Reciclar materiales críticos: una segunda oportunidad para los elementos que mueven al mundo

Queremos un mundo sin emisiones, pero para ello dependemos de minerales y otros elementos para fabricar paneles solares, aerogeneradores y vehículos eléctricos. Y es ahí donde surge la paradoja de la transición energética: mientras buscamos reducir la dependencia de los combustibles fósiles para combatir el cambio climático, aumenta la necesidad de explotar nuevos recursos en el subsuelo. El reto es que la mayoría de estos materiales se encuentran en zonas geográficamente concentradas y extraerlos puede acarrear impactos ambientales y sociales, como emisiones, deforestación y contaminación del agua. A esto se suma una creciente tensión geopolítica por el control de estos recursos. Un ejemplo paradigmático es Groenlandia, que está en el foco de EE.UU., en parte, porque el deshielo dejará al descubierto grandes cantidades de materiales estratégicos. En este contexto, ¿está Europa preparada para garantizar su suministro? ¿Se pueden obtener de forma más sostenible? La ciencia busca respuestas.

En primer lugar, debe entenderse el término de materiales críticos como los recursos minerales y elementos que tienen gran importancia económica, porque son imprescindibles para el funcionamiento de sectores como las energías renovables, la movilidad eléctrica, el digital, el aeroespacial y el de defensa, pero que, a su vez, su suministro tiene un elevado riesgo de sufrir interrupciones. En el caso de Europa, la Comisión impulsó una lista de materiales críticos en el 2011 que se actualiza cada tres años: "A cada revisión se pueden añadir nuevos materiales o sacarlos", explica Abigail Jiménez-Franco, doctora en yacimientos minerales y técnica de investigación del GEO3BCN-CSIC. La experta también aclara que no todas las materias críticas deben estar obligatoriamente ligadas a la minería: un caso es el caucho.

Poniendo el foco en la transición energética, algunos ejemplos de materiales críticos incluyen el litio, que se utiliza para fabricar baterías de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía; la perovskita o el silicio, empleados en la fabricación de paneles solares; o las tierras raras, que incluyen en total 17 elementos, entre ellos el neodimio, praseodimio y disprosis, claves para los imanes de las turbinas eólicas.

Más soberanía en la UE y más economía circular

La reconfiguración del nuevo orden mundial, con metas como la vuelta de Trump a la Casa Blanca, ha empujado a la Comisión Europea a perseguir cada vez más autonomía para obtener estos preciados materiales y ya se ha marcado para 2030 extraer en territorio europeo al menos el 10% del consumo anual. Para ello, ha impulsado programas de búsqueda de nuevos materiales, "algunos de ellos muy difíciles de localizar porque se encuentran en proporciones muy pequeñas y mezclados con otros elementos, como el caso de las tierras raras", añade Jiménez-Franco.

Sin embargo, esta apuesta por aumentar la extracción también ha levantado preocupación de diversas comunidades y movimientos sociales que alertan del impacto ambiental y social que supone la minería. Por ejemplo, un informe impulsado por elAtlas de Justicia Ambiental (EJAtlas) ya ha documentado más de 25 conflictos vinculados con toda la cadena de suministro de tierras raras en el mundo. Algunos de los casos se sitúan en países como Noruega, España y Suecia y comparten preocupaciones como la falta de transparencia y procesos de toma de decisiones poco inclusivos con la población, "aunque cada caso tiene sus particularidades", destaca Mariana Walter, investigadora (IBEI) y miembro del grupo de coordinación del EJAtlas.

Sin embargo, más allá de la extracción, la UE también quiere impulsar el reciclaje de materiales críticos y se ha impuesto como objetivo que al menos el 25% del consumo anual proceda de minerales reciclados internamente. Su uso supone un ahorro de materias primas y de emisiones de CO₂ y está más avanzado para aquellos minerales metálicos producidos en grandes cantidades, tales como aluminio, hierro, cobre, que no para otras materias críticas. Estos materiales se encuentran, por ejemplo, en los móviles antiguos que acumulamos en los cajones, que contienen cobre, aluminio, silicio o litio. También los patinetes y coches eléctricos esconden auténticas minas en sus baterías, con elementos esenciales como grafito, níquel, cobalto y manganeso.

"Ahora mismo, el reciclaje se hace principalmente a través de dos procesos: la hidrometalurgia, que consiste en disolver todo el producto en un ácido para recuperar después los materiales, y la pirometalugia, que consiste en calcinarlo todo y luego separar los metales de la mezcla", comenta M. Rosa Palacín, de investigadora (ICMAB-CSIC).

