La Directiva 2002/95/CE sobre restricción de sustancias peligrosas ( 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 fue 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 es de obligado cumplimiento y se convirtió en ley en cada estado miembro. [3] Esta directiva restringe (con excepciones) el uso de diez materiales peligrosos en la fabricación de varios tipos de equipos electrónicos y eléctricos. Además de las excepciones, existen exclusiones para productos como los paneles solares. Está estrechamente vinculada con la Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) 2002/96/CE (ahora sustituida [4] ) que establece objetivos de recogida, reciclado y recuperación de productos eléctricos y forma parte de una iniciativa legislativa para resolver el problema de las enormes cantidades de residuos electrónicos tóxicos . En el habla, RoHS a menudo se escribe o se pronuncia [ cita requerida ] / r ɒ s / , / r ɒ ʃ / , / r oʊ z / o / ˈ r oʊ h ɒ z / , y se refiere a la norma de la UE, a menos que se califique lo contrario .
Cada estado miembro de la Unión Europea adoptará sus propias políticas de aplicación e implementación utilizando la directiva como guía.
A menudo se hace referencia a la RoHS como la "directiva sin plomo", pero restringe el uso de las siguientes diez sustancias:
Concentración máxima permitida: 0,1% [5]
Máximo de cadmio: 0,01 % [5]
El DEHP, el BBP, el DBP y el DIBP se añadieron como parte de la DIRECTIVA (UE) 2015/863 que se publicó el 31 de marzo de 2015. [5]
El PBB y el PBDE son retardantes de llama que se utilizan en varios plásticos. El cromo hexavalente se utiliza en cromado , recubrimientos y capas de imprimación cromadas y en ácido crómico .
Las concentraciones máximas permitidas en productos no exentos son de 0,1% o 1000 ppm (excepto en el caso del cadmio , que está limitado a 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 pueda (teóricamente) separarse mecánicamente, por ejemplo, la funda de un cable o el estañado del cable de un componente.
Por ejemplo, una radio se compone de una caja, tornillos , arandelas , una placa de circuito, altavoces, etc. Los tornillos, las arandelas y la caja pueden estar hechos de materiales homogéneos, pero los demás componentes comprenden múltiples subcomponentes de muchos tipos diferentes de materiales. Por ejemplo, una placa de circuito se compone de una placa de circuito impreso (PCB) desnuda, 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 de una tira de cobre con un revestimiento superficial. Un altavoz se compone de un imán permanente, un cable de cobre, papel, etc.
Todo lo que pueda identificarse como material homogéneo debe cumplir con el límite. Por lo tanto, si resulta que la carcasa estaba hecha de plástico con 2300 ppm (0,23 %) de PBB utilizado como retardante de llama, entonces toda la radio no cumpliría con los requisitos de la directiva.
En un esfuerzo por cerrar las lagunas de la RoHS 1, en mayo de 2006 se pidió a la Comisión Europea que revisara dos categorías de productos actualmente excluidas (equipos de control y monitoreo, y dispositivos médicos) para su futura inclusión en los productos que deben cumplir con la RoHS. [6] Además, la comisión acepta solicitudes de extensión de plazos o de exclusiones por categorías de sustancias, ubicación de la sustancia o peso. [7] En julio de 2011 se publicó una nueva legislación en el diario oficial que reemplaza esta exención.
Tenga en cuenta que las baterías no están incluidas en el ámbito de aplicación de RoHS. Sin embargo, en Europa, las baterías están sujetas a la Directiva sobre baterías de 1991 de la Comisión Europea (91/157/EEC [8] ), cuyo ámbito de aplicación se ha ampliado recientemente [ ¿cuándo? ] y se ha aprobado en forma de la nueva directiva sobre baterías , versión 2003/0282 COD, [9] que será oficial cuando se presente y publique en el Diario Oficial de la UE. Si bien la primera Directiva sobre baterías abordaba posibles problemas de barreras comerciales provocados por la dispar implementación de los distintos estados miembros europeos, la nueva directiva destaca de forma más explícita la mejora y la protección del medio ambiente de los efectos negativos de los residuos 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 el fabricante al 45% para 2016. También establece límites de 5 ppm de mercurio y 20 ppm de cadmio para las baterías, excepto las utilizadas en dispositivos médicos, de emergencia o herramientas eléctricas portátiles. [10] Aunque no se establecen límites cuantitativos para las cantidades de plomo, plomo-ácido, níquel y níquel-cadmio en las baterías, se cita la necesidad de restringir estas sustancias y prever el reciclaje de hasta el 75% de las baterías que contienen estas sustancias. También existen disposiciones para marcar las baterías con símbolos en relación con el contenido de metal e información sobre la recogida para reciclaje.
