martes, 7 de diciembre de 2010

¿Joyas o escotes?

Antonio Valero

El autor de esta entrada es uno de mis condiscípulos en la excelente cosecha 1974 de la Facultad de Química de la Universidad de Zaragoza. Y lo de excelente no lo decimos nosotros sino los que nos sufrieron como estudiantes. Antonio es ahora el Director del CIRCE (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos). Y hace unos días, en el seno de un foro que nos sigue manteniendo unidos y que sirve para intercambiar todo tipo de opiniones, fotos, música, etc, además de organizar periódicas francachelas, AV nos colgó unos, a mi parecer, interesantísimos comentarios. Comentarios que versaban sobre el empleo de determinados elementos químicos, no muy conocidos ni abundantes, en el desarrollo de dispositivos y estrategias que parecen ser la panacea de la crisis energética que se nos viene encima. Dada su autoridad en la materia, le he pedido permiso para reproducirlo y aquí está.

El rutenio (Ru), el rodio (Rh), el paladio (Pd), el teluro (Te), el renio (Re), el osmio (Os), el iridio (Ir), el platino (Pt) y el oro (Au) son elementos muy raros en la corteza terrestre. De hecho su abundancia cortical es del orden de las partes por billón. Aunque la gente prácticamente sólo conoce al oro y un poco al platino, todos ellos son fundamentales en aplicaciones como los contactos electrónicos, en el vasto mundo de los catalizadores, para el almacenamiento de hidrógeno o para fabricar nanopartículas de oro que ahora molan un montón. Debido a su escasez y con excepción del Te, todos valen su peso en oro y por ello también se los clasifica como potencialmente críticos para el desarrollo tecnológico de los próximos decenios.

Hace pocos días recibí de un amigo una noticia que decía literalmente que "un equipo de investigadores del MIT había descubierto cómo actúa exactamente una molécula llamada fulvaleno dirutenio, capaz de almacenar calor y liberarlo mediante dos procesos activables de manera artificial. Este conocimiento debería ahora hacer posible encontrar sustancias químicas similares en comportamiento, pero compuestas por ingredientes más abundantes y menos caros que el rutenio. Esto podría convertirse en la base para desarrollar una batería recargable que almacenase calor en vez de electricidad".

Aparte de que la redacción de la noticia es un poco equívoca para los que nos dedicamos a esto, lo cierto es que, efectivamente, el punto clave es encontrar alternativas más abundantes y baratas al rutenio porque, si no lo hacemos, la capacidad de almacenar energía solar de dicho elemento difícilmente superaría a la empleada para remover la roca de la que se extrae. Lamentablemente, tal y como se explotan las mejores menas de todos estos elementos de los que venimos hablando, cada vez se necesita más energía y agua para ello y, además, se generan más contaminantes para producir la misma cantidad de metal. Pero como la demanda mundial aumenta, el daño ambiental de su extracción crece exponencialmente.

A modo de ejemplo, la demanda de cobre entre 1941-1980 fue cuatro veces mayor a la de toda la historia previa. Y entre 1981-2000 la producción se duplicó con respecto a los cuarenta años anteriores. Conocéis la enorme demanda actual de Cu, que ha convertido su robo en un negocio muy lucrativo. Otro ejemplo ilustrativo es el del propio oro. Para producir un anillo de oro de 9 gramos (1/3 de onza) de 18 quilates se necesitan remover unas 45 toneladas de roca, se consumen 275 kg equivalentes de petróleo, 6200 litros de agua y se emiten 1000 kg de CO2 equivalentes. Sin contar otras emisiones y residuos peligrosos (por ejemplo,1.26 kgs de cianuro, además de Pb, As y Hg).

Hoy en día, nuestro elemento 44, alias rutenio, se obtiene como subproducto del refinado del niquel. En ese sentido su coste medioambiental no es tan exagerado como el del oro, pero nadie sabe hasta dónde podría llegar si su consumo se dispara. En el fondo, toda esta reflexión nos indica algo que no solemos tener en cuenta: que tanto la Geología como la Termodinámica imponen restricciones a la civilización industrial. Si la energía necesaria para producir un sistema energético, a partir de sus constituyentes en la corteza terrestre, es mayor que la que proporciona a lo largo de su vida, ese sistema energético es inviable. Técnicamente se dice que el EROEI (Energy Return on Energy Investment), debe ser siempre mayor que la unidad. Y cuanto mayor más viable. Y da la sensación de que mucha de la gente que anda proponiendo soluciones energéticas maravillosas no ha hecho los balances de energía correctos, llegándose a la curiosa paradoja de que los mayores violadores del Primer Principio de la Termodinámica somos los propios científicos.

