cierta documentación para demostrar la conformidad, conocida como expediente técnico o registros técnicos. La directiva exige que el fabricante demuestre la conformidad mediante el uso de datos de prueba para todos los materiales o siguiendo una norma armonizada (IEC 63000:2016 es la única norma en el momento de escribir este artículo). Los reguladores pueden solicitar este archivo o, más probablemente, datos específicos del mismo, ya que probablemente será muy grande. [27] [ cita necesaria ]
RoHS no requería ningún etiquetado de producto específico, pero muchos fabricantes han adoptado sus propias marcas de cumplimiento para reducir la confusión. Los indicadores visuales incluyen etiquetas explícitas de "cumple con RoHS", hojas verdes, marcas de verificación y marcas de "libre de PB". Las etiquetas chinas RoHS, una "e" minúscula dentro de un círculo con flechas, también pueden implicar cumplimiento.
RoHS 2 intenta abordar este problema exigiendo la marca CE antes mencionada, cuyo uso está supervisado por la agencia de cumplimiento de normas comerciales. [28] Afirma que la única indicación permitida de cumplimiento de RoHS es la marca CE. [29] La WEEE ( Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos ), estrechamente relacionada, que se convirtió en ley simultáneamente con RoHS, muestra un logotipo de bote de basura con una "X" atravesado y, a menudo, acompaña a la marca CE.
Las nuevas restricciones de sustancias que se están considerando para su introducción en los próximos años incluyen ftalatos, retardantes de llama bromados (BFR), retardantes de llama clorados (CFR) y PVC. [18]
La Ley de Seguridad de los Productos de Consumo se promulgó en 1972, seguida de la Ley de Mejora de la Seguridad de los Productos de Consumo en 2008.
California aprobó la Ley de Reciclaje de Residuos Electrónicos de 2003 (EWRA). Esta ley prohíbe la venta de dispositivos electrónicos después del 1 de enero de 2007, cuya venta está prohibida según la directiva RoHS de la UE, pero en un ámbito mucho más limitado que incluye LCD, CRT y similares y solo cubre los cuatro metales pesados restringidos por RoHS. . EWRA también tiene un requisito de divulgación de material restringido.
A partir del 1 de enero de 2010, la Ley de Eficiencia de Iluminación y Reducción de Tóxicos de California aplica RoHS a las luces de uso general, es decir, "lámparas, bombillas, tubos u otros dispositivos eléctricos que proporcionan iluminación funcional para uso residencial en interiores, uso comercial en interiores y exteriores". [34]
Otros estados y ciudades de EE. UU. están debatiendo si adoptar leyes similares, y hay varios estados que ya tienen prohibiciones del mercurio y los PBDE. [ cita necesaria ]
El 31 de enero de 2020, el Reino Unido completó su retirada de la Unión Europea y posteriormente entró en una fase de transición que se extendió del 1 de febrero al 31 de diciembre de 2020. Este evento se conoce comúnmente como Brexit. Durante este período de transición, el Reino Unido llevó a cabo una evaluación exhaustiva de varias regulaciones, incluida RoHS. La RoHS del Reino Unido se mantiene bien alineada con la RoHS de la UE, con alcances, sustancias restringidas, umbrales y exenciones similares. [35] [36]
Se encuentran disponibles estándares y certificaciones a nivel mundial bajo la norma QC 080000, regida por la Autoridad Nacional de Estándares de Irlanda , para garantizar el control de sustancias peligrosas en aplicaciones industriales.
En 2012, la Agencia de Productos Químicos de Suecia (Kemi) y la Autoridad de Seguridad Eléctrica probaron 63 productos de electrónica de consumo y descubrieron que 12 no cumplían. Kemi afirma que esto es similar a los resultados de las pruebas de años anteriores. "Once productos contenían niveles prohibidos de plomo y uno de retardantes de llama de éter de difenilo polibromado. Los detalles de siete empresas se han transmitido a los fiscales suecos. Kemi dice que los niveles de incumplimiento de RoHS son similares a los de años anteriores y siguen siendo demasiado altos. " [37]
RoHS no es el único estándar medioambiental que los desarrolladores de productos electrónicos deben tener en cuenta. Los fabricantes descubrirán que es más barato tener una única lista de materiales para un producto que se distribuye en todo el mundo, en lugar de personalizar el producto para que se ajuste a las leyes medioambientales específicas de cada país. Por lo tanto, desarrollan sus propios estándares, que permiten solo las sustancias más estrictas permitidas.
