Sustain-a-Print (SaP): Materiales y procesos sostenibles para la industria de electrónica impresa

El objetivo del proyecto es impulsar la utilización de materiales reciclados, biobasados y biodegradables como alternativa a los materiales de origen fósil para la producción de electrónica impresa. Además, introducirá nuevas rutas de producción seguras y sostenibles desde su diseño (SSbD) en cada etapa del ciclo de vida de la electrónica impresa.

Contexto

A nivel europeo, el Plan de Acción de Economía Circular identifica la electrónica y los equipos electrónicos como un grupo prioritario de productos con potencial de circularidad, pero, en la actualidad, en la UE se reciclan menos del 40% de los residuos electrónicos.

El análisis de nuevas opciones y rutas más sostenibles para la electrónica que estén diseñadas para la reutilización, la reparación y el reciclado de alta calidad debe tener en cuenta varios factores, como las especificaciones del usuario industrial final, el análisis del ciclo de vida (ACV) y el fin de vida de los productos.

La electrónica impresa (PE) puede hacer frente a estos retos de sostenibilidad dadas su versatilidad y escalabilidad, así como el bajo uso de materiales que requiere.

Además, la impresión de tintas conductoras y dieléctricas en sustratos flexibles o estirables puede permitir desarrollar aplicaciones de electrónica flexible e incluso estirable, lo que abre nuevas oportunidades en el mercado.

Sin embargo, los productos de electrónica impresa terminan en vertederos o incinerados tras su fin de vida. Por ello, el principal objetivo de Sustain-a-Print (SaP) es abrir nuevas rutas de ciclo de vida y diseñar e implementar la sostenibilidad en cada paso del ciclo de vida.

Resumen y objetivos

Sustain-a-Print aspira a ofrecer alternativas recicladas, biobasadas y biodegradables a materiales utilizados en la producción de electrónica impresa de origen fósil. Para ello, se diseñarán e implementarán diferentes estrategias siguiendo metodologías SSbD con el fin de evaluar la sostenibilidad en cada paso del ciclo de vida, lo que incluye la elección de los materiales, su uso, su origen, su procesamiento, el montaje y el fin de vida. En concreto, se trabajará en cuatro áreas:

• Materiales. Se desarrollarán materiales de sustrato biodegradables y reciclables y nanomateriales funcionales (NMs) empleados en formulaciones de tinta.
• Formulaciones. Se elaborarán formulaciones de tinta y adhesivos respetuosos con el medio ambiente para optimizar su fin de vida.
• Impresión. Se desarrollarán métodos de impresión digital utilizando formulaciones de tinta en sustratos.
• Economía circular. Se descompondrán y separarán en elementos más pequeños productos de electrónica impresa para poder ser refinados y convertidos en nuevas materias primas.

Además, Sustain-a-Print introducirá nuevas rutas de producción siguiendo metodologías seguras y sostenibles por diseño (SSbD) en cada etapa del ciclo de vida de la electrónica impresa.

Para impulsar la reutilización o el reciclado de materiales de alto valor de los productos de electrónica impresa, se investigarán y desarrollarán dos rutas alternativas del ciclo de vida: la ruta del reciclado y la ruta biodegradable. Estas rutas se demostrarán a través de dos casos de aplicaciones industriales, un biosensor electroquímico y un teclado con interruptor de membrana.

Consorcio

El consorcio reúne a 11 socios entre los que se incluyen cuatro centros de investigación, seis pymes y una universidad.

1. DANISH TEKNOLOGISK INSTITUT (Coordinador) (Dinamarca).
2. CREATIVE NANO PC (Grecia).
3. LOMARTOV SL (España).
4. CENTRE FOR PROCESS INNOVATION LIMITED LBG (Reino Unido).
5. UNIVERSIDAD ARISTOTELIO PANEPISTIMIO THESSALONIKIS (Grecia).
6. AXIA INNOVATION (Alemania).
7. INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGÍSTICA – ITENE (España).
8. METROHM DROPSENS SL (España).
9. NanoScientifica Scandinavia AB (Suecia).
10. CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS, CSIC (España).
11. Melsen Tech A/S (Dinamarca).

El papel de ITENE

ITENE liderará los trabajos de definición de criterios de sostenibilidad y seguridad de productos y procesos desarrollados en el proyecto. Además, estará al frente de la definición de estrategias basadas en las propiedades de los materiales y los diferentes procesos implicados en su elaboración con el fin de reducir su potencial impacto sobre la salud humana y el medio ambiente, así como de estrategias de mejora de la sostenibilidad.

Adicionalmente, participará en el desarrollo de pigmentos y de tintas dieléctricas para electrónica sostenible. También intervendrá en las tareas de desarrollo de procesos de impresión digital, procesos de montaje/desmontaje de componentes, separación de nanopartículas y componentes del sustrato, la elaboración de métodos en los que los disolventes y los productos químicos se reutilicen de forma óptima dentro del proceso, así como la fabricación de prototipos de sistemas completos para las siguientes actividades de demostración. Además, participará en la demostración de la biodegradabilidad y el reciclado de la electrónica impresa y la validación en un entorno industrial.