La directiva se aplica a los equipos definidos en una sección de la directiva RAEE. Se aplican las siguientes categorías numéricas:
No se aplica a las herramientas y plantas industriales fijas. El cumplimiento es responsabilidad de la empresa que pone el producto en el mercado, tal 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 una norma IPC para facilitar este intercambio de datos, la IPC-1752. [11] Se habilita a través de dos formularios PDF que son de uso gratuito.
La directiva RoHS se aplica a estos productos en la UE, ya sean fabricados en la UE o importados. Se aplican ciertas exenciones, que la UE actualiza periódicamente.
Las sustancias restringidas por RoHS se han utilizado en una amplia gama de productos electrónicos de consumo. Algunos ejemplos de componentes que contenían plomo son:
El cadmio se encuentra en muchos de los componentes anteriores; por ejemplo, en la pigmentación de plásticos, las baterías de níquel-cadmio (NiCd) y las fotocélulas de CdS (utilizadas en las luces nocturnas). El mercurio se utiliza en aplicaciones de iluminación e interruptores de automóviles; por ejemplo, en lámparas fluorescentes e interruptores de inclinación de mercurio (que rara vez se utilizan en la actualidad). El cromo hexavalente se utiliza en acabados metálicos para evitar la corrosión. Los bifenilos polibromados y los éteres/óxidos de difenilo se utilizan principalmente como retardantes de llama. [12]
La directiva RoHS y otras iniciativas para reducir los materiales peligrosos en los productos electrónicos tienen como objetivo, en parte, abordar el problema mundial de los desechos de productos electrónicos de consumo. A medida que la llegada de nuevas tecnologías se hace cada vez más frecuente, los consumidores desechan sus productos obsoletos antes que nunca. Estos desechos terminan en vertederos y en países como China para ser "reciclados". [13]
En el mercado de la telefonía móvil, tan preocupado por la moda, en 2005 se desecharon 98 millones de teléfonos móviles en Estados Unidos. En total, la EPA calcula que en ese año se desecharon en Estados Unidos entre 1,5 y 1,9 millones de toneladas de ordenadores, televisores, videograbadoras, monitores, teléfonos móviles y otros equipos. Si se contabilizan todas las fuentes de residuos electrónicos, podrían llegar a un total de 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 que se envían a países como Ghana, en África occidental, bajo el pretexto de reciclarlos pueden estar haciendo más daño que bien. No sólo los trabajadores adultos y niños que realizan estos trabajos se están envenenando con 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", dice el Dr. Jeffrey Weidenhamer , profesor de química en la Universidad Ashland en Ohio. "No es tan sorprendente que las cosas se estén volviendo a dar y ahora estemos recibiendo productos contaminados". [13]
Además del problema de los desechos de alta tecnología, la directiva 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. Las 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.
La Directiva 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 usa 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 tuvo las puntuaciones de impacto más bajas entre las alternativas sin plomo en cada categoría, excepto el consumo de recursos no renovables . Tanto para las soldaduras en pasta como para las de barra, todas las alternativas de soldadura sin plomo tuvieron una puntuación LCA más baja (mejor) en las categorías de toxicidad que la soldadura de estaño/plomo. Esto se debe principalmente a la toxicidad del plomo y la cantidad de plomo que se filtra de los conjuntos de placas de circuito impreso, según lo determinado por el estudio de lixiviabilidad realizado por la asociación. Los resultados del estudio están proporcionando a la industria un análisis objetivo de los efectos ambientales del ciclo de vida de las principales soldaduras alternativas sin plomo candidatas, lo que permite a la industria considerar las preocupaciones ambientales junto con los parámetros tradicionalmente evaluados de costo y rendimiento. Esta evaluación también permite a la industria reorientar sus esfuerzos hacia productos y procesos que reduzcan la huella ambiental de las soldaduras, incluido el consumo de energía, las emisiones de sustancias químicas tóxicas y los posibles riesgos para la salud humana y el medio ambiente. Otra evaluación del ciclo de vida realizada por 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 cada vez 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 en 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 las 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 la molécula específica. La espectrometría de masas por adhesión iónica (IAMS) se puede utilizar para medir las concentraciones de BFR en plásticos. La prohibición de BFR ha afectado significativamente tanto a la fase inicial (selección de material plástico) como a la fase final (reciclado de material plástico). [ cita requerida ]
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. Se refiere a 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 electrónicos y eléctricos, cables y repuestos adicionales. [18] El logotipo CE ahora indica el cumplimiento y la declaración de conformidad RoHS 2 ahora se detalla (ver a continuación). [ cita requerida ]
En 2012, un informe final de la Comisión Europea reveló que algunos Estados miembros de la UE consideraban que todos los juguetes estaban incluidos en el ámbito de aplicación de la Directiva RoHS 1 primaria 2002/95/CE, independientemente de si sus funciones primarias o secundarias eran el uso de corrientes eléctricas o campos electromagnéticos. A partir de la aplicación de la Directiva RoHS 2 o la Directiva RoHS Recast 2011/65/UE, todos los Estados miembros afectados tendrán que cumplir con la nueva normativa.
