Curso Extraordinario 2021: De los vehículos de combustión a los vehículos eléctricos. Del CO2 y el NOX a las baterías y los metales críticos

Curso de Verano de la Universidad de Zaragoza

El pasado 2 y 3 de septiembre, tuvo lugar el Curso Extraordinario de la Universidad de Zaragoza “De los vehículos de combustión a los vehículos eléctricos. Del CO2 y el NOX a las baterías y los metales críticos”. Las jornadas se desarrollaron en las instalaciones de MotorLand Aragón, en Alcañiz, y estuvieron dirigidas hacia estudiantes de grados en ingeniería, personal investigador sobre movilidad sostenible, profesionales del sector de la automoción y técnicos de medioambiente.

Los efectos negativos para el medioambiente y la calidad del aire causados por los vehículos de combustión empujan hacia una regulación cada vez más estricta y al objetivo final de conseguir un transporte descarbonizado en 2050. Sin embargo, los vehículos de nueva generación (híbridos y eléctricos) reducen su dependencia de los combustibles fósiles, pero son fuertemente dependientes de ciertos metales de gran valor y escasez. Este es el caso del cobalto, el níquel, el manganeso o el litio, requeridos para la fabricación de baterías, o de las tierras raras para la fabricación de componentes electrónicos. Las actuales políticas de reciclaje se quedan muy lejos de garantizar un reciclaje para estos minerales contenidos en vehículos. Por estos motivos, es necesario que los profesionales del sector del automóvil conozcan de forma rigurosa está situación y sepan cómo mejorar la sostenibilidad de los procesos de fabricación y reciclaje de vehículos.ç

Para abordar estas cuestiones, este curso planteaba los siguientes objetivos:

  • Conocer las diferentes tecnologías de vehículos existentes
  • Saber la dependencia que hay de las tecnologías y las materias primas
  • Conocer los impactos ambientales de cada tecnología
  • Tener una visión global de las tecnologías a través de aplicar las leyes de la eficiencia en el uso de los recursos

Las jornadas comenzaron el jueves 2 de septiembre con la introducción sobre la relación entre la sostenibilidad y el automóvil, en el pasado y el futuro, por parte de Abel Ortego Bielsa, Director del Área de Desarrollo del Conocimiento de MotorLand Aragón. Eugenio Fernández Cáceres, Ingeniero Responsable de Estación ITEVELESA, continuó exponiendo los impactos ambientales del vehículo, las emisiones contaminantes y los sistemas de tratamiento de gases contaminantes, así como los procedimientos de revisión.

El viernes 3 de septiembre, el curso prosiguió con la explicación de Guiomar Calvo acerca de qué son las materias primas críticas y cómo se calcula la criticidad de un material. Marta Iglesias Émbil, Ingeniera de SEAT, S.A., realizó un repaso a los materiales que están contenidos en un coche actualmente y presentó la situación de las diferentes tecnologías. Por último, Alicia Valero Delgado, Profesora de Máquinas y Motores en la Universidad de Zaragoza, completó este Curso Extraordinario recorriendo las posibilidades de reciclaje de los minerales utilizados en el sector del automóvil, los límites sobre la fabricación de baterías y las ventajas y desventajas de cada tecnología.

Durante estas jornadas, Alicia Valero realizó también la presentación del Proyecto TREASURE (leading the TRansition of the European Automotive SUpply chain towards a circulaR futurE). Este proyecto se trata de una acción de investigación e innovación (RIA) cofinanciada por la Comisión Europea en el marco del programa H2020 (Nº G.A. 101003587) dispuesta a ofrecer nuevas oportunidades para probar tecnologías innovadoras que hagan más circular el sector del automóvil. El Instituto Universitario de Investigación Mixto CIRCE, de la Universidad de Zaragoza, es uno de los 15 socios que conforman este proyecto.

Entrevista a Alicia Valero: «Nuestra civilización depende de minerales muy escasos en la naturaleza»

Por Antonio Cerrillo para La Vanguardia

Alicia Valero, 43 años, profesora de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza, alerta sobre el consumo insostenible de recursos y minerales, que está alcanzando crecimientos exponenciales. Valero indica que muchos de estos minerales han podido superar ya su pico de extracción. Junto con su padre, Antonio Valero, catedrático de Ingeniería Energética en la Universidad de Zaragoza, ha dado a conocer sus ideas en el libro Thanatia. Los límites minerales del planeta (Icaria), en donde se llega a decir: «Si seguimos con este consumo desaforado e irreversible de materias primas no se podrá garantizar a la civilización actual más allá de un siglo de vida, más o menos dependiendo de los materiales que se consideren…”. Alicia Valero es la responsable del grupo de ecología industrial del Instituto CIRCE (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos), y con ella hemos tenido esta conversación

En el libro habláis de que la sociedad moderna depende de materiales y minerales que hoy en día cada vez son más escasos. ¿Vamos a notar pronto esa escasez?

Sí. Y también hablamos de materiales que aún son abundantes pero que hemos extraído a grandes velocidades. Cada 25 años se duplica la extracción de cobre; por lo tanto, más tarde o más temprano vamos a notar esa escasez en el caso de cobre. Y desde luego hablamos de muchos minerales que ahora van a entrar en juego, y cuyas concentraciones son bajas en la corteza terrestre, para los que hay pocos yacimientos y que están concentrados en unos pocos países. Este es un problema muy grave, y ya lo estamos viendo.

¿Dónde se percibe, cómo?

Nos lo dicen cuando oímos hablar del problema que tenemos con el abastecimiento de los chips y de los semiconductores. Nos dicen que es algo coyuntural, pero este es un problema estructural, porque la demanda de estos recursos está aumentando de manera exponencial.

