Elementos en peligro de extinción

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La tecnología moderna implica el uso de una gran cantidad de elementos de la tabla periódica en su fabricación y funcionamiento. Muchos de ellos son escasos y raros y son usados gracias a sus propiedades únicas. Es necesario crear conciencia del uso y abuso al cual se están sometiendo estos recursos no renovables y generar acciones para su uso adecuado.

Elementos químicos en un smartphone

31 de los elementos de la tabla periódica se utilizan en la fabricación de la mayoría de los teléfonos inteligentes. En total, puede haber hasta 70 que se utilizan en un teléfono inteligente u otro. Se ha elegido un teléfono inteligente porque casi todo el mundo tiene uno o más, pero es representativo de muchos otros bienes eléctricos comunes como ordenadores portátiles, tabletas, etc.


Entre los 31 elementos del teléfono inteligente, se espera que seis desaparezcan en un plazo de 100 años y se incluyen cuatro elementos de minerales en conflicto (minerales que provienen de zonas azotadas por guerras). Por eso la trazabilidad es tan importante en la industria de los teléfonos inteligentes y la mayoría de los fabricantes tratan de asegurarse de conocer el origen de estos elementos.

El mercado de los teléfonos inteligentes

En la actualidad, la asombrosa cifra de 10 millones de teléfonos inteligentes son desechados en Europa cada mes; 12 millones en los Estados Unidos y otros tantos millones en el resto del mundo. Piense en las cantidades de estos escasos elementos que representa y luego piense en lo que les sucede.

Los teléfonos inteligentes o smartphone son un elemento vital de la sociedad moderna
Los teléfonos inteligentes o smartphone son un elemento vital de la sociedad moderna

Un porcentaje muy significativo de los teléfonos usados son guardados en cajones por sus dueños (> 50 % de los hogares del Reino Unido tienen al menos uno) estos elementos se pierden para la sociedad. El resto se reutilizan a veces, pero finalmente terminan en el mundo en desarrollo. Allí, los mineros artesanales, a menudo niños, tratan de extraer el oro de ellos usando un ácido fuerte, a veces en piscinas abiertas en la calle. Los restos de los teléfonos se apilan al borde de la carretera o se envían a un vertedero.


Echemos un vistazo a un par de ejemplos de elementos presentes en un smartphone:

Tantalio (Ta)

El tantalio puede provenir de minerales en conflicto y la cantidad disponible es suficiente para menos de 50 años a las tasas de uso actuales sin necesidad de reciclaje. Se utiliza en microcapacitores porque la constante altamente dieléctrica del óxido de tantalio significa que las películas muy delgadas son aislantes eficientes.

Mina de tantalio en el Congo (via mining-technology.com)
Mina de tantalio en el Congo (via mining-technology.com)

Cada iPhone tiene un condensador basado en tántalo en la placa madre que contiene 2 centavos de tántalo. Eso no parece mucho, pero recuerden el gran número de iPhones en circulación (> 40 % de cuota de mercado). En el período 2001-2006, sólo alrededor del 1 % del tantalio utilizado era de zonas en conflicto. A medida que el tantalio desaparece y el precio de las fuentes en no conflicto aumenta, la tentación de romper el tabú y usar material extraído en zonas de conflicto aumentará.

Indio (In)

Muestra de indio
Muestra de indio

El indio es un componente del óxido de indio-estaño que constituye la capa conductora de cada pantalla táctil. Se utiliza en la soldadura en frío de circuitos eléctricos, en láseres y detectores para telecomunicaciones, y en luces azules.

El indio es un subproducto de la fabricación de zinc y sólo hay suficiente de esta fuente para 20 años si continuamos usándolo al ritmo actual. Después de que se agote la fuente de zinc todavía podremos adquirir indio de otros minerales, pero su concentración es menor y por lo tanto el precio de extracción será mayor.


Cobalto (Co)

El cobalto se utiliza en las baterías de litio que alimentan muchos de nuestros dispositivos y un número cada vez mayor de coches. El aumento de su uso podría convertirse en una importante causa de preocupación en los próximos años. Más seriamente, el cobalto aún no ha sido clasificado como un mineral conflictivo.

Niños minando cobalto en Congo. Via France24.com
Niños minando cobalto en Congo. Via France24.com

Sin embargo, parte de él proviene de la República Democrática del Congo, donde se extrae en condiciones espantosas, a menudo por niños. A medida que aumente la demanda, será esencial utilizar la rastreabilidad para asegurar que el cobalto no se obtenga explotando el trabajo infantil.

Elementos de tierras raras (lantánidos)

Muchos de los lantánidos se utilizan para proporcionar los brillantes emisores de luz de color de una pantalla de teléfono inteligente, sin embargo, la mayoría de ellos son abundantes. Esto se debe a que grandes depósitos de estos elementos fueron descubiertos en el mar frente a Japón en 2018. Estos depósitos parecen ser suficientes para satisfacer nuestras necesidades durante muchos años.