Esto no implica acabar con la investigación en temáticas que impliquen a estos elementos, sino frenar la retórica grandilocuente en torno a descubrimientos como el arriba mencionado. Si hubiéramos frenado la investigación en paneles fotovoltáicos porque los primeros prototipos gastaban más energía que la que producían, hoy no tendríamos esa industria. Siempre tendremos que pagar un coste de aprendizaje. Y conocer por conocer es bueno, pero a pequeñas dosis. Con realismo. Este grupo de elementos químicos es crítico para nuestra civilización y su futuro. Si las conexiones electrónicas dependen de ellos, así como el almacenamiento de hidrógeno, hay que ser muy precavidos a la hora de proclamar que una sociedad basada en el hidrógeno e internet nos salvará de los problemas energéticos que nos acucian.

Probablemente en el largo plazo estos elementos estarán destinados a curiosidades de museo y sólo muy pocas aplicaciones excepcionales llevarán componentes de este grupo. No será raro que algún día desaparezcan las joyas y los lingotes, porque su valor industrial alternativo será mayor. Ese día nuestras chicas lucirán escotes, porque la medicina habrá encontrado la eterna juventud. O no…

4 comentarios:

Orges dijo...

¡¡Genial!! Felicidades por la colaboración.

Una pregunta curiosa para AV. Hace unos días me llegó un cotilleo que ponía en tela de juicio la energía solar, porque el coste energético de la elaboración de los paneles (creo recordar que de silicio) es mayor a la energía que se obtiene durante toda su vida útil (o tal vez era que la generación de CO2 para su construcción era mayor a la que se dejaba de generar con su uso, no me acuerdo bien).

Es esto así o es un rumor malintencionado?

Saludos

Rafa dijo...

Hola Búho,

Me ha gustado mucho la entrada de tu colega y me ha hecho pensar. Yo había leído algo sobre la escasez de la llamadas "tierras raras", como por ejemplo el gadolinio del que ya nos hablaste en una entrada anterior. Y también que los chinos nos pueden controlar sobre la base de esos aparentemente raros e inofensivos elementos.
Despues de leer lo que dice tu amigo parece que estamos construyendo gigantes de pies de barro.

Antonio dijo...

Hola Orges y Rafa.
Gracias a mi querido compañero el Buho me permite responderos.
Lo de que la energía FV gasta más que lo que produce es una patraña. Hace años, al principio de las investigaciones era lógico. Hoy no. Incluso desde el punto de visyta económico, dentro de unos poco años se alcanzará el "grid parity" por el cual el coste de producir la energía solar en casa será el mismo que el de pagar la electricidad en la red. En ese momento se espera una seria revolución eléctrica. A pesar de ello en España somo unos quijotes. Estamos financiando la FV para que los fabricantes internacionales se puedan desarrollar, y nuestras empresas, no solo no dieron abasto sino que algunas que hicieron grandes inversiones para satisfacer la demanda y ahora al pararse bruscamente están en suspensión de pagos. en definitiva, bien por la FV mundial, mal por España.Brr.

Con respecto a las tierras raras, curiosamente hay algunas que no son tan raras como los metales mencionados, lo que pasa es que aparecen diadójicasmente en otros minerales, es decir confundiendose con ortros metaqles mas abundantes.

Hay un trabajo de la UE muy importante sobre este peligro real.
La comisión Europea ha hecho un informe este año sobre la situación crítica-estratégica de 14 minerales, estos son:
Antimony
− Beryllium
− Cobalt
− Fluorspar
− Gallium
− Germanium
− Graphite
− Indium
− Magnesium
− Niobium
− PGMs (Platinum Group Metals)
− Rare earths
− Tantalum
− Tungsten

Puedes encontrar un informe sobre ello en http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=MEMO/10/263&form

se da mucha importancia a la energía y se olvidan los minerales estratégicos. Mientras para la energía existen soluciones para los minerales, algunos minerales, no.

Un saludo, Antonio Valero

gabriela dijo...

Muy interesante este post, y me hizo pensar en que la poca difusión por ejemplo de la problemática del oro versus cianuro nos tiene en la inconsciencia de los relaves abandonados y la exigencia de joyas que poco se usan y se mantienen guardadas en las bóvedas de bancos.
En cuanto a la generación de energía, ha mejorado muchísimo la tecnología últimamente, los rendimientos son mejores, y llegará el día en que cada uno se autoabastezca aprovechando el viento y la luz solar que está ahí, esperándonos.