¿Son las nuevas tecnologías las que nos hacen depender de minerales que son muy escasos?

Cuando queremos fabricar un aerogenerador, levantar una planta fotovoltaica o montar un vehículo eléctrico entra en juego prácticamente toda la tabla periódica. Hablamos del cobalto o del litio para las baterías, por ejemplo. Todos estos son elementos muy escasos en la naturaleza y, además, están concentrados en muy pocos países. Así, todo el mundo depende de estos países y de lo que produzcan los pocos yacimientos que hay. En el caso de la energía fotovoltaica, los nuevos modelos, que han conseguido eficiencias más elevadas, o mejores prestaciones, que las del silicio, requieren, además de cobre y plata, indio galio, selenio, telurio y cadmio. Todas las energías renovables necesitan elementos no frecuentes en la naturaleza.

Entramos en una nueva dimensión…

Yo diría que ahora todo esto cobra una multidimensión porque mientras antes estábamos prácticamente dependiendo de los combustibles fósiles, ahora vamos a tener una multidependencia de casi todos los elementos de la tabla periódica. Es lo que estamos viendo con la fabricación de vehículos. Vemos que las fábricas se tienen que parar durante meses y meses porque falta un determinado chip. ¿Y por qué pasa? Pues porque ese chip está sujeto a una demanda brutal, depende de materiales que son escasos y las fábricas no dan abasto. Eso es lo que está sucediendo

Son materiales muy poco familiares para la gran mayoría de ciudadanos: itrio, escandio, neodimio, disprosio…Son materiales que forman parte de lo que se conoce como tierras raras…

Sí, son nombres raros pero estoy convencida de que aquí a poco tiempo van a resultar tan familiares como el hierro o el cobre.

¿En qué ámbitos son especialmente necesarios estos materiales raros?

Son necesarios en la producción de energía renovable, pero en general en toda la electrónica. Y si estamos diciendo que vamos a transitar hacia una economía descarbonizada, es decir, basada en renovables y digitalizada, eso significa que vamos a tener que utilizar todos esos elementos.

Dice que otro problema es que estos materiales están controlados en gran parte por China.

China, en general, controla gran parte de todos estos elementos que van a ser esenciales; y no los controla únicamente porque tenga los yacimientos, sino que los controla porque tiene bajo su control los procesos de refinado de estos elementos. China, por ejemplo, no tiene yacimientos importantes de litio, pero o bien compra las minas que tienen el litio en Latinoamérica o Australia o bien compra el concentrado a estos países, lo refina y luego lo vende al resto del mundo. Por lo cual dependemos de China, sí o sí.

China se ha apoderado de estos recursos futuros?, ¿es una estrategia planificada?

Sí, sin duda. Desde el siglo pasado, China está haciendo una política de acaparamiento de toda la cadena de valor de las materias primas porque China es la fábrica del mundo. Realmente poco a poco se han quedado con el monopolio de las materias primas.

¿En el caso de las tierras raras es lo mismo?

Cuando hablamos de tierras raras hablamos de lo mismo. Las tierras raras son otro grupo de elementos que son escasos, las componen 17 elementos de la tabla periódica, y ahí encontramos el neodimio o el disprosio que has comentado antes, que son esenciales para los aerogeneradores.

Dice que un coche convencional tiene 52 metales diferentes, no solo aluminio, acero o cobre. Nos ha preocupado hasta ahora más la posible falta de combustibles fósiles; el mundo de los minerales había quedado en la trastienda…

Sí, es que un vehículo es una mina con ruedas. Antes, un vehículo era sobre todo acero y poco más. Los nuevos vehículos son ordenadores con muchísima electrónica y ahora, con las baterías para los vehículos eléctricos, todavía van a utilizar más materiales de valor estratégico y críticos.

¿De qué manera se verá condicionado el vehículo eléctrico por estos materiales?

Los fabricantes de vehículos están muy preocupados porque ya están viendo, sin pasar a la fase del vehículo eléctrico, los problemas de escasez de semiconductores, y eso va a ser el pan nuestro de cada día.

¿Y en los teléfono inteligentes….?

Exactamente lo mismo. Tienen electrónica y eso hace que sean muy vulnerables, están a merced de que terceros países puedan producir o si quieren producir. Poco a poco vamos a ver problemas de escasez.

Dice en su libro que la producción de fertilizantes sintéticos depende directamente de una escasa roca fosfórica, y que en el Sahara Occidental se encuentra el grueso de las reservas de esa roca fosfórica. Lo dice justo cuando ha estallado de nuevo el conflicto con Marruecos con el problema del Sahara como telón de fondo…

Los conflictos en el Sahara no son para apoderarse del desierto, son por las reservas estratégicas que hay de fósforo, como ha habido conflictos por el petróleo en Oriente Próximo. Las reservas de roca fosfórica del Sahara Occidental son esenciales para la alimentación del mundo; es el oro verde. La materia prima del fósforo se utiliza como fertilizante. El mercado de los fertilizantes es alucinante. Hay barcos en medio del océano con cargas de ácido fosfórico y, según el precio, van a un puerto o se dirigen hacia otro. Eso ilustra lo estratégico que es el fósforo.

Leo su libro y me hace pensar en Malthus y el reciente libro de Giorgos Kallis Límits. ¿Es actual Malthus?

Cada vez son más actuales las teorías de Malthus, lo son. Él hablaba de recursos finitos referidos a la alimentación. Su argumento es que, si el Planeta es finito y la superficie del terreno es finita, tendremos problemas de alimentación. Luego, como sabemos, lo que ocurrió es que mejoraron las tecnologías, se produjo la revolución verde; y justamente, al introducirse fertilizantes en los campos, no se cumplieron esos vaticinios de Malthus.

