Los esfuerzos de mitigación climática suelen pasar por alto las emisiones asociadas a la producción y el consumo de productos.
La transición de los materiales busca transformar el panorama actual de los materiales mediante el aumento de la eficiencia, la sustitución de materiales con altas emisiones y el refuerzo de la circularidad.
La transición de los materiales aumentará la capacidad para llevar a cabo una transición energética escalable y extenderá los esfuerzos de reducción de emisiones a los productos y sus aplicaciones.
El último informe del IPCC dejó claro que hemos llegado a un momento de «ahora o nunca» si queremos evitar el colapso climático y cumplir los objetivos climáticos mundiales. Esta advertencia llega tras años de inversión y políticas ambiciosas en apoyo de la transición energética. Desde 2010, las inversiones mundiales anuales en la transición energética crecieron un 100%, hasta alcanzar un total de 500.000 millones de dólares al año, la proporción de electricidad generada a partir de fuentes renovables aumentó hasta el 29%, y el número acumulado de vehículos eléctricos (VE) en circulación en el mundo se multiplicó por veinte.
Además, un envío pionero de amoníaco azul a Japón demostró el potencial del hidrógeno para generar electricidad sin emisiones de carbono. A pesar de estos esfuerzos, la acción climática mundial sigue siendo insuficiente para abordar la crisis climática actual, según el Sexto Informe de Evaluación del IPCC de 2021. En la COP26 de Glasgow, se calificó la próxima década como la década de la acción, en una invitación a ampliar los resultados en materia climática. Está claro que aún queda «mucho más» por hacer.
Hasta la fecha, los esfuerzos de mitigación climática se han centrado principalmente en reducir las emisiones asociadas estrictamente a la generación de energía, y a menudo han pasado por alto las emisiones vinculadas a la producción de productos y las actividades de consumo, a lo largo de las cadenas de valor de los productos y de todo su ciclo de vida. Esta perspectiva sistémica ausente es ese «algo más» que hace falta para evitar que se agraven las consecuencias climáticas.
La transición de los materiales, explicada
De hecho, un cambio de paradigma en la manera de diseñar, fabricar e incorporar materiales a estos productos es la otra forma clave de transición que permite adoptar este enfoque sistémico para abordar las emisiones. La «transición de los materiales» busca transformar el panorama actual de los materiales aumentando la eficiencia que estos propician, reduciendo el uso de materiales con altas emisiones mediante su sustitución y ampliando la reutilización directa e indirecta de materiales y la circularidad.
La eficiencia propiciada por los materiales busca reemplazar los materiales convencionales por otros avanzados que los superan ampliamente en resistencia, reducción de peso y durabilidad, para prolongar la vida útil de los productos y optimizar su consumo energético. Por ejemplo, utilizar un polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) como alternativa a las barras de acero de refuerzo prolongará la vida útil de una estructura de hormigón y reducirá las emisiones asociadas a su instalación, mantenimiento y sustitución.
¿Qué está haciendo el Foro Económico Mundial en materia de fabricación y producción?
El Centro de Fabricación Avanzada y Cadenas de Suministroconecta a líderes empresariales, gubernamentales y de la sociedad civil para comprender los cambios que están transformando la fabricación y las cadenas de valor mundiales. Ofrece un espacio de confianza para explorar la resiliencia, la sostenibilidad y la competitividad en una economía mundial cada vez más compleja.
Al facilitar la colaboración y el entendimiento común entre sectores y regiones, el Centro ayuda a sus socios a identificar vías prácticas para adaptarse, innovar y fortalecer juntos las cadenas de suministro.
Por otra parte, la sustitución de materiales busca reemplazar materiales con altas emisiones por otros más sostenibles, eliminando las emisiones asociadas a su fabricación y producción. Esto incluye sustituir el acero, el cemento y el vidrio por hormigón polimérico, fibra de vidrio, madera de ingeniería y madera contralaminada en productos y aplicaciones. Por último, la sostenibilidad de este marco se sustenta en la circularidad de los materiales, que consiste en reciclar y reutilizar los materiales y las emisiones asociadas en productos y formas de energía alternativa, de acuerdo con el requisito de reutilizar, reciclar y eliminar del marco de la Economía Circular del Carbono.