La diferencia clave en la nueva versión es que ahora es necesario demostrar la conformidad de una manera similar a las directivas LVD y EMC. No poder demostrar la conformidad en archivos suficientemente detallados y no garantizar que se implemente en la producción es ahora un delito penal. Al igual que las demás directivas de marcado CE, exige el control de la producción y la trazabilidad hasta los archivos técnicos. Describe dos métodos para lograr la presunción de conformidad (Directiva 2011/65/UE, artículo 16.2): o bien los archivos técnicos deben incluir datos de prueba para todos los materiales o se utiliza una norma aceptada en el diario oficial para 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 saber si el producto cumple con las normas cuando se comercializa, el único momento en el que el producto debe ser "conforme". Muchas personas no entienden que la "conformidad" varía en función de las exenciones vigentes y que es muy posible fabricar un producto no conforme con componentes "conformes". La conformidad debe 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 con estado antiguo 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 disponer de un sistema para gestionar esto podría considerarse una falta de diligencia y podría dar lugar a un proceso penal (Instrumento del Reino Unido 2012 N. 3032, sección 39, sanciones).
La RoHS 2 también tiene un enfoque más dinámico para las exenciones, creando una expiración automática si las exenciones no se renuevan a pedido de la industria. Además, se pueden agregar nuevas sustancias a la lista controlada, y se espera que se controlen 4 nuevas sustancias para 2019. Todo esto significa que se requieren mayores sistemas de control y actualización de la información. [ cita requerida ]
Otras diferencias incluyen nuevas responsabilidades para los importadores y distribuidores y marcados para mejorar la trazabilidad de los expedientes técnicos. Estas son parte del nuevo marco legislativo para las directivas y hacen que la cadena de suministro sea una parte más activa de la vigilancia (Directiva 2011/65/UE, artículos 7, 9 y 10).
Recientemente se ha producido una modificación adicional de la Directiva 2017/2102 a la Directiva 2011/65
La directiva RoHS 2 (2011/65/UE) permite añadir nuevos materiales y se destacan 4 materiales para esta atención en la versión original; la enmienda 2015/863 añade cuatro sustancias adicionales al Anexo II de 2011/65/UE (3/4 de las nuevas restricciones se recomiendan para investigación 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 en que el producto se comercializa (ref. IEC 63000:2016). Los requisitos de prueba y restricción de cuatro sustancias adicionales se aplicarán a los productos comercializados a partir del 22 de julio de 2019, excepto cuando las exenciones lo permitan, como se indica en el Anexo III. [5] Aunque en el momento de redactar este artículo no existen exenciones ni se han solicitado para estos materiales. Las cuatro sustancias adicionales son
Las concentraciones máximas permitidas en productos no exentos son del 0,1%.
Las nuevas sustancias también están incluidas en la lista de sustancias candidatas 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 ámbito de aplicación de la directiva se desvinculó del ámbito de aplicación de la Directiva RAEE y se introdujo un ámbito de aplicación abierto. La Directiva RoHS (II) (2011/65/UE) era aplicable a todos los aparatos eléctricos y electrónicos. Las limitaciones y exclusiones del ámbito de aplicación se introdujeron específicamente en el artículo 2(4) 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 párrafo siguiente).