En cualquier caso, están muy vigentes tanto las teorías de Malthus como las teorías de los límites del crecimiento del Club de Roma y sus autores (los Meadows) ya nos alertaron de que o se hace algo o vamos a colapsar.

Pero los más tecnooptimistas dirán que los picos de producción de estos recursos aún no se han alcanzado. ¿Hay mucho tecnooptimismo?

Pues sí, aunque cada vez hay menos tecnooptismistas. Llevamos analizando todo esto desde hace mas de 15 años y mi padre mucho más, 25 años.

Usted y su padre han estudiado la misma disciplina…

El empezó y yo continué con mi tesis. El comenzó con José Manuel Naredo hablando de límites; mi padre desde la termodinámica y Naredo desde la Economía retomando las tesis de Nicholas Georgescu-Roegen, expresada en La ley de la entropía y el proceso económico.

Leo a su padre: «si seguimos con este consumo desaforado e irreversible de materias primas no se podrá garantizar a la civilización actual más allá de un siglo de vida, más o menos dependiendo de los materiales que se consideren…”.

Sí, coincido. Estamos alcanzando los picos de las materias primas. La era de la abundancia está llegando a su fin. Eso no quiere decir, ni mucho menos, que vayamos a morirnos todos; pero vamos ver cambios radicales de aquí a pocos años y tendremos que cuestionarnos las bases sobre las que nos hemos asentado.

Y en cambio hay mucho desconocimiento de los materiales finitos…

Efectivamente. Este es un asunto que empieza ahora a darse a conocer, a partir del problema de abastecimiento de los chips. Las políticas de descarbonización y de energías renovables están fundamentados en la idea de que existen infinitos recursos materiales para llevar a cabo estos planes; pero si se hacen números, no salen las cuentas…

Pero una de las grandes recetas frente al cambio climático son las instalaciones de fuentes de energía renovable, ¿no?

Es una receta central y necesaria; pero no puedes asumir que la economía va a seguir creciendo al 2% anual porque no hay recursos suficientes. Decimos sí a las renovables, pero se tiene que dar una reducción y se tiene que dar una reflexión sobre el hecho de que no podemos crecer a un ritmo del 2% anual.

Estamos, pues, atrapados en un callejón sin salida. Si la descarbonización nos aboca a fomentar la renovables y estas hace un uso desproporcionado de materiales, ¿Qué solución ve?

La salida es reducir, consumir menos. Y aquello que consumamos, hay que reutilizarlo tantas veces como sea posible…

Leo: «nuestra civilización es incompatible con la vida en el planeta. Es imprescindible reivindicar alto y claro una gestión planetaria de las materias primas que nos permita vivir: a nosotros y a las generaciones futuras…”, dicen en el libro. También explica que  la minería consume entre el 8 y el 10% de de la energía primaria en el mundo. Y que si vamos a una mayor dependencias de los minerales, este porcentaje aumentará.

Sí, este porcentaje aumentará, porque la minería, para su extracción, se basa en combustibles fósiles. Si queremos más minerales y estos se extraen mayoritariamente con combustibles fósiles, no está claro que al final estas cifras de descarbonización sean reales porque no están teniendo en cuenta estas emisiones adicionales.

Su libro se puede leer como una enmienda a la totalidad a la economía tal y como se entiende convencionalmente…

Hay un capítulo más relacionado con la economía a petición del entrevistador, Adrián Almazán, en el que nosotros humildemente nos sumamos a la línea de pensamiento de  Georgescu-Roegen. La contabilidad no se puede basar en indicadores monetarios porque el dinero son ‘papeles’ que hoy por hoy no tienen un respaldo físico; no hay ni siquiera el respaldo en oro. Se basa en la confianza de los mercados. Lo que decimos es que la economía tiene que basarse en datos físicos, y que tenga una base termodinánica porque cada acción económica lleva asociada una degradación de la naturaleza …

¿Esto, traducido en términos políticos, es el decrecimiento?

El decrecimiento es un movimiento importante que tiene varias vertientes; a mí no me gusta tampoco alinearme completamente con las tesis del decrecimiento porque tiene una serie de implicaciones con las que yo tampoco estoy totalmente de acuerdo, pero sí comparto su espíritu. El decrecimiento dice  que no se pude seguir creciendo ilimitadamente. Hay que reducir.

¿Es un cambio filosófico?

Sí, es un cambio filosófico y estructural porque hay contradicciones totales. Si tú tienes un accidente, el PIB sube; y si se da un incendio que causa daños, como está pasando en Canadá, probablemente, el balance que se presente establecerá un resultado positivo para la economía porque no se tiene en cuenta todas las externalidades asociadas a ese incendio. Mientras la economía no tenga en cuenta la degradación que comportan las acciones humanas sobre la naturaleza, vivirá de espaldas a la naturaleza y seguiremos extralimitándonos en la extracción de recursos.

¿Hay que darle o ponerle un valor a los recursos naturales?, ¿esa es la solución?

Nosotros lo que decimos es que debemos hacer una valoración en términos de indicadores físicos, evaluando lo que implica en términos energéticos…Si explotamos una mina debemos saber que eso implica que dentro de 25 años, es decir que las generaciones futuras, para extraer la misma cantidad de mineral que extraigamos hoy, tendrán que invertir digamos tres veces más energía, porque a medida que se reduce la concentración, el coste energético pero también el ambiental aumenta exponencialmente. El coste de reposición en términos físicos, al menos, debería estar incorporado en una contabilidad de la que hoy careemos.

Hay quien ha propuesto convertir las tierras yermas del valle de Ebro, con viento y sol abundantes, en una gran plataforma de energías renovables. ¿Cómo lo ve?

