tag:theconversation.com,2011:/institutions/centro-nacional-de-investigaciones-metalurgicas-cenim-csic-3845/articlesCentro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)2022-04-23T16:36:35Ztag:theconversation.com,2011:article/1815362022-04-23T16:36:35Z2022-04-23T16:36:35ZÓxido fue y en óxido se convirtió: la importancia de la corrosión en nuestra vida<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/459350/original/file-20220422-14-xc4d47.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=7%2C7%2C4977%2C3315&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/rusted-white-painted-metal-wall-rusty-1400097494">Shutterstock / Vershinin89</a></span></figcaption></figure><p>El 24 de abril se celebra el Día de la Concienciación sobre la Corrosión. Suena raro, ¿verdad? Eso de la <em>corrosión</em> hace volar nuestra imaginación hacia ideas como la de <em>corrupción</em>, que no deja de ser una alegoría del proceso de deterioro que sufren los materiales metálicos. Todas las personas la reconocemos en nuestros paseos, más aún si nos encontramos cerca del mar o de entornos industriales. Pero ¿somos conscientes de su importancia?</p>
<blockquote>
<p>“Como las arrugas de la piel denotan el inexorable paso del tiempo en las personas, la corrosión es un fenómeno natural y espontáneo que ocurre en la mayoría de los materiales, por su reacción con el medio agresivo que los rodea”.</p>
<p>-María Ángeles Arenas-</p>
</blockquote>
<p>Eso es precisamente la corrosión: el resultado de la interacción entre el medio ambiente y el material metálico, que conduce a su degradación y pérdida de propiedades y que limitan su vida útil.</p>
<p>La corrosión es una ciencia que bebe de la química, la física y la ciencia de materiales. Su importancia radica en que es crítica para el buen funcionamiento de casi todo el mundo material que nos rodea. </p>
<p>Pensemos por un momento en todos los materiales metálicos que nos acompañan a diario desde el mismo momento en que nos levantamos hasta el momento de acostarse: utensilios de cocina, transporte, ordenadores, mobiliario urbano. A eso, sumemos las infraestructuras (edificios y puentes construidos en hormigón con refuerzo de acero), materiales de la industria química y farmacéutica, la petroquímica.</p>
<p>Todo esto es una cantidad ingente de toneladas de metal expuestas a un medio ambiente con diferentes contenidos en gases (CO₂, SO₂, NOx), aniones como los cloruros y una elevada humedad relativa. </p>
<p>Esto hace que, según las estimaciones de la actual Asociación para la Protección y el Rendimiento de los Materiales en 2016, el coste total de la corrosión a nivel mundial ascendió a <a href="http://impact.nace.org/economic-impact.aspx">2,5 billones de US$</a>, lo que equivale al 3,4 % del Producto Interior Bruto de los países desarrollados. En los países en vías de desarrollo, esta cifra puede llegar hasta casi el 5 %. </p>
<p>De acuerdo con estos estudios el gasto originado por la corrosión en EE. UU. en un año es similar al conjunto de los 52 desastres naturales (huracanes, tornados, tormentas tropicales, inundaciones, sequías y heladas) ocurridos en los 22 últimos años.</p>
<p>En España no hay disponibles datos directos. Desde universidades y centros de investigación se han hecho varios intentos de cuantificar estos costes mediante encuestas a sectores industriales sin el éxito deseado. Si extrapolamos los datos anteriores a España, con un PIB en 2020 de 1 121 948 M€, nos encontramos con que la corrosión nos cuesta en torno a 40 000 M€ al año. Esto es algo menos que el equivalente a lo que España ha presupuestado para 2021 en las prestaciones por desempleo más lo destinado al pago de la deuda pública. </p>
<p>Por tanto, la corrosión sí es un problema.</p>
<h2>¿Por qué se produce la corrosión?</h2>
<p>Casi todos los materiales metálicos con aplicaciones tecnológicas se encuentran en la naturaleza formando agregados cristalinos compuestos de óxidos (también los hay en forma de sulfuros, carbonatos). ¿Cómo se obtienen los materiales metálicos? Al mineral extraído de la mina se le somete a unas operaciones que terminan con su fusión y procesado posterior para obtener la pieza. </p>
<p>Este proceso hace que el elemento metálico adquiera una mayor energía interna, llevándole lejos de su estado de equilibrio natural. Durante su vida útil la pieza se va a encontrar sometida a un medioambiente que hace que tienda a estados termodinámicos más estables. Como resultado, se vuelve a convertir en el óxido inicial del que fue extraído. </p>