Las exclusiones del alcance se enumeran a continuación [20]
La presente Directiva no se aplica a:
Existen 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 haciéndolas expirar. Además, es probable que se introduzcan nuevas restricciones a ciertas sustancias en los próximos años". [18]
Algunas exenciones: [22]
Los dispositivos médicos estaban exentos en la directiva original. [24] RoHS 2 limitó el alcance de la exención a los dispositivos médicos implantables activos únicamente (Categoría 4h). Los dispositivos de diagnóstico in vitro (IVDD) y otros dispositivos médicos ahora están incluidos. [25]
Los vehículos automotores están exentos (categoría 4f). Los vehículos, en cambio, se abordan en la Directiva sobre vehículos al final de su vida útil (Directiva 2000/53/CE). [26]
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Los productos que se encuentran dentro del ámbito de aplicación de la directiva RoHS 2 deben mostrar la marca CE , el nombre y la dirección del fabricante y un número de serie o 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 (titular de la marca) responsable del diseño o el representante de la UE. La regulación también requiere que la mayoría de los actores en la cadena de suministro del producto (importador y distribuidores) conserven y verifiquen este documento, así como que se aseguren de que se ha seguido un proceso de conformidad y se proporciona la traducción correcta al idioma de las instrucciones. El fabricante debe conservar cierta documentación para demostrar la conformidad, conocida como archivo técnico o registros técnicos. La directiva requiere 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 redactar este artículo). Los reguladores pueden solicitar este archivo o, más probablemente, datos específicos de él, ya que probablemente será muy grande. [27] [ cita requerida ]
La directiva RoHS no exigía ningún etiquetado específico para los productos, pero muchos fabricantes han adoptado sus propias marcas de conformidad para reducir la confusión. Entre los indicadores visuales se incluyen etiquetas explícitas de "cumplimiento de RoHS", hojas verdes, marcas de verificación y marcas de "libre de PB". Las etiquetas RoHS chinas, una "e" minúscula dentro de un círculo con flechas, también pueden implicar cumplimiento.
La RoHS 2 intenta abordar esta cuestión al exigir la mencionada marca CE, cuyo uso está supervisado por la agencia de cumplimiento de las normas comerciales. [28] Establece que la única indicación permitida de cumplimiento de la RoHS es la marca CE. [29] La Directiva WEEE ( Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos ), estrechamente relacionada, que se convirtió en ley simultáneamente con la RoHS, muestra el logotipo de un cubo de basura con una "X" atravesándolo y a menudo acompaña a la marca CE.
Entre las nuevas sustancias que se están considerando restringir para su introducción en los próximos años se incluyen los ftalatos, los retardantes de llama bromados (BFR), los retardantes de llama clorados (CFR) y el PVC. [18]
La Ley de Seguridad de los Productos de Consumo se promulgó en 1972, seguida por 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, por sus siglas en inglés). Esta ley prohíbe la venta de dispositivos electrónicos a partir del 1 de enero de 2007 cuya venta esté prohibida según la directiva RoHS de la UE, pero en un ámbito mucho más limitado que incluye las pantallas LCD, los CRT y similares, y solo cubre los cuatro metales pesados restringidos por RoHS. La 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 la 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 uso en exteriores". [34]
Otros estados y ciudades de EE. UU. están debatiendo si adoptar leyes similares, y hay varios estados que ya tienen prohibiciones al mercurio y al PBDE. [ cita requerida ]
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 desde el 1 de febrero hasta el 31 de diciembre de 2020. Este evento se conoce comúnmente como Brexit. Durante este período de transición, el Reino Unido realizó una evaluación integral de varias regulaciones, incluida la 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]
Existen normas y certificaciones mundiales disponibles según el estándar QC 080000, regido por la Autoridad Nacional de Normas de Irlanda , para garantizar el control de sustancias peligrosas en aplicaciones industriales.