Yo no voy a negar que hay que descarbonizar la economía; hay que dejar de quemar combustibles fósiles y si estas fuentes renovables no afectan a cultivos ni a poblaciones cercanas, adelante. Pero hay que tener en cuenta el fin de vida de estas tecnologías para que cuando acaben su uso dentro de 20 ó 30 años, esos materiales se vuelvan a usar.

Artículo publicado en lavanguardia.com el 7 de julio de 2021

La encrucijada de los recursos minerales

Por Antonio Valero, Guiomar Calvo y Alicia Valero

Artículo publicado en agendapublica.es el 24 de junio de 2021

Hoy en día, tanto gobiernos como la sociedad en general ya han interiorizado el serio problema del cambio climático. El Acuerdo de París establece un marco global para evitar un cambio “climático peligroso”, limitando el calentamiento mundial a muy por debajo de 2 ºC, preferiblemente a 1,5 ºC, en comparación con los niveles pre-industriales.

A pesar del parón económico que ha supuesto la pandemia de la Covid-19, las emisiones globales actuales registradas en el observatorio de Mauna Loa en Hawai (EE.UU.) ya casi han alcanzado los 420 partes por millón (ppm) y el pasado mes de abril fue el más caluroso desde 1880. En unos pocos años, probablemente alcancemos la temida concentración de CO2 en la atmósfera de 450 ppm, lo que implicará que el aumento de temperatura global del planeta haya superado el grado y medio establecido como meta.

No nos queda más remedio que reducir urgente y drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Aunque tímidamente, los gobiernos ya han empezado a diseñar políticas de transición energética para limitarlas. Estas políticas implican, naturalmente, el uso de energías renovables, la irrupción del hidrógeno como nuevo vector energético y favorecer la movilidad eléctrica.

Sin entrar en discusión sobre si estas políticas se están llevando a cabo con la celeridad y rotundidad necesarias (algunos estudios estiman que, considerando las contribuciones previstas a nivel nacional reportadas, el aumento de temperatura superará ampliamente los 2ºC establecidos), hay un aspecto importante que se está ignorando reiteradamente.

Para fabricar todos los aerogeneradores, placas fotovoltaicas y vehículos eléctricos que en principio nos van a permitir reducir e incluso eliminar el uso de combustibles fósiles en nuestra sociedad, son necesarios una serie de elementos y materiales cuya producción está limitada a tan solo un puñado de países, en algunos casos, con unas normativas medioambientales y condiciones geopolíticas y sociales cuestionables. Pero antes de hablar del uso de metales críticos en las tecnologías renovables, hace falta definir brevemente qué son y dónde se encuentran.

Un elemento o material se considera crítico si cumple una serie de características: por ejemplo, si se usa en gran medida en un sector concreto (como pueden ser el litio o el cobalto en las baterías de los vehículos eléctricos) o si su extracción tiene lugar en unos pocos países (como las ‘tierras raras’, cuya producción se concentra fundamentalmente en China, o el tántalo, del que cerca del 40% se produjo el año pasado en la República Democrática del Congo). La Comisión Europea publica cada tres años un informe donde establece qué elementos son críticos para nuestra región y, por supuesto, estos tres que acabamos de mencionar se encuentran entre ellos, junto a otros como el indio, el cobalto, el niobio o el germanio, alcanzando un total de 30 materias primas críticas en el informe de 2020.

Las noticias sobre la exploración, puesta en marcha y explotación de minas de litio han conseguido poner a este elemento en el escaparate mundial. Como sabemos, se trata de un elemento crucial en las baterías de los vehículos eléctricos. Un solo vehículo puede llegar a contener entre siete y 11 kilogramos de este metal, y sólo en el año 2020 se extrajeron en el mundo algo más de 80.000 toneladas. A simple vista puede no parecer mucho, pero no lo es. Hay que tener en cuenta que con una tonelada de litio podríamos fabricar las baterías de poco más de 90 coches y esto, combinado con los datos de ventas anuales de vehículos, da cifras más que preocupantes en cuanto a la disponibilidad futura de este elemento, cuya extracción se concentra en Australia, Chile y China.

También hemos mencionado las ‘tierras raras’, un grupo de 17 elementos cuya complejidad reside entre otros motivos, en lo concentrada que está su extracción. Aunque el año pasado el 60% de la producción total extraída de estos elementos tuvo lugar en China, en años anteriores ha llegado a alcanzar valores cercanos al 90%. La potencia asiática, además, concentra casi la totalidad del procesado de tierras raras, por lo que la dependencia del mundo con este país es casi completa. A esto hay que sumar que se trata de un tipo de minería muy contaminante, que requiere gran cantidad de energía y productos químicos que, si no son correctamente gestionados, puede dar lugar a problemas muy serios de tipo medioambiental. Aun así, dependemos de ellas para muchas cosas, incluyendo motores o tecnología LED. Sin ir más lejos, en los imanes permanentes que podemos encontrar en los aerogenadores se emplea neodimio y, según el modelo, pueden tener varios cientos de kilos de este elemento, además de otros elementos críticos como el disprosio, junto con hierro y aluminio en grandes cantidades.

Del tántalo también se ha hablado mucho, un elemento crítico cuya extracción se concentra en la República Democrática del Congo. Aparece contenido en un mineral comúnmente conocido como coltán, mezcla de la columbita y la tantalita, que son nuestras principales fuentes de niobio y tántalo, respectivamente. El tántalo se emplea casi en su totalidad en dispositivos electrónicos; concretamente, en los condensadores y también en distintas partes del teléfono móvil como las lentes, baterías, microprocesadores, etc. Considerando que existen casi 14.000 millones de teléfonos acumulados entre 2007 y 2020 en el mundo, estos aparatos acaparan unas 600 toneladas sobre una producción mundial anual de escasamente 1.800 t. El niobio, por su parte, además de sustituto y complemento del tántalo, se utiliza en turbinas de aviación y otros materiales con muy altas prestaciones.