En España ya existen iniciativas que apuestan por dar una segunda vida a los metales presentes en los residuos electrónicos. Un ejemplo destacado es el laboratorio RC-Metals, una planta piloto única en Europa liderada por el CSIC, que trabaja para recuperar materiales críticos mediante diversas tecnologías, como la fusión de metales en baño fundido. "El objetivo es encontrar métodos eficientes para reaprovechar todos estos recursos", explica Fèlix A. López, químico e investigador del CSIC que participa en el proyecto. En la misma línea se ubica CirCular, una iniciativa de Atlantic Copper en Huelva, que también tiene como finalidad recuperar metales procedentes de aparatos eléctricos y electrónicos al final de la vida útil.

Además del reciclaje, la ciencia busca reaprovechar los materiales críticos que se encuentran en los residuos de antiguas minas. Es el caso del proyecto Ti-rres, que investiga la revalorización de materiales en una mina cerrada en los años 90 en Golpejas (Salamanca). El objetivo es doble: recuperar metales como el estanque, tántalo, niobio y tierras raras, y evaluar la viabilidad de restaurar el terreno después de la extracción. "Los residuos se acumularon en balsas y escombreras sin aprovechar por las limitaciones tecnológicas de la época, pero hoy representan una oportunidad", explica Teresa Llorens, científica titular del Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) e investigadora principal del proyecto. Otras iniciativas de recuperación de residuos mineros en España son la mina de lago de Penouta, en Galicia, la mina de wolframio de Los Santos, en Salamanca, y el proyecto RECCOPS, orientado a recuperar materiales críticos como el bismuto y el antimonio a partir de los residuos generados durante la producción primaria de cobre.

Los retos del reciclaje

Aunque la normativa europea favorece el desarrollo de tecnología para recuperar estos materiales, los expertos consultados reconocen que actualmente el reciclaje está lejos de alcanzar los umbrales propuestos por la norma del 25% y que, en realidad,apenas cubriría más de un 10-15% de las necesidades de producción", señala López.

Las dificultades son múltiples pero una de las principales es la falta de desarrollo tecnológico para reciclar determinados elementos. A esto se añade el elevado coste de algunos procesos de recuperación. Un ejemplo claro son las tierras raras utilizadas en la fabricación de imanes permanentes para los motores de los aerogeneradores: actualmente, la tasa de reciclaje es inferior al 1%. "Muchas soluciones tecnológicas no llegan a salir del laboratorio porque no son viables económicamente para el sector empresarial", apunta Patricia Córdoba, investigadora del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC) y coordinadora del proyecto RECOPPS. Según explica, pueden ocurrir hasta quince años desde que una idea se desarrolla hasta que se convierte en una aplicación comercial. "Un proceso que funciona perfectamente en el laboratorio puede no ser eficiente a nivel piloto", advierte. Uno de los motivos es que la gestión de los residuos generados durante la recuperación de los materiales —a menudo complejos y en algunos casos con elevada toxicidad— puede resultar mucho más costosa y complicada que simplemente utilizar materias primas nuevas.

Otra dificultad es que muchos productos todavía no han llegado al final de la vida útil. Por ejemplo, los paneles solares o las turbinas eólicas duran unos 25 y 30 años. Esto hace que, de momento, el volumen disponible para reciclar sea todavía insuficiente.

Para solucionar algunos de estos problemas, las expertas consultadas abogan por el impulso del ecodiseño: "En un teléfono móvil puedes tener alrededor de 30 elementos, pero hay concentraciones muy pequeñas y mezcladas. Es necesaria una legislación que obligue a las empresas productoras a diseñar los aparatos electrónicos para aprovechar los materiales más fácilmente", apunta Córr.

Otra estrategia es buscar materiales alternativos para suplir a la demanda de los críticos. Investigadores como M. Rosa Palacín y Alexandre Ponrouch, del ICMAB-CSIC, exploran la forma de fabricar baterías para almacenar la energía utilizando sodio, calcio o magnesio en vez de litio. "Las dificultades a la hora de sustituir a un metal por otro es que no tienen exactamente las mismas propiedades, pero pueden presentar otras ventajas, como el precio o la abundancia", explica Palacín.

Las expertas también advierten que aunque el reciclaje podría suavizar el crecimiento de la extracción minera y por tanto es necesario potenciarlo, no la sustituirá en los escenarios de demanda actual. En este sentido, Mariana Walter apunta que también haría falta reducir el consumo y decidir más democráticamente cómo utilizamos estos recursos: "Sectores como la industria militar pide muchos y compite con otros usos, como las renovables". De hecho, se calcula que una reducción del 1% del consumo global podría ahorrar anualmente 840 millones de toneladas de metales, combustibles fósiles, minerales y biomasa, y 39 billones de litros de agua. Por su parte, la investigadora Abigail Jiménez-Franco defiende que Europa debe seguir apostando por una minería propia, con una regulación estricta que reduzca su impacto ambiental y garantice condiciones laborales dignas. "Es preferible hacerlo aquí con garantías que seguir trasladando sus impactos al Sur Global", afirma. También propone reforzar aún más el reciclaje y garantizar que las importaciones provengan de circuitos de comercio justo.