La única excepción es el disprosio, que proporciona emisores de color para los teléfonos, porque tiene otro uso muy importante, en los imanes que permiten a los molinos de viento convertir la energía eólica en electricidad. La crisis climática causada por el calentamiento global significa que debemos reducir urgentemente las emisiones de CO2 de la quema de combustibles fósiles. Para ello, el uso de los molinos de viento debe aumentar y con ello el consumo de disprosio.


Helio (He)

El único elemento que puede perderse en lugar de desaparecer es el helio. Es el segundo elemento más ligero y es muy estable, siendo un gas inerte. Esto significa que, si se libera, flota lentamente hasta los bordes exteriores de la atmósfera y luego escapa a la atracción gravitatoria de la Tierra y se pierde en el espacio exterior para siempre.

El helio es el segundo elemento más abundante en el universo, siendo el primer y principal producto de la fusión nuclear en las estrellas. En la Tierra, es una historia diferente. El helio se forma por el decaimiento de los núcleos radiactivos en las rocas y mucho se va directamente al espacio exterior, como se ha descrito anteriormente. El resto se acumula en cuevas subterráneas mezclado con otros gases.

Parte del helio disponible se pierde a la atmósfera y al espacio
Parte del helio disponible se pierde a la atmósfera y al espacio

El helio hierve a 4° sobre el cero absoluto y proporciona el único líquido lo suficientemente frío como para enfriar los imanes superconductores en los escáneres de resonancia magnética. Este es su principal uso, pero otros usos incluyen globos meteorológicos, atmósferas inertes para el procesamiento de semiconductores, elevación y como reemplazo parcial del nitrógeno en el aire respirado por los buzos de aguas profundas para evitar la narcosis del nitrógeno. En la mayoría de estas aplicaciones, el helio se recicla, pero la principal donde no lo hace es cuando el helio se utiliza en los globos de fiesta, que utiliza alrededor del 10% del helio. Cuando se desinflan o se revientan, el helio se pierde para siempre. ¿Importa esto?

Hay tres proveedores principales de helio, Qatar, cuyos campos están cerrados; los EE.UU. que dejarán de suministrar en 2021; y un nuevo campo que ha sido descubierto en Tanzania que comenzará a suministrar en 2020. El campo de Tanzania contiene suficiente helio para 8 a 12 años con las tasas de uso actuales si no se reciclara nada de él.

El reciclaje extiende ese horizonte dramáticamente. Sin embargo, si el 10% del helio del campo de Tanzania, el único significativo que conocemos actualmente, se pierde cada año, TODO se perderá en 80 a 120 años y no quedará nada para los escáneres de resonancia magnética. Se argumenta que el helio utilizado en los globos es relativamente impuro en un 95%, por lo que no es rentable purificarlo. Sin embargo, el campo de Tanzania tiene menos del 10% de helio y será purificado.


Fósforo (P) y Magnesio (Mg)

El fósforo y el magnesio son elementos relativamente abundantes, lo que significa que podría haber problemas de suministro como resultado del aumento del uso a largo plazo.

El problema aquí es la forma en que los usamos. El magnesio está en el centro de la clorofila, que da el color verde a las hojas y es responsable de convertir el CO2 y el agua en azúcar y el oxígeno que respiramos. Sin él no habría ni oxígeno ni vida. El fósforo proviene principalmente de Marruecos, donde hay grandes depósitos de rocas de fosfato. Se utiliza como fosfato en los fertilizantes.

En ambos casos forman parte de la dieta de los humanos y animales, por lo que pasan a la cadena alimenticia. O bien comemos las plantas directamente o bien comemos animales que han comido plantas. Esto significa que los nutrientes esenciales, incluyendo el magnesio y el fósforo, se extraen del suelo y terminan en los cadáveres humanos, pero sobre todo en las aguas residuales humanas. Después de ser procesados son arrojados al mar. A medida que la población aumenta, arrojamos más y más fósforo y magnesio al mar y hay menos disponible para el crecimiento de las plantas.

¿Qué se puede hacer? ¿Qué podemos hacer?

Este tema se trata para resaltar un problema actual y potencialmente creciente, pero no está diseñado para forzar a la gente a sentarse y retorcerse las manos en la desesperación. Al final, proporciona un mensaje de esperanza. No es demasiado tarde si actuamos ahora.

Proporciona una llamada de atención para empezar a actuar ahora e introducir una economía circular, que reduzca la cantidad de elementos preciosos que utilizamos, que recicle estos elementos preciosos, que repare en lugar de reemplazar los bienes de consumo y que busque reemplazar los elementos en peligro de extinción por otros abundantes en la tierra.


Reducir

Parece muy claro que, hasta que se encuentren nuevos campos de helio o se produzcan escáneres de resonancia magnética eficientes que no necesiten helio líquido, no debemos usar nunca helio en los globos de fiesta y debemos insistir en que el 95 % del helio sea purificado y reciclado.