Por ejemplo, IBM obliga a cada uno de sus proveedores a completar un formulario de Declaración de contenido del producto [38] para documentar el cumplimiento de su estándar ambiental 'Requisitos ambientales básicos para materiales, piezas y productos para productos de hardware con el logotipo de IBM'. [39] Así, IBM prohibió el DecaBDE , a pesar de que anteriormente existía una exención RoHS para este material [40] (anulada por el Tribunal Europeo en 2008). [41]
De manera similar, aquí está el estándar ambiental de Hewlett-Packard . [42]
Los efectos adversos sobre la calidad y confiabilidad del producto, además del alto costo de cumplimiento (especialmente para las pequeñas empresas) se citan como críticas a la directiva, así como las primeras investigaciones que indican que los beneficios del ciclo de vida de la soldadura sin plomo versus los materiales de soldadura tradicionales son mixtos. [dieciséis]
Las críticas anteriores procedían de una industria que se resistía al cambio y de una mala comprensión de las soldaduras y los procesos de soldadura. Se propugnó la desinformación deliberada para resistir lo que se percibía como una "barrera no arancelaria creada por burócratas europeos". Muchos creen que la industria es más fuerte ahora gracias a esta experiencia y tiene una mejor comprensión de la ciencia y las tecnologías involucradas. [43]
Una crítica a RoHS es que la restricción de plomo y cadmio no aborda algunas de sus aplicaciones más prolíficas, y al mismo tiempo resulta costoso para la industria electrónica cumplir con [ cita requerida ] . En concreto, el plomo total utilizado en la electrónica representa sólo el 2% del consumo mundial de plomo, mientras que el 90% del plomo se utiliza para las baterías (cubierto por la directiva sobre baterías, como se mencionó anteriormente, que exige el reciclaje y limita el uso de mercurio y cadmio, pero no restringe el plomo). Otra crítica es que menos del 4% del plomo en los vertederos se debe a componentes electrónicos o placas de circuitos, mientras que aproximadamente el 36% se debe al vidrio con plomo de los monitores y televisores de tubos de rayos catódicos , que puede contener hasta 2 kg por pantalla. Este estudio se realizó justo después del boom tecnológico . [44]
Los sistemas de soldadura sin plomo más comunes tienen un punto de fusión más alto, por ejemplo, una diferencia típica de 30 °C para las aleaciones de estaño, plata y cobre, pero las temperaturas de soldadura por ola son aproximadamente las mismas, ~255 °C; [43] sin embargo, a esta temperatura la mayoría de las soldaduras sin plomo típicas tienen tiempos de humectación más prolongados que la soldadura eutéctica Pb/Sn 37:63. [45] Además, la fuerza de humectación suele ser menor, [45] lo que puede ser desventajoso (para el llenado de orificios), pero ventajoso en otras situaciones (componentes muy espaciados).
Se debe tener cuidado al seleccionar las soldaduras RoHS, ya que algunas formulaciones son más duras y con menos ductilidad, lo que aumenta la probabilidad de grietas en lugar de deformación plástica , que es típica de las soldaduras que contienen plomo. [ cita necesaria ] Las grietas pueden ocurrir debido a fuerzas térmicas o mecánicas que actúan sobre los componentes o la placa de circuito, siendo las primeras más comunes durante la fabricación y las segundas en el campo. Las soldaduras RoHS presentan ventajas y desventajas a este respecto, dependiendo del embalaje y la formulación. [46]
El editor de Conformity Magazine se preguntó en 2005 si la transición a la soldadura sin plomo afectaría la confiabilidad a largo plazo de los dispositivos y sistemas electrónicos, especialmente en aplicaciones de misión más crítica que en productos de consumo, citando posibles fallas debido a otros factores ambientales como la oxidación. . [47] El " Manual técnico y de legislación RoHS " de Farnell/Newark InOne de 2005 , [48] cita estos y otros problemas de soldadura "sin plomo", tales como:
Los posibles problemas de confiabilidad se abordaron en el punto 7 del anexo de la directiva RoHS, otorgando algunas exenciones específicas de la regulación hasta 2010. Estas cuestiones surgieron cuando la directiva se implementó por primera vez en 2003 y los efectos de confiabilidad eran menos conocidos. [49]
Otro problema potencial que pueden enfrentar algunas soldaduras sin plomo y con alto contenido de estaño es el crecimiento de bigotes de estaño . Estas finas hebras de estaño pueden crecer y hacer contacto con una traza adyacente, desarrollando un cortocircuito . El plomo en la soldadura suprime el crecimiento de bigotes de estaño. Históricamente, los bigotes de estaño se han asociado con un puñado de fallas, incluido el cierre de una planta de energía nuclear y un incidente con un marcapasos en el que se utilizó estaño puro. Sin embargo, estos fallos son anteriores a RoHS. Tampoco involucran productos electrónicos de consumo y, por lo tanto, pueden emplear sustancias restringidas por RoHS si lo desea. Los fabricantes de equipos electrónicos para aplicaciones aeroespaciales de misión crítica han seguido una política de cautela y, por lo tanto, se han resistido a la adopción de soldaduras sin plomo.