En 2012, la Agencia de Sustancias Químicas de Suecia (Kemi) y la Autoridad de Seguridad Eléctrica analizaron 63 productos electrónicos de consumo y descubrieron que 12 no cumplían con la normativa. Kemi afirma que los resultados de las pruebas son similares a los de años anteriores. "Once productos contenían niveles prohibidos de plomo y uno de retardantes de llama de éter de difenilo polibromado. Los fiscales suecos han recibido información sobre siete empresas. Kemi afirma que los niveles de incumplimiento de la directiva RoHS son similares a los de años anteriores y siguen siendo demasiado elevados". [37]
RoHS no es la única norma 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 propias normas, que permiten únicamente las sustancias más estrictas de todas las 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] Por lo tanto, IBM prohibió el DecaBDE , a pesar de que anteriormente existía una exención RoHS para este material [40] (revocada por el Tribunal Europeo en 2008). [41]
De manera similar, aquí está el estándar ambiental de Hewlett-Packard . [42]
Entre las críticas a la directiva se citan los efectos adversos sobre la calidad y la confiabilidad del producto, además del alto costo de cumplimiento (especialmente para las pequeñas empresas), así como las primeras investigaciones que indican que los beneficios del ciclo de vida de la soldadura sin plomo en comparación con los materiales de soldadura tradicionales son mixtos. [16]
Las críticas anteriores provenían de una industria resistente al cambio y de una mala comprensión de las soldaduras y los procesos de soldadura. Se promovió una desinformación deliberada para resistirse a lo que se percibía como una "barrera no arancelaria creada por los burócratas europeos". Muchos creen que la industria es ahora más fuerte gracias a esta experiencia y tiene una mejor comprensión de la ciencia y las tecnologías involucradas. [43]
Una crítica a la RoHS es que la restricción del plomo y el cadmio no aborda algunas de sus aplicaciones más prolíficas, al tiempo que resulta costoso para la industria electrónica cumplir con ella [ 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 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 los componentes electrónicos o las placas de circuitos, mientras que aproximadamente el 36% se debe al vidrio con plomo en los monitores y televisores de tubos de rayos catódicos , que pueden contener hasta 2 kg por pantalla. Este estudio se realizó justo después del auge 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 aleaciones de estaño-plata-cobre, pero las temperaturas de soldadura por ola son aproximadamente las mismas a ~255 °C; [43] sin embargo, a esta temperatura, la mayoría de las soldaduras sin plomo típicas tienen tiempos de humectación más largos que la soldadura eutéctica Pb/Sn 37:63. [45] Además, la fuerza de humectación suele ser menor, [45] lo que puede ser desventajoso (para rellenar agujeros), pero ventajoso en otras situaciones (componentes muy espaciados).
Se debe tener cuidado en la selección de soldaduras RoHS ya que algunas formulaciones son más duras y tienen menos ductilidad, lo que aumenta la probabilidad de grietas en lugar de deformación plástica , que es típica de las soldaduras que contienen plomo. [ cita requerida ] 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 en estos aspectos, dependiendo del empaque y la formulación. [ 46 ]
En 2005, el editor de la revista Conformity se preguntó si la transición a la soldadura sin plomo afectaría la fiabilidad a largo plazo de los dispositivos y sistemas electrónicos, especialmente en aplicaciones más críticas que en los productos de consumo, citando posibles infracciones debidas 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 la soldadura "sin plomo", como:
Las posibles preocupaciones sobre confiabilidad se abordaron en el punto 7 del Anexo de la Directiva RoHS, otorgando algunas exenciones específicas de la regulación hasta 2010. Estas cuestiones se plantearon cuando la Directiva se implementó por primera vez en 2003 y los efectos sobre la 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 filamentos de estaño . Estas delgadas hebras de estaño pueden crecer y hacer contacto con una pista adyacente, generando un cortocircuito . El plomo en la soldadura suprime el crecimiento de filamentos de estaño. Históricamente, los filamentos de estaño se han asociado con un puñado de fallas, incluyendo el cierre de una planta de energía nuclear y el incidente de un marcapasos donde se utilizó estañado puro. Sin embargo, estos fallos son anteriores a la RoHS. Tampoco involucran productos electrónicos de consumo y, por lo tanto, pueden emplear sustancias restringidas por RoHS si así se 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 los problemas potenciales, los fabricantes de productos sin plomo están utilizando una variedad de enfoques, como formulaciones de estaño y zinc que producen filamentos no conductores o formulaciones que reducen el crecimiento, aunque no detienen el crecimiento 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 filamentos. 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 aproximadamente $ 400 mil millones. Con todos estos productos en el campo, no se han informado números significativos de fallas relacionadas con filamentos de estaño". [51] El crecimiento de filamentos se produce lentamente con el tiempo, es impredecible y no se comprende por completo, por lo que el tiempo puede ser la única prueba verdadera de estos esfuerzos. El crecimiento de filamentos es observable incluso para las soldaduras a base de plomo, aunque en una escala mucho menor.