En caso de que no estés convencido, piensa en el plástico que compone el globo. Flota y contamina el medio ambiente. Puede ser comido por aves y criaturas marinas causando una muerte prematura por la contaminación del plástico. Incluso los llamados globos biodegradables tardan hasta un año en degradarse, el daño ya está hecho para entonces. Esto es en parte por lo que Gibraltar, donde decenas de miles de globos de helio fueron liberados cada año en su día nacional, los ha prohibido. Además, Network Rail de Reino Unido informa de que en 2018 se produjeron 619 incidentes, muchos de ellos peligrosos, en los que los globos de helio interrumpieron el servicio ferroviario. A menudo los grupos de globos que se alejan quedan atrapados en los pórticos y cables aéreos. ¿Podemos realmente justificar el tirar este precioso recurso en frívolos globos de fiesta?

¿Qué hay de los teléfonos? La mayoría de la gente se convence de cambiar de teléfono cada 2 o 3 años como parte de su contrato. ¿Es esto realmente necesario? La mayoría de la gente nunca usa las nuevas funciones de los teléfonos nuevos y la mayoría de los teléfonos están en buenas condiciones cuando se desechan. ¿Sabías que una vez que eres elegible para una «actualización» también eres elegible para un «contrato sólo para SIM» (mejorar tu plan de servicio)? Esto es mucho más barato que el que tenías, así que ¿por qué no ahorrar dinero y elementos en lugar de tener un teléfono nuevo? ¿Podemos realmente justificar el cambio de nuestros teléfonos cada dos años cuando los preciosos recursos de los mismos se están agotando? Piensa en esto para todos tus aparatos electrónicos, coches, bienes de consumo, etc. Podrías hacer una gran diferencia para la vida en la tierra.

Reparar

A veces, la batería o la pantalla del teléfono pueden debilitarse o romperse, la bomba de la lavadora puede romperse, es posible que necesite un nuevo cierre en el lavavajillas y se le indicará que necesita un dispositivo totalmente nuevo. ¡Es casi seguro que no lo necesitas! Una simple reparación será mucho menos costosa y más respetuosa con el medio ambiente. En la actualidad, muchos fabricantes de teléfonos móviles hacen las reparaciones muy difíciles usando tornillos especiales y pegamentos extra fuertes. No se les debería permitir hacer esto, al menos hasta que se ocupen del reciclaje, y todos los bienes de consumo, incluyendo los teléfonos, deberían ser modulares para que las reparaciones sean fáciles. Es triste que Google haya retirado su teléfono modular antes de que saliera al mercado.

Reciclar

Aunque guardes el teléfono, el coche, la lavadora, etc. durante más tiempo y lo repares cuando se averíe, llegará el momento en que haya que reemplazarlo. Es el momento de reciclar. Algunos artículos ya están debidamente reciclados.


Elementos como el rodio y el platino escasean, pero cada coche tiene algunos de cada uno en su convertidor catalítico, que limpia las emisiones de escape. Esto se debe a que los elementos en los convertidores catalíticos son reciclados y, de hecho, más del 50 % del rodio y el platino en sus múltiples usos son reciclados. ¿Por qué no podemos hacer eso con los elementos de los productos electrónicos como teléfonos y ordenadores?

El reciclaje de la chatarra electrónica puede asegurar los recursos necesarios por décadas
El reciclaje de la chatarra electrónica puede asegurar los recursos necesarios por décadas

Necesitamos desarrollar formas efectivas de reciclar éticamente todos los elementos de los teléfonos móviles y otros bienes electrónicos. Algunas pequeñas empresas ya lo hacen, pero necesitamos ampliar la capacidad de forma drástica. Entonces, por favor no guardes tu viejo teléfono en un cajón – recíclalo éticamente, o dáselo a tu abuelita, papá o hija hasta que esté listo para ser reciclado. Esto es Reutilización, que también es parte de la economía circular.

Reemplazar

Aquí, no me refiero a reemplazar tu teléfono o smartphone. Lo que necesitamos hacer, además de todas las cosas descritas anteriormente, es encontrar materiales que hagan el mismo trabajo que los que usamos actualmente pero que sólo contengan elementos abundantes en la tierra.

Tomemos la película conductora en las pantallas táctiles: la película tiene que ser transparente, incolora, conducir la electricidad y pegarse al vidrio. El óxido de indio-estaño hace todas estas cosas excepcionalmente bien, pero contiene indio, cuyo suministro está amenazado, y estaño, que puede provenir de zonas de conflicto. Se está llevando a cabo una gran cantidad de investigaciones para encontrar sustitutos. El grafeno, hecho sólo de carbono, y el molibdato de calcio están entre los primeros candidatos, pero su rendimiento no se corresponde con el del óxido de indio y estaño todavía. Tenemos que asegurarnos de que este tipo de investigación está totalmente respaldada.

Conclusión

Es necesario destacar la vulnerabilidad de varios elementos a la desaparición o agotamiento, pero también es necesario proporcionar una llamada de atención para que cambiemos nuestra forma de actuar. Si adoptamos la economía circular que consiste en reutilizar, reducir, reparar, reciclar e intentar sustituir los materiales vulnerables por otros menos vulnerables, podremos seguir disfrutando de nuestro maravilloso y diverso mundo durante las generaciones venideras y reducir su contaminación.


Para más información Elements of Scarcity

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