Para ayudar a mitigar problemas potenciales, los fabricantes de productos sin plomo están utilizando una variedad de enfoques, como formulaciones de estaño y zinc que producen bigotes no conductores o formulaciones que reducen el crecimiento, aunque no lo detienen por completo en todas las circunstancias. [50] Afortunadamente, la experiencia hasta ahora sugiere que los casos implementados de productos que cumplen con RoHS no están fallando debido al crecimiento de los bigotes. El Dr. Ronald Lasky de Dartmouth College informa: "RoHS ha estado en vigor durante más de 15 meses y se han producido productos que cumplen con RoHS por valor de aproximadamente 400 mil millones de dólares. Con todos estos productos en el campo, no hay cantidades significativas de bigotes de estaño". Se han reportado fallas relacionadas." [51] El crecimiento de los bigotes ocurre lentamente con el tiempo, es impredecible y no se comprende completamente, por lo que el tiempo puede ser la única prueba verdadera de estos esfuerzos. El crecimiento de los bigotes es incluso observable en las soldaduras a base de plomo, aunque en una escala mucho menor.
Algunos países han eximido de la legislación los productos de infraestructura médica y de telecomunicaciones. [52] Sin embargo, esto puede ser un punto discutible, ya que a medida que los fabricantes de componentes electrónicos conviertan sus líneas de producción para producir solo piezas sin plomo, las piezas convencionales con soldadura eutéctica de estaño-plomo simplemente no estarán disponibles, ni siquiera para los sectores militar, aeroespacial e industrial. usuarios. En la medida en que solo se trate de soldadura, esto se ve al menos parcialmente mitigado por la compatibilidad de muchos componentes sin plomo con procesos de soldadura que contienen plomo. Los componentes basados en Leadframe , como paquetes planos cuádruples (QFP), circuitos integrados de contorno pequeño (SOIC) y paquetes de contorno pequeño (SOP) con cables de ala de gaviota, son generalmente compatibles ya que el acabado de los cables de la pieza aporta una pequeña cantidad de material. hasta la junta terminada. Sin embargo, componentes como los Ball Grid Arrays (BGA), que vienen con bolas de soldadura sin plomo y piezas sin plomo, a menudo no son compatibles con los procesos que contienen plomo. [53]
No existen exenciones de minimis , por ejemplo, para las microempresas. Este efecto económico se anticipó y se hicieron al menos algunos intentos de mitigarlo. [54]
Otra forma de efecto económico es el costo de las fallas del producto durante el cambio al cumplimiento de RoHS. Por ejemplo, los bigotes de estaño fueron responsables de una tasa de falla del 5% en ciertos componentes de los relojes suizos Swatch en 2006, antes de la implementación de RoHS en julio, lo que supuestamente provocó un retiro de mil millones de dólares. [55] [56] Swatch respondió a esto solicitando una exención al cumplimiento de RoHS, pero esto fue denegado. [57] [58]
RoHS ayuda a reducir los daños a las personas y al medio ambiente en los países del tercer mundo donde termina gran parte de los "desechos de alta tecnología" actuales. [14] [59] [60] El uso de soldaduras y componentes sin plomo reduce los riesgos para los trabajadores de la industria electrónica en operaciones de fabricación y prototipos. El contacto con la soldadura en pasta ya no representa el mismo riesgo para la salud que antes. [61]
Contrariamente a las predicciones de fallas generalizadas de componentes y confiabilidad reducida, el primer aniversario de RoHS (julio de 2007) pasó sin grandes alardes. [62] La mayoría de los productos electrónicos de consumo contemporáneos cumplen con RoHS. En 2013, se utilizan millones de productos compatibles en todo el mundo.
