Algo no viene de la nada. Ese hecho se puede olvidar fácilmente cuando se trata de conceptos aparentemente abstractos como "energía". A medida que la crisis del cambio climático empeora, más políticos están empezando a subrayar la importancia de la transición a la energía limpia. Más energía limpia significa más paneles solares, turbinas eólicas, vehículos eléctricos y baterías a gran escala. Pero también significa una mayor demanda de los materiales que hacen posible esas tecnologías.

En algunos casos (como el silicio para paneles solares), es poco probable que una mayor demanda sea un problema. El silicio es abundante y ya tenemos la infraestructura para hacer el material, según Marco Raugei, un experto en sostenibilidad de la nueva tecnología en la Universidad de Oxford Brookes. Pero nuestras cadenas de suministro para otros materiales, como neodimio para aerogeneradores, litio y cobalto para baterías y cobre para prácticamente todo, deben cambiar.

Aunque la demanda de materiales por lo general significa más minería (y con ello, un mayor impacto ambiental), los expertos coinciden en que los beneficios de la energía renovable superan con creces los costos. "No hay tal cosa como un almuerzo gratis", dice Charles Barnhart, profesor de estudios de energía en la Western Washington University. "Pero quiero dejar claro que cuando hablamos de impactos ambientales, no estamos tratando de decidir entre 'males menores'". Para Barnhart, decidir entre más minería para renovables y seguir confiando en los combustibles fósiles es decidir entre "completamente diferentes lados del espectro ”porque el costo de un futuro de negocios como de costumbre con combustibles fósiles causará mucho daño.

A pesar de que la compensación será beneficiosa, vale la pena pensar acerca de dónde provendrán los materiales para la revolución de las energías renovables y cómo cambiará el mundo cuando aumente la demanda.

NEODIMIO

"Realmente no hay nada que compita con el neodimio por los imanes", dice Frances Wall, profesora de mineralogía aplicada en la Escuela de Minas Camborne de la Universidad de Exeter. "Son, con mucho, los mejores para la aplicación". El neodimio es un elemento llamado tierras raras, un metal plateado con un papel muy importante en la energía renovable. Cuando se combina con hierro y boro, produce imanes fuertes que son importantes tanto para generadores en turbinas eólicas como para motores en vehículos eléctricos.

A pesar del nombre, los elementos de tierras raras como el neodimio no son particularmente raros, explica Wall. Los elementos son relativamente abundantes. Algunos se encuentran en la misma concentración en la corteza terrestre que el elemento de cobre, que es mucho más peatón. El desafío es que el neodimio está muy controlado por un solo país. Alrededor del 85 por ciento del neodimio mundial proviene de unas pocas minas en China. Una mina llamada Baotou en el norte de China ha creado un lago tóxico y otros horrores ambientales. Hay otras pocas minas pequeñas en otro lugar, como la mina Rainbow Rare Earths en Burundi y la mina Mkango en Malawi, pero a menudo, incluso las minas fuera de China tienden a enviar sus depósitos a China para su procesamiento. Ese es el caso de la mina de tierras raras Mountain Pass en California.

Un gran cuello de botella para la minería y el procesamiento de neodimio es la financiación. "Hubo un montón de proyectos de exploración de tierras raras y lo que sucede es que gradualmente se desaceleran si no obtienen inversiones en la siguiente etapa", explica Wall. A medida que aumenta la demanda, Wall predice que otros proveedores ingresarán al mercado y habrá espacio para que se abran más minas.

COBRE

Al igual que el neodimio, el cobre no es escaso, pero necesitamos mucho. Básicamente, todo lo que tiene un interruptor de encendido y apagado incluye cobre, gracias a su increíble capacidad para conducir electricidad, y aún no hemos encontrado una mejor alternativa.

La parte difícil sobre la extracción de cobre es encontrar áreas donde el metal se concentra en cantidades suficientemente grandes que estén cerca de la superficie, dice Mary Poulton, codirectora del Instituto Lowell para Recursos Minerales de la Universidad de Arizona. En primer lugar, puede ser difícil encontrar depósitos grandes, y luego puede llevar siglos obtener permisos y comenzar la producción. "En su mayor parte, somos depósitos mineros que encontramos a fines del siglo XIX y en muchos casos hemos estado explotando esos mismos depósitos todo el tiempo", dice Poulton.