<p>Por eso decimos: “Óxido fue y en óxido se convirtió”.</p>
<h2>Consecuencias</h2>
<p>Este proceso natural tiene múltiples consecuencias. No solo económicas, sino también medioambientales y humanas. La pérdida de las propiedades mecánicas y estructurales de una pieza por efecto de la corrosión puede llevar aparejadas grandes tragedias: oleoductos que estallan, aviones que caen o fábricas que explotan son ejemplos de lo que la corrosión puede acarrear. </p>
<p>Si las pérdidas económicas son apreciables, el valor de la vida humana no tiene precio. </p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/459346/original/file-20220422-14-19zsmp.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Uno de los tanques de la planta de Union Carbide en Bhopal (India) retirado durante la descontaminación de la planta, fotografiado en 2010.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://es.wikipedia.org/wiki/Desastre_de_Bhopal">Wikimedia Commons / Julian Nyča</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
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</figure>
<p>Ejemplo de esto último fue la tragedia de la explosión en 1984 de la fábrica de pesticidas de <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Desastre_de_Bhopal">Union Carbide India Limited en Bhopal</a> (India). Los problemas de corrosión originados en los depósitos de metil-isocianato causaron una deflagración que costó la vida a 2 259 personas y expuso a los gases tóxicos a una población cercana al medio millón. El número de accidentes con pérdidas de vidas humanas cuyo origen es la corrosión es interminable. </p>
<p>Lo mismo ocurre con las repercusiones que la corrosión tiene sobre el medioambiente. Lamentablemente, son mucho más frecuentes de lo que nos imaginamos. ¿Se acuerdan del <a href="https://theconversation.com/ecocidio-justicia-para-las-victimas-del-crimen-ambiental-152260">hundimiento del Prestige</a>, aquel barco que, en noviembre de 2002, vertió más de 60 000 toneladas de fuel frente a las costas gallegas? En el juicio quedó demostrada la existencia de graves problemas de corrosión en los tanques de lastre. Y, así, un rosario de pequeños y grandes accidentes debido a este fenómeno, sobre todo en la industria petroquímica.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=399&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/459348/original/file-20220422-25-jv13m9.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=501&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">El Prestige bajo remolque de emergencia poco antes de hundirse en noviembre de 2002.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:MV_Prestige.jpg">Wikimedia Commons / Bahamas Maritime Authority</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
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</figure>
<p>Además, la corrosión supone un problema para la sostenibilidad de los recursos minerales de que disponemos. Nuestro desarrollo tecnológico necesita, cada vez más, de unos recursos que son escasos y limitados. La Unión Europea ha hecho público el <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0474&from=NL">listado de los treinta materiales críticos para la economía europea</a> por ser la base de bienes y aplicaciones utilizados tanto en nuestra vida cotidiana como en el desarrollo de tecnologías modernas. </p>
<p>Casi todos son metales: titanio, cobalto, vanadio, wolframio y magnesio son solo algunos ejemplos de lo que se necesita para fabricar implantes médicos, vehículos eléctricos y aviones. Todos tienen un denominador común: se corroen. </p>
<p>Si a esto sumamos el coste en CO₂ que lleva aparejada la corrosión, las cifras son mareantes. Por ejemplo, un coche convencional tiene, <a href="https://worldsteel.org/steel-by-topic/steel-markets/automotive/">de acuerdo con la <em>World Steel Association</em></a>, una media de 900 kilogramos de acero repartidos principalmente en su carrocería, el bloque motriz y suspensión. Pues bien, cada tonelada de acero producida emite una media de 1,85 toneladas de CO₂. </p>
<p>Dado que el 85 % del acero que se produce es susceptible de corroerse de manera natural, no es de extrañar que el 8 % de las emisiones totales de este gas provengan de dicha industria. Esta, en los últimos años, está haciendo un gran esfuerzo por buscar alternativas con una menor huella ambiental.</p>
<h2>¿Cómo luchar contra la corrosión?</h2>