A esto habría que sumar el indio, el galio, el selenio o el teluro, empleados en la fabricación de distintos modelos de paneles solares, pero también en multitud de aparatos eléctricos y electrónicos.

Como podemos deducir, la producción actual de muchos de estos elementos críticos que se emplean en las energías renovables va a tener que aumentar para cubrir la demanda. Si tenemos en cuenta la evolución del parque móvil y la cantidad de paneles solares y aerogeneradores que se pretenden instalar de aquí a 2050, hay una serie de metales cuya demanda (y por tanto, extracción primaria) va a crecer considerablemente. Sin ir más lejos, según la Agencia Internacional de la Energía (IEA, 2021), en su escenario que cumpliría con los acuerdos de París, la demanda de litio se multiplicará por 40 de aquí al 2040, la de cobalto y níquel entre 20 y 25 veces y la de ‘tierras raras’ por siete.

¿Hay suficientes recursos para abastecer semejante aumento en la demanda? Para la Agencia Internacional de la Energía, el problema es muy serio porque con las minas actuales no se podrán cubrir todas las necesidadesSe espera una elevada volatilidad de los precios que puede poner en jaque a muchas economías y lo que es peor, la senda hacia la ‘descarbonización’.

Por tanto, es necesario explorar nuevos yacimientos y diversificar la producción para reducir la dependencia de materiales con unos pocos países, principalmente China. Sin embargo, nos enfrentamos ante grandes retos. En primer lugar, las menas más ricas ya han sido explotadas y van quedando las más diluidas y en lugares más remotos. El pico de producción de muchos minerales está ya cercano. La ley mineral de los yacimientos está decreciendo, por lo que el consumo energético y la cantidad de roca removida (y, por tanto, las emisiones e impacto ambiental ocasionado) están aumentando exponencialmente. Si hoy en día la minería emplea en su mayoría combustibles fósiles (y no se espera que en el corto plazo esto vaya a cambiar), no está claro que las emisiones globales vayan a disminuir tal y como se espera en los modelos de transición energética.

En segundo lugar, se tarda de media 16 años entre exploración y producción de un yacimiento, lo que implica que, si hoy no se invierte en las minas del futuro, difícilmente se podrá hacer frene al nuevo desafío.

En tercer lugar, cada vez hay más oposición a la apertura de nuevos yacimientos, principalmente en países desarrollados como en Europa. Se prefiere relegar la minería a terceros países por las consecuencias ambientales y sociales que genera. Sin embargo, no se es consciente de que la minería es y será fundamental para alimentar la transición energética y digital. En definitiva, la dependencia del carbón, petróleo y gas natural se va a transformar en una dependencia en litio, ‘tierras raras’ o tántalo, entre otros muchos minerales que hoy por hoy no se reciclan. Este problema se agrava si consideramos las consecuencias sociales y ambientales que acarrea la minería y la enorme complejidad y opacidad de cadenas de suministro altamente globalizadas.

La criticidad de los materiales debe ser, por tanto, una prioridad de todas las instituciones. Europa no sólo no tiene apenas materias primas críticas, sino que ni siquiera puede competir con China en cuanto a tecnologías. Los problemas de escasez ya se han hecho patentes con el desabastecimiento de semiconductores (fabricados con materias primas críticas), amenazando la industria del automóvil o de los electrodomésticos, entre otros.

¿Qué nos queda entonces? La respuesta es basura tecnológica. Esta basura, que hoy es un problema, es en realidad una oportunidad para reducir nuestra enorme dependencia de materias primas con terceros. La transición energética debe ir de la mano de la llamada economía circular. Sin embargo, hoy en día las tecnologías de reciclado de esos materiales escasos son prácticamente inexistentes. Además, los productos no se diseñan ni para reciclar ni para durar, por lo que la recuperación de sus partes valiosas se hace inviable técnica y económicamente. Los gobiernos deben impulsar compañías de recuperación de materias primas críticas, promover canales sólidos de recolección y establecer mecanismos legales para que los productores sean responsables de sus productos, evitando la obsolescencia programada, alargando la vida de los productos y eco-diseñándolos para recuperar sus materiales críticos al final de su vida útil. Al mismo tiempo, deben eliminar las barreras administrativas que están imposibilitando que los residuos se conviertan en recursos.

Dicho esto, si el consumo sigue aumentando, aun mejorando sustancialmente las ratios de reciclado jamás podremos prescindir de la minería. Deberemos, por tanto, exigir que la minería sea lo más respetuosa posible con el medio y con la sociedad y los habitantes afectados y el territorio deberá ser compensados/repuestos con una visión intergeneracional.

Pero, sin duda, la medida más efectiva y que hay que acometer cuanto antes es la de reducir drásticamente el consumo. Un aumento exponencial de la extracción de recursos es simple y llanamente incompatible con un planeta finito.