El primer paso para encontrar nuevos depósitos es mirar dónde ya se ha descubierto el cobre. "Tenemos este dicho en la exploración de que si estás cazando elefantes, caza en el país de los elefantes", dice Poulton. Luego, los geólogos analizarán los informes existentes realizados por los gobiernos y las universidades y trabajarán con geofísica y geoquímicos para predecir la probabilidad de depósitos.

Una vez que se ha localizado un depósito de cobre, el siguiente paso es sacarlo del suelo, y la nueva tecnología está comenzando a afianzarse en esta antigua industria. Dos áreas en Arizona están probando un método de extracción de cobre sin cavar un agujero, utilizando un método llamado lixiviación in situ. En lugar de excavar los materiales y luego procesarlos, los mineros construyen pozos y luego bombean una solución ácida débil al suelo, y esa solución disuelve el cobre de los minerales. Luego, esa solución se bombea y procesa para obtener el cobre, y los mineros descargan agua limpia a través del campo del pozo para eliminar la mayor cantidad de ácido posible. "Estamos observando muy de cerca para ver cómo funcionará" porque podría ser mejor para el medio ambiente que la minería subterránea tradicional, dice Poulton. (Dicho esto, la solución ácida aún puede perturbar la tierra).

Los robots también están entrando en la acción. Ya, las minas en áreas remotas como Australia Occidental y el Desierto de Atacama en Sudamérica utilizan robots mineros. Probablemente se encontrarán nuevos recursos de cobre a profundidades aún mayores, como 7,000 pies debajo de la superficie, lo que significa que estarán más calientes y las rocas estarán bajo una presión extrema. Eso significa que necesitaremos más ingeniería para construir un robot de extracción de cobre más fuerte capaz de lidiar con las condiciones extremas.

LITIO Y COBALTO

Si construye una infraestructura de energía renovable masiva, querrá cierta capacidad de almacenamiento para ir con ella. Después de todo, las personas no solo quieren electricidad cuando el viento sopla o el sol brilla. Una solución ambiciosa es usar baterías gigantes de iones de litio, como un tipo que se está probando en este momento en el sur de Australia.

El litio es clave para básicamente todas las baterías recargables, y hay dos formas de conseguirlo ahora, dice Andrew Miller, un analista de litio en Benchmark Mineral Intelligence. Un método que es popular en Sudamérica es evaporarlo de la salmuera debajo de un lago. Por ejemplo, la mayor fuente de litio del mundo es el lago Salar de Atacama de Chile. El litio también se puede extraer del espodumeno, un recurso de roca dura que se encuentra principalmente en Australia.

A medida que el mercado de las baterías crece, están apareciendo más minas de espodumeno. Miller predice que aunque Sudamérica y Australia seguirán siendo clave, las minas comenzarán a abrirse en lugares como Canadá, Carolina del Norte y Nevada en los Estados Unidos; el Reino Unido; y la república checa. "Verá la presión de los consumidores que no quieren depender demasiado de una o dos partes del mundo, especialmente cuando realizan inversiones multimillonarias en Estados Unidos o Europa o en lugares sin mucha producción de litio". él dice.

Mientras tanto, cuando se trata de cobalto, otro componente clave de las baterías recargables, "va a ser muy difícil que domine la República Democrática del Congo para cualquier lugar", dice Caspar Rawles, un analista de cobalto en Benchmark Mineral Intelligence. El cobalto es uno de los materiales más caros de una batería, y también se extrae en condiciones que a menudo violan los derechos humanos. El año pasado, el 70% del cobalto del mundo provino de la RDC, un país que ha sido objeto de críticas generalizadas por sus prácticas laborales, como el uso de niños de tan solo seis años para trabajar en minas de cobalto. Los científicos y las nuevas empresas se apresuran a crear una batería sin cobalto, y Elon Musk incluso tuiteó que quería sacar el cobalto de sus baterías, pero eso parece poco probable por ahora.