En un nuevo estudio, un equipo de investigadores de Yale evalúa la «criticidad» de los 62 metales de la tabla periódica, aportando información clave sobre qué materiales podrían ser más difíciles de encontrar en las próximas décadas, cuáles tendrán los mayores costes ambientales y cuáles simplemente no pueden sustituirse como componentes de tecnologías vitales.
Durante la última década, las escaseces esporádicas de metales necesarios para fabricar una amplia gama de productos de alta tecnología han impulsado intentos de cuantificar la criticidad de estos materiales, definida por la importancia relativa de los usos de los elementos y su disponibilidad mundial.
Muchos de los metales utilizados tradicionalmente en la fabricación, como el zinc, el cobre y el aluminio, no muestran signos de vulnerabilidad. Pero otros metales fundamentales para producir tecnologías más recientes —como los teléfonos inteligentes, la óptica infrarroja y los sistemas de diagnóstico por imagen médica— podrían ser más difíciles de obtener en las próximas décadas, afirmó Thomas Graedel, profesor Clifton R. Musser de Ecología Industrial de la Escuela de Medio Ambiente de Yale y autor principal del estudio.
El estudio —basado en investigaciones anteriores, información de la industria y entrevistas con expertos— constituye la primera evaluación revisada por pares de la criticidad de todos los metales y metaloides del planeta.
«Los metales que llevamos mucho tiempo utilizando probablemente no supondrán un gran desafío. Los hemos utilizado durante mucho tiempo porque son bastante abundantes y, por lo general, están ampliamente distribuidos geográficamente», afirmó Graedel. «Pero algunos metales que solo se han incorporado a la tecnología en los últimos 10 o 20 años están disponibles casi exclusivamente como subproductos. No se pueden extraer específicamente; a menudo existen en pequeñas cantidades y se destinan a usos especializados. Y no tienen sustitutos adecuados».
Estos hallazgos ponen de manifiesto la urgencia de diseñar nuevos productos que faciliten la recuperación de materiales para su reutilización, afirmó Graedel.
El artículo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, recoge la evaluación de cinco años del grupo de Yale sobre la criticidad de los recursos metálicos del planeta ante el aumento de la demanda mundial y la creciente complejidad de los productos modernos.
Según los investigadores, la criticidad no depende únicamente de la abundancia geológica. Entre otros factores importantes figuran la posibilidad de encontrar alternativas eficaces en los procesos de producción, el grado de concentración geopolítica de los yacimientos, el estado de la tecnología minera, la supervisión regulatoria, las iniciativas geopolíticas, la inestabilidad regional y las políticas económicas.
Para evaluar la situación de todos los metales, los investigadores desarrollaron una metodología que caracteriza la criticidad en tres ámbitos: riesgo de suministro, repercusiones ambientales y vulnerabilidad a las restricciones de suministro impuestas por las personas.
Descubrieron que las limitaciones de suministro de muchos metales fundamentales para el emergente sector de la electrónica (entre ellos, el galio y el selenio) se deben a riesgos de suministro. Las repercusiones ambientales de la minería y el procesamiento plantean los mayores desafíos en el caso de los metales del grupo del platino, el oro y el mercurio. En el caso de los elementos de aleación del acero (entre ellos, el cromo y el niobio) y los elementos utilizados en aleaciones para altas temperaturas (el tungsteno y el molibdeno), las mayores vulnerabilidades están relacionadas con las restricciones de suministro.
Entre los factores que contribuyen a los graves desafíos de criticidad figuran la elevada concentración geopolítica de la producción primaria (por ejemplo, entre el 90 y el 95 % del suministro mundial de metales de tierras raras procede de China); la falta de sustitutos disponibles (no existe un sustituto adecuado del indio, utilizado en las pantallas de ordenadores y teléfonos móviles); y la inestabilidad política (una parte considerable del tantalio, de uso extendido en la electrónica, procede de la República Democrática del Congo, devastada por la guerra).
Los investigadores también analizaron cómo han evolucionado las tasas de reciclaje a lo largo de los años y en qué medida las distintas industrias pueden utilizar fuentes «no vírgenes» de materiales. Algunos materiales, como el plomo, se reciclan mucho porque suelen utilizarse en grandes cantidades, afirmó Graedel. Pero los materiales relativamente escasos que se han vuelto fundamentales en algunos dispositivos electrónicos modernos son mucho más difíciles de reciclar porque se utilizan en cantidades ínfimas y pueden ser difíciles de extraer de las tecnologías nuevas, cada vez más complejas y compactas.
«Creo que estos resultados deberían enviar un mensaje a los diseñadores de productos para que dediquen más tiempo a pensar en qué ocurre cuando sus productos dejan de utilizarse», afirmó. «Gran parte de lo que dificulta el reciclaje de estos materiales tiene que ver con su diseño. Parece que ha llegado el momento de pensar un poco más en el final de la vida útil de estos productos tan bellos».
Este artículo se publica en colaboración con Yale News. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Kevin Dennehy es responsable de comunicación en Yale.
Imagen: Se muestran chips de memoria, recogidos de artículos electrónicos desechados, en Eco-System Recycling Co. de Dowa Holdings Co. REUTERS/Yuriko Nakao.