Nuevos materiales, nuevas tecnologías y nuevos retos de la transición ecológica

Por Antonio Valero, Guiomar Calvo y Alicia Valero

La Revista AMBIENTA, editada por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), ha publicado el artículo «Nuevos materiales, nuevas tecnologías y nuevos retos de la transición ecológica» escrito por el Profesor Antonio Valero, la Doctora Guiomar Calvo y la Doctora Alicia Valero del Instituto Circe de la Universidad de Zaragoza:

La transición energética y las tecnologías renovables para limitar los efectos del cambio climático a nivel mundial están en entredicho, porque su dependencia de materias primas críticas puede provocar en el corto plazo desabastecimientos y alta volatilidad de sus precios y en el largo plazo una gran injusticia generacional por dejar a las generaciones futuras leyes mineras muy bajas y costosas de extraer. Lo mismo ocurre con la transición digital e incluso con la transición alimentaria, por su dependencia en estos minerales que al ser escasos estarán sometidos a tensiones políticas y económicas poderosas. Es fundamental conocer dónde se usan y qué alternativas tenemos para mantener un suministro constante que no dependa de forma exclusiva de la producción primaria. Es necesario plantear esta cuestión en España para realizar una auténtica transición ecológica basada en la recuperación funcional de estos materiales de los residuos generados. La basura tecnológica es una oportunidad para España, tanto en legislación, como en investigación, desarrollo empresarial, minería y cambio social. El Instituto CIRCE de la Universidad de Zaragoza lleva más de veinte años trabajando en este problema. En este artículo se explican algunos de los resultados alcanzados, corroborados recientemente por la Agencia Internacional de la Energía.

También puedes descargar el artículo completo en la versión imprimible de pdf:

The Material Limits of Energy Transition: Thanatia

Antonio Valero Capilla, Alicia Valero Delgado y Guiomar Calvo

La editorial Springer acaba de publicar el libro «The Material Limits of Energy Transition: Thanatia» de los autores Antonio Valero, Alicia Valero y Guiomar Calvo.

El libro se puede adquirir a través de la web de la editoral Springer. A continuación os dejemos la reseña:

  • Autores: Antonio Valero Capilla, Alicia Valero Delgado y Giomar Calvo
  • Año de Publicación: 2021
  • Editorial: Springer

La Tierra se ha convertido en una inmensa mina, de la que se extrae año tras año una mayor cantidad y variedad de recursos minerales fundamentales. La tecnología, desde los coches eléctricos hasta los equipos eléctricos de uso cotidiano, consume grandes cantidades de materias primas escasas. En un planeta con recursos limitados, ¿se están valorando adecuadamente estos minerales? ¿Habrá suficientes materias primas para satisfacer la demanda de una población mundial que va camino de alcanzar los 10.000 millones de personas? ¿Cuáles serán las consecuencias de una depredación acelerada de los recursos? ¿Se convertirá algún día el planeta en «Thanatia», una Tierra agotada de recursos?

Este libro permite al lector comprender el patrimonio mineral de la Tierra, considerando la demanda de materias primas en la sociedad, comparándola con la disponibilidad de recursos en la Tierra y el impacto de la minería. Se explican los fundamentos de la geonomía física, lo que permite al lector analizar la pérdida de recursos minerales en el planeta. Se estudia el impacto de las energías y tecnologías renovables, incluidos los vehículos eléctricos. El libro concluye con posibles soluciones al agotamiento de los minerales, desde el aumento de las tasas de reciclaje, las medidas de ecodiseño o las fuentes alternativas de recursos minerales.
Con numerosas tablas e ilustraciones, ‘The Material Limits of Energy Transition: Thanatia’ ofrece a los lectores un conocimiento profundo sobre el agotamiento de los minerales. Explorando la geología, la geoquímica, la minería, la metalurgia, el medio ambiente y la termodinámica, este es un libro verdaderamente holístico.

Sobre los autores

La Dra. Alicia Valero es Directora del Grupo de Ecología Industrial del Instituto CIRCE y Profesora Asociada del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Zaragoza. Ha desarrollado una exitosa carrera investigadora en
los temas abordados en este libro, relacionados con la evaluación exergética del agotamiento de los recursos minerales, entre otros.

El Profesor Antonio Valero es catedrático de Sistemas Térmicos de la Universidad de Zaragoza desde 1986 y fundador del Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos, (CIRCE). Es miembro de pleno derecho del Club de Roma Internacional y miembro de ASME . Es uno de los principales colaboradores de la termoeconomía -teoría general del ahorro de exergía, diagnóstico de plantas energéticas complejas- y de la exergoecología, aplicada a la evaluación de la exergía de los recursos de la tierra, de la que se deriva Thanatia. Es ganador del premio ASME James Harry Potter Gold Medal Award’96, entre otras muchas distinciones.

La Dra. Guiomar Calvo es Geóloga con amplia experiencia en el tema, aportando el contrapunto necesario al combinar la ingeniería con la geología.

Los autores han publicado numerosos artículos científicos y libros, recibiendo varios premios internacionales. Han participado en conferencias y charlas, por lo que tienen una amplia trayectoria y una destacada reputación en sus respectivos campos de estudio.

metales raros

La encrucijada de los metales raros: Programa «El escarabajo verde» de rtve

El programa «El escarabajo verde» de rtve ha contado con la participación de Antonio Valero y Alicia Valero en su serie dedicada a «La encrucijada de los metales raros».«No podemos desacoplar la transición energética de la transición material», añade Antonio Valero. «Hoy por hoy los artefactos se desarrollan sin tener en cuenta las consecuencias que van a tener en un futuro, consecuencias ambientales, sociales o económicas».Os dejamos el episodio en el siguiente enlace:

Conferencia: Los límites físicos para la transición energética

Ayer, 4 de mayo, tuvo lugar la conferencia: “Los límites físicos para la transición energética” organizada por Laboratori Interdisciplinari sobre Canvi Climàtic (LINCC UIB). Esta jornada online fue impartida por la Dra. Alicia Valero, Directora del Equipo de Investigación de Ecología Industrial del Instituto Circe de la Universidad de Zaragoza.