Algunos países han excluido de la legislación a 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, incluso para los usuarios militares, aeroespaciales e industriales. En la medida en que solo se utiliza soldadura, esto se mitiga al menos parcialmente por la compatibilidad de muchos componentes sin plomo con los procesos de soldadura que contienen plomo. Los componentes basados en marcos de conductores , como los paquetes planos cuádruples (QFP), los circuitos integrados de contorno pequeño (SOIC) y los paquetes de contorno pequeño (SOP) con conductores de ala de gaviota, generalmente son compatibles ya que el acabado de los conductores de la pieza aporta una pequeña cantidad de material a la unión terminada. Sin embargo, los componentes como las matrices de rejilla de bolas (BGA) que vienen con bolas de soldadura sin plomo y las 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 previó y se hicieron al menos algunos intentos de mitigarlo. [54]
Otra forma de efecto económico es el costo de las fallas de los productos durante la transición al cumplimiento de la RoHS. Por ejemplo, las partículas 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 la RoHS en julio, lo que supuestamente desencadenó una retirada de productos por valor de 1.000 millones de dólares. [55] [56] Swatch respondió a esto solicitando una exención al cumplimiento de la RoHS, pero se le denegó. [57] [58]
La directiva RoHS contribuye a reducir los daños a las personas y al medio ambiente en los países del tercer mundo, donde acaban gran parte de los "residuos 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 las operaciones de fabricación y creación de prototipos. El contacto con la pasta de soldadura ya no representa el mismo peligro para la salud que antes. [61]
Contrariamente a las predicciones de que los componentes fallarían de forma generalizada y se reduciría su fiabilidad, el primer aniversario de la RoHS (julio de 2007) pasó sin demasiados problemas. [62] La mayoría de los productos electrónicos de consumo actuales cumplen con la RoHS. En 2013, millones de productos que cumplen con la normativa están en uso en todo el mundo.
Muchas empresas de productos electrónicos mantienen páginas de "estado de RoHS" en sus sitios web corporativos. Por ejemplo, el sitio web de AMD indica:
Aunque actualmente no es posible eliminar por completo el contenido de plomo en las soldaduras de todas las aplicaciones, los ingenieros de AMD han desarrollado soluciones técnicas eficaces para reducir el contenido de plomo en los microprocesadores y chipsets y garantizar el cumplimiento de la normativa RoHS, al tiempo que se minimizan los costes y se mantienen las características del producto. No se han producido cambios en las especificaciones de ajuste, funcionales, eléctricas o de rendimiento. Se espera que los estándares de calidad y fiabilidad de los productos que cumplen la normativa RoHS sean idénticos a los de los paquetes actuales. [63]
Las tecnologías de acabado de placas de circuito impreso RoHS están superando las formulaciones tradicionales en cuanto a choque térmico de fabricación, capacidad de impresión de pasta de soldadura, resistencia de contacto y rendimiento de unión de cables de aluminio, y se están acercando 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 fallos en condiciones de campo duras. 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 compartimiento del motor. [65]
Una de las principales diferencias entre las pastas de soldadura que contienen plomo y las que no lo contienen es el "flujo" de la soldadura en su estado líquido. La soldadura que contiene plomo tiene una tensión superficial menor 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 el mismo lugar donde está en su estado líquido y se adhiere a las superficies metálicas expuestas solo donde la soldadura líquida la toca.
Esta falta de "flujo", aunque generalmente se considera una desventaja porque puede generar conexiones eléctricas de menor calidad, se puede aprovechar para colocar los componentes de manera más ajustada 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, más delgada y más liviana". Su teléfono Motorola Q no habría sido posible sin la nueva soldadura. La soldadura sin plomo permite un espaciado más estrecho entre las almohadillas. [66]
La investigación de nuevas aleaciones y tecnologías está permitiendo a las empresas lanzar al mercado 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 antes se pensaba que seguirían estando exentas de forma permanente. La tecnología de envasado sin plomo "... ofrece ventajas económicas en relación con los procesos tradicionales de "bumping", como la reducción de residuos de soldadura, el uso de aleaciones a granel, un tiempo de comercialización más rápido de 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 compatibles 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, por ejemplo, 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 de sus productos (DS); idealmente, deberían proporcionar una hoja de contenido del producto (PCS) con la declaración completa de la sustancia por masa. De manera similar, los buenos desarrolladores (y usuarios) deberían validar cuidadosamente la información del producto para asegurarse de que obtienen la seguridad exacta del material esperada.
Ejemplos de industrias:
Ideal: compatible con RoHS3 sin exenciones
Buen estándar mínimo: cumple con RoHS3 con exención para el contenido de plomo en material interno únicamente (para ayudar a prevenir la exposición al plomo al tacto y la fuga de plomo en el agua)
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