Muchas empresas de electrónica mantienen páginas de "estado RoHS" en sus sitios web corporativos. Por ejemplo, el sitio web de AMD dice:
Aunque las soldaduras que contienen plomo no se pueden eliminar por completo de todas las aplicaciones actuales, los ingenieros de AMD han desarrollado soluciones técnicas efectivas para reducir el contenido de plomo en microprocesadores y conjuntos de chips para garantizar el cumplimiento de RoHS y al mismo tiempo minimizar los costos y mantener las características del producto. No hay cambios en las especificaciones de ajuste, funcionales, eléctricas o de rendimiento. Se espera que los estándares de calidad y confiabilidad para los productos que cumplen con RoHS sean idénticos en comparación con los paquetes actuales. [63]
Las tecnologías de acabado de placas de circuito impreso RoHS están superando las formulaciones tradicionales en choque térmico de fabricación, imprimibilidad de pasta de soldadura, resistencia de contacto y rendimiento de unión de cables de aluminio y acercándose a su rendimiento en otros atributos. [64]
Las propiedades de la soldadura sin plomo, como su resistencia a altas temperaturas, se han utilizado para evitar fallas en condiciones de campo difíciles. Estas condiciones incluyen temperaturas de funcionamiento con ciclos de prueba en el rango de −40 °C a +150 °C con requisitos severos de vibración e impacto. Los fabricantes de automóviles están recurriendo a soluciones RoHS ahora que la electrónica se traslada al compartimento del motor. [sesenta y cinco]
Una de las principales diferencias entre las soldaduras en pasta que contienen plomo y las que no contienen plomo es el "flujo" de la soldadura en su estado líquido. La soldadura que contiene plomo tiene una tensión superficial más baja y tiende a moverse ligeramente para adherirse a las superficies metálicas expuestas que tocan cualquier parte de la soldadura líquida. Por el contrario, la soldadura sin plomo tiende a permanecer en su lugar cuando está en estado líquido y se adhiere a las superficies metálicas expuestas solo donde la soldadura líquida la toca.
Esta falta de "flujo", aunque normalmente se considera una desventaja porque puede provocar conexiones eléctricas de menor calidad, se puede utilizar para colocar componentes con mayor firmeza que antes debido a las propiedades de las soldaduras que contienen plomo.
Por ejemplo, Motorola informa que sus nuevas técnicas de ensamblaje de dispositivos inalámbricos RoHS están "...permitiendo una unidad más pequeña, delgada y liviana". Su teléfono Motorola Q no habría sido posible sin la nueva soldadura. La soldadura sin plomo permite un espaciado más reducido entre las almohadillas. [66]
La investigación de nuevas aleaciones y tecnologías está permitiendo a las empresas lanzar productos RoHS que actualmente están exentos de cumplimiento, por ejemplo , servidores informáticos. [67] IBM ha anunciado una solución RoHS para uniones de soldadura con alto contenido de plomo que alguna vez se pensó que seguía siendo una exención permanente. La tecnología de envasado sin plomo "...ofrece ventajas económicas en relación con los procesos de choque tradicionales, como la reducción de residuos de soldadura, el uso de aleaciones a granel, un tiempo de comercialización más rápido para los productos y una tasa de uso de productos químicos mucho menor". [68] [69]
Los proveedores de pruebas y mediciones, como National Instruments , también han comenzado a producir productos que cumplen con RoHS, a pesar de que los dispositivos de esta categoría están exentos de la directiva RoHS. [70]
El cumplimiento de RoHS puede ser engañoso porque RoHS3 (UE) permite exenciones, ej. Hasta un 85% de contenido de plomo para aleaciones de soldadura de alta temperatura. [5]
Por lo tanto, las buenas empresas deberían definir claramente su nivel de cumplimiento en las hojas de datos principales (DS) de sus productos; Lo ideal es que proporcionen una hoja de contenido del producto (PCS) con una declaración completa de sustancias en masa. De manera similar, los buenos desarrolladores (y usuarios) deben validar cuidadosamente la información del producto para asegurarse de obtener la seguridad material exacta que se espera.
Ejemplos de la industria:
Ideal: compatible con RoHS3 sin exenciones
Buen estándar mínimo: cumple con RoHS3 con exención para el contenido de plomo en el material interno (para ayudar a prevenir la exposición al plomo al tacto y las fugas de plomo en el agua).
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