Alicia Valero comenzó hablando del crecimiento exponencial. Como explica en su artículo El Minuto 42: “Los problemas que nos aguardan son de naturaleza exponencial, como el consumo de combustibles fósiles y de minerales, los efectos del cambio climático, la deforestación de los trópicos, la contaminación de los mares con plásticos, residuos agrícolas e industriales, la pérdida de biodiversidad o la población. La depredación de la naturaleza crece a un ritmo del 2,8% anual. Si seguimos este ritmo, en una generación los humanos estaremos consumiendo el doble que hoy. Y en 25 años habremos consumido tanto como en toda la historia del ser humano hasta hoy.”

La teoría de Thanatia es una modelización de la Tierra en la que hubiésemos agotado todos los recursos del planeta. Sirve para calcular cómo de lejos nos encontramos de Thanatia y a qué velocidad nos acercamos. ¿Nos estamos acercando a Thanatia? Tal como explicó la ponente, el pico del petróleo es una señal de alarma y el cambio climático, también.

 ¿Nos dirigimos hacia una transición económica “verde”?

Un parque eólico de la misma potencia que una central térmica necesita 25 veces más de materiales (en peso) para su construcción que las centrales convencionales. Sin embargo, no es solo la cantidad, sino la calidad, también tiene tierras raras, litio, cobre, aluminio, etc. El vehículo eléctrico contiene más de 50 elementos químicos, “es una mina sobre ruedas”. Nos encontramos en “La era de la tabla periódica”.

límites

¿Existen límites? Han empezado a sonar las alarmas. A finales de 2020, la UE publicaba un listado de treinta materiales críticos, y esta lista irá en aumento. En las últimas semanas se están publicando noticias en España de cierre de plantas de producción por falta de problemas de suministro de piezas electrónicas.

¿Cuál es la solucion? Preguntó Alicia Valero, ¿vamos hacia una economía circular?

Tal como explicó, si vamos a la realidad, muy pocos elementos se reciclan. Solo un 1% de los más esenciales para la transición energética, y realmente se subciclan. Además, las tecnologías que son más eficientes son las menos sostenibles desde el punto de vista de consumo de materiales (como puede ser una bombilla LED frente a una bombilla incandescente) “Lo que tenemos que hacer es aprender a reciclar de una manera más eficiente”.

CO2

Conclusiones

Como conclusión, Alicia Valero, expuso una serie de soluciones. Hay que apostar por la desmaterialización, pero teniendo en cuenta que si cada vez se hacen los productos más pequeños, será más difícil recuperar los materiales. Se deben sustituir materiales escasos por abundantes, aunque si el consumo sigue en aumento, todos los elementos acabarán siendo escasos. Por ello, es muy importante concienciarnos en reutilizar y reciclar y aprender de la naturaleza, que no produce residuos. Reducir el consumo desenfrenado actual es la clave, porque si se pinta de verde el modus operandi actual, antes o después nos volveremos a topar con los límites planetarios. En este sentido, debemos valorar adecuadamente el capital mineral de la Tierra para crear justicia intergeneracional y un verdadero sentido de la conservación.

Thanatia. Los límites minerales del planeta


La editorial Icaria acaba de publicar el libro «Thanatia. Los límites minerales del planeta», un llamamiento a una transición material, que restaure la naturaleza y reutilice efectivamente los materiales, de los autores Antonio Valero y Alicia Valero, entrevistados por Adrián Almazán Gómez.

El libro se puede adquirir a través de la web de la editoral Icaria. A continuación os dejemos la reseña:

Thanatia es ciencia. Es la descripción de este planeta si seguimos esquilmando su geodiversidad. El cambio climático y la digitalización conducen a la movilidad eléctrica, las energías renovables con sus baterías, la robotización, el internet de las cosas… Hay más teléfonos móviles que habitantes en el mundo, con una vida media de dos años. Ya se requieren casi todos los elementos químicos de la tabla periódica y su demanda es exponencial para un planeta limitado. A mayor extracción, más energía consumida, más degradación de los ecosistemas y más población nativa afectada. 

Como no se diseña para reciclar, la basura tecnológica crece y se dispersa contaminándolo todo. Así, nunca habrá para todo ni para todos, y sabemos que en 25 años consumiremos el doble que hoy. 

El Antropoceno se ha desbocadoSe necesita una transición material, no solo energética, que restaure la naturaleza y reutilice efectivamente los materiales. Hay que cuidar a Gaia alargando la vida en la Tierra y frenando su degradación hacia Thanatia.

Plan de Acción de Economía Circular 2021-2023: documento a información pública


La respuesta española para impulsar una economía circular  es la Estrategia Española de Economía Circular (EEEC), aprobada por Acuerdo de Consejo de Ministros el 2 de junio de 2020. Dicho documento sienta las bases para impulsar un nuevo modelo de producción y consumo en el que el valor de productos, materiales y recursos se mantengan en la economía durante el mayor tiempo posible, en la que se reduzcan al mínimo la generación de residuos y se aprovechen con el mayor alcance posible los que no se pueden evitar. La Estrategia contribuye así a los esfuerzos de España por lograr una economía sostenible, descarbonizada, eficiente en el uso de los recursos y competitiva.La EEEC fija unos objetivos para 2030 y contempla su desarrollo y concreción a través de sucesivos planes de acción trienales. El primer Plan de Acción, que se somete a Información pública, tiene un marco temporal de 2021 a 2023. Dicho plan contiene 111 medidas lideradas por distintos centros directivos de la AGE y distribuidas en 5 ejes y 3 líneas de actuación.

Las observaciones y comentarios deberán remitirse a la siguiente dirección de correo bzn-eeec@miteco.es, indicando en el asunto “IP_PAEC”. El plazo de envío comenzó el 11 de febrero y finalizará el 26 de febrero.