Ejemplos de materiales sostenibles en acción
La variedad de sectores y aplicaciones en los que pueden utilizarse estos materiales avanzados y sostenibles es enorme. Una serie de aplicaciones ya establecidas y proyectos piloto demostrativos en sectores como las energías renovables, la automoción, la construcción, el embalaje, la electrónica, los electrodomésticos y la agricultura han demostrado beneficios económicos y de sostenibilidad. A continuación se presentan algunos ejemplos:
Energías renovables: los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) se utilizan cada vez más para fabricar grandes palas de rotores de turbinas eólicas. Esta aplicación reduce el peso un 30%, lo que, en última instancia, se traduce en una generación de energía más eficiente. Además, GE Renewable Energy y Veolia anunciaron recientemente una iniciativa para reciclar turbinas eólicas y convertirlas en materias primas para la fabricación de cemento, lo que podría dar lugar a una reducción del 27% de las emisiones asociadas a la producción de cemento. Esta aplicación en el sector de las energías renovables muestra una implementación integral del marco de la «transición de los materiales», con sus tres pilares: eficiencia, sustitución y reciclaje y reutilización.
Sector de la edificación y la construcción: el hormigón alternativo, como el hormigón polimérico supera al hormigón convencional en sus propiedades mecánicas y térmicas; pesa un 75% menos y ofrece ventajas en cuanto a la resistencia a los productos químicos, la corrosión y la penetración de humedad. Una vez más, esta aplicación ejemplifica dos aspectos del marco de la transición de los materiales: la eficiencia propiciada por los materiales (gracias a unos requisitos energéticos mucho menores para la instalación y el mantenimiento) y la sustitución de materiales, que evita un total de 72,5 kg de dióxido de carbono por tonelada en comparación con los requisitos de calentamiento y curado de la producción convencional de hormigón.
Sector de la automoción: los proyectos piloto han demostrado que aligerar los vehículos mediante el uso de CFRP ha reducido un 12% las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a lo largo del ciclo de vida. Un compuesto de fibra de carbono de nueva generación podría reducir un 50% el peso de los turismos y mejorar casi un 35% la eficiencia del combustible, según un informe publicado por el Departamento de Energía de EE. UU.. Este es otro ejemplo de los importantes beneficios que promete la eficiencia propiciada por los materiales y la sustitución del acero por CFPR.
Al mejorar la eficiencia del consumo energético a lo largo de los ciclos de vida de los productos y ofrecer una alternativa escalable a los materiales con altas emisiones, la transición de los materiales reforzará aún más la transformación del suministro energético y ampliará el alcance de la reducción de emisiones, al crear una vía paralela para reducirlas más allá de la generación de energía y extenderla a las cadenas de valor de productos y aplicaciones.
Beneficios socioeconómicos
Además de contribuir a los esfuerzos de reducción de emisiones, una transición de los materiales escalable aporta un valor socioeconómico considerable, pues generará nuevas actividades económicas y respaldará el desarrollo social. Esta transición ayudará a garantizar la base de materiales adecuada para mejorar la eficiencia de los edificios y ampliar el despliegue de las energías renovables allí donde más se necesitan, en las sociedades de bajos ingresos, y creará empleos directos e indirectos en diversos sectores y a lo largo de la cadena de valor (diseño, producción, aplicación y reciclaje).
También ayudará a hacer frente al impacto disruptivo de la transición energética mediante la reasignación de empleos a otros eslabones de las cadenas de valor de los productos. Por ejemplo, los operarios del sector de refinado de combustibles pueden adquirir fácilmente nuevas competencias para ayudar a producir los productos químicos primarios de alto valor que se necesitan para fabricar una amplia gama de estos materiales sostenibles avanzados.
¿Qué más se puede hacer?
Mientras que la transición energética busca transformar la forma en que generamos y consumimos energía para lograr un futuro con bajas emisiones de carbono, la transición de los materiales acabará utilizando distintas formas de átomos de carbono para transformar de manera sostenible el uso y la reutilización de materiales en la oferta y la demanda de energía en toda la economía.
Teniendo presentes estos beneficios, es necesario responder a varias preguntas clave. ¿Cuál podría ser el valor último de una transición energética y de los materiales plenamente sinérgica? ¿Cómo pueden los gobiernos, las instituciones, las empresas y la ciudadanía asumir esta interdependencia entre la energía y los materiales en un sistema mundial cada vez más complejo? ¿Cómo podemos promover esta perspectiva sistémica y de ciclo de vida completo respecto a las emisiones y garantizar que este punto ciego, que se pasa por alto sistemáticamente, reciba la atención que merece?
Conviene que los responsables políticos reconozcan las oportunidades que ofrece la interacción entre la energía y los materiales y abracen sus fuerzas impulsoras, capaces de abrir un camino claro hacia amplios beneficios climáticos y socioeconómicos.