Para descargar la plantilla, toda la información está disponible en la web del MITECO

Participación en la consulta pública

A continuación os dejamos las alegaciones realizadas por la Doctora Alicia Valero en representación de  la Cátedra CEMEX y el Instituto Circe de la Universidad de Zaragoza. Los comentarios a las diferentes medidas del plan son breves ya que solo se podían escribir 255 caracteres por alegación. Sin embargo, se han llevado a cabo diversas observaciones y propuestas.

En cuanto a la medida 3.1.1.  relativa a La nueva Ley de Residuos y Suelos Contaminados se propone eliminar los catálogos de residuos autonómicos que implican el trasiego de residuos de unas comunidades a otras ya que es necesario ordenar, coordinar y armonizar la fiscalidad en materia de residuos entre CCAA. Asimismo, se ruega facilitar el cierre de los ciclos de materiales para que los flujos de residuos puedan ser reutilizados entre empresas, eliminando obstáculos y burocracia e impulsando urgentemente la aprobación de los criterios para su consideración como subproductos.Por otro lado, también se pide recuperar el prestigio y dignificar aquellas profesiones que se encargan de recuperar y gestionar residuos.

En relación a la medida: «3.2.4. Revisión del régimen jurídico de los vehículos al final de su vida útil», por un lado se alega, promover un sistema de autosuficiencia, para evitar la dependencia del exterior: que las materias críticas, como el litio, que entren en Europa en forma de automóviles , al extraerse, se queden aquí. Además, se indica que con la electrificación la cantidad de los metales críticos de un vehículo aumenta, pero éstos son subciclados. La legislación debe considerar las cualidades de los materiales y en esto, la termodinámica (exergía) es de gran ayuda. Y se propone la lectura del paper «Vehicles and Critical Raw Materials: A Sustainability Assessment Using Thermodynamic Rarity» (DOI:10.1111/jiec.12737)  sobre legislar consierando la calidad de los materiales.

En cuanto a las  «Medidas para la mitigación del cambio climático en el sector residuos» (3.4) se propone promover la simbiosis industrial entre empresas, para lo cual es necesario aumentar la transparencia y trazabilidad de toda la cadena de valor de los productos. Además de legislar para evitar mezclar y contaminar flujos residuales que imposibiliten su posterior uso en otros procesos productivos.

Para la medida 4.3 Materias primas críticas, se alega impulsar al menos una planta metalúrgica española de recuperación de minerales críticos, con canales sólidos de recolección, como apuesta estratégica para generar empleo transformando nuestro modelo productivo y nuestro esquema de inserción económica internacional. Y dentro del epígrafe, 4.3.2 (Aprobación de una hoja de ruta para la gestión sostenible de las materias primas minerales) se ruega incrementar y apoyar el uso de materiales reciclados frente a los extraídos de minas (con precios más económicos, impuestos más bajos, la obligatoriedad del “circular public procurement” implementado en los pliegos de contratos públicos). Además, de fomentar la investigación sobre procesos minero-metalúrgicos para la obtención de materias primas críticas de fuentes secundarias (residuos de la minería y de la tecnosfera).

La medida «7.1.5 Incentivar la colaboración y comunicación con las Plataformas Tecnológicas» que propone fomentar la colaboración público-privada en el ámbito de la economía circular mediante la celebración de reuniones y jornadas, se pide  que en estos eventos se difundan  casos de éxito y de fracaso de medidas relacionadas con economía circular y así fomentar también la transferencia de conocimiento, el intercambio de buenas prácticas y de barreras encontradas para tratar de solucionarlas.

Por último, en cuanto a la medida «7.1.6 Formación e incorporación de recursos humanos en I+D+i en el ámbito de la EC» se propone además,  incorporar en el programa curricular de grado y posgrado asignaturas que incluyan la dimensión ética del desarrollo tecnológico y sus implicaciones ambientales para así, impulsar una dimensión multidisciplinar sobre economía circular.

Tabla de alegaciones para el Plan de Acción de economía circular 2021-23 realizado por el Instituto Circe

Encuentro de Cátedras de Responsabilidad Social

El impulso de la RS a través las cátedras universitarias españolas

El pasado 1 de diciembre, tuvo lugar, de manera telemática, el Encuentro de Cátedras de Responsabilidad Social: El impulso de la RSC a través las cátedras universitarias españolas. Este evento fue organizado por la Cátedra MANGO de RSC (ESCI-UPF) y asistieron las diversas cátedras universitarias españolas de temática sostenible, entre la que se encuentra la Cátedra CEMEX de Sostenibilidad.

El encuentro comenzó con un debate sobre la relación entre ética y RSC. Para ello se contó con la intervención de Antonio Argandoña, Profesor Emérito de Economía y de Ética de la Empresa y Ex-Titular de la Cátedra CaixaBank de Responsabilidad Social Corporativa de IESE Business School.

Seguidamente, se definió el perfil de las cátedras universitarias de Responsabilidad Social en España, de la mano de Silvia Ayuso, Directora Académica de la Cátedra MANGO de RSC (ESCI-UPF). Más adelante, Carlos Ballesteros, Director de la Consultoría Social Empresarial-ICADE y de la Cátedra de Impacto Social, explicó cómo implicar a la comunidad universitaria en la RS. Un reto significativo, ya que como contó  Irene Bajo, Directora de la Cátedra de Responsabilidad Social de la Generalitat Valenciana: «Es muy difícil introducir la RSC en las clases de la universidad porque es un concepto muy transversal y es complicado convencer a los responsables que realizan los planes de estudio».

Antes del cierre, Luis Monge, Director de Sostenibilidad de Grupo Santander, habló sobre la experiencia de la Red de Cátedras Santander de RSC, como ejemplo de cómo aprovechar las sinergias entre las cátedras universitarias.

Se espera que el próximo encuentro se pueda realizar de manera presencial y poder realizar más talleres y actividades enriquecedoras.