<p>Afortunadamente la ciencia de la corrosión ha avanzado de manera espectacular con el paso del tiempo y ha ido desarrollando estrategias preventivas para ralentizar el proceso hasta niveles perfectamente asumibles. </p>
<p>Del humilde acero (base todavía de nuestro desarrollo) se pasó a los aceros inoxidables (compuestos principalmente por hierro, cromo y níquel, que son capaces de generar una delgada capa protectora sobre su superficie que los aísla del medio) y a las superaleaciones (materiales que en su composición pueden contener hasta diez elementos), cuyas propiedades de resistencia mecánica y a la corrosión son excepcionales.</p>
<p>En las últimas décadas también se han producido grandes avances en el desarrollo de nuevas aleaciones no férreas (aleaciones de titanio, de cobalto, de zinc, de aluminio y de cobre) que suministran protección extra frente a la corrosión y que aportan otras ventajas como menor densidad o biocompatibilidad. Pero, recordemos, que tampoco están exentas de su deterioro.</p>
<p>Por último, no hay que olvidar las medidas estrella de la lucha contra la corrosión: los recubrimientos y las técnicas de modificación superficial de los materiales metálicos. Pinturas (el método más extendido y no siempre bien aplicado), los recubrimientos metálicos o cerámicos, los inhibidores de corrosión, la protección catódica. Un campo, en definitiva, en continua evolución y desarrollo.</p>
<p>Además de desarrollar nuevos materiales y métodos hay que formar nuevos profesionales que tengan los conocimientos necesarios para minimizar los daños por corrosión. </p>
<p>La <em>World Corrosion Organization</em> pedía, en 2021, que tanto los gobiernos como la industrias empezaran a prestar más atención a este fenómeno tan caro, en costes directos e indirectos, que la sociedad no debe permitirse. Solo utilizando las tecnologías hoy disponibles podrían ahorrarse entre un 15 % y un 35 % de los costes anuales que genera la corrosión. Ahora es el momento.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/181536/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Juan de Damborenea recibe fondos del CSIC y del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación del Ministerio de ciencia e Innovación.</span></em></p>La corrosión es un fenómeno en el que no pensamos en nuestro día a día, pero genera miles de millones de euros en pérdidas y provoca catástrofes medioambientales y humanas.Juan J. de Damborenea, Profesor de Investigación. Especialización en Corrosión y Funcionalización de Superficies, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1670692021-10-03T19:18:59Z2021-10-03T19:18:59ZCiencia para el pueblo, pero sin el pueblo<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/418724/original/file-20210831-21-ik4700.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C5571%2C3976&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/detail-marble-statue-salvius-julianius-famous-394517806">Shutterstock / Cris Foto</a></span></figcaption></figure><p>Desde un punto de vista social, el objetivo de la investigación científica es la generación de conocimiento que permita desarrollar aplicaciones enfocadas a mejorar la calidad de vida de la sociedad y a resolver los principales retos a los que esta se enfrenta. </p>
<p>Sin embargo, antes de intentar solucionarlos, dichos retos deben ser identificados. Y aquí es donde surge la gran pregunta: ¿quién decide cuáles son los retos más importantes de la sociedad? En otras palabras, ¿quién decide cómo nos gastamos el dinero público destinado a ciencia e innovación? </p>
<p>Puesto que la beneficiaria final de los avances científicos es la ciudadanía, sería lógico pensar que esta decide –al menos en parte– los temas prioritarios a los cuales debería estar enfocada la inversión pública en ciencia. Desafortunadamente esto dista mucho de ser realidad.</p>
<h2>La Estrategia Española de Ciencia</h2>
<p>En España, la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación (EECTI) es la que establece el marco sobre el que se definen los objetivos que debe cumplir la I+D+i. </p>
<p>En octubre de 2020 el Gobierno aprobó la <a href="https://www.ciencia.gob.es/dam/jcr:e8183a4d-3164-4f30-ac5f-d75f1ad55059/EECTI-2021-2027.pdf">EECTI para el período 2021-2027</a> que agrupa las distintas líneas estratégicas en 4 áreas temáticas: </p>
<ul>
<li><p>Salud</p></li>
<li><p>Cultura, Creatividad y Sociedad Inclusiva</p></li>
<li><p>Seguridad Civil para la Sociedad </p></li>
<li><p>Mundo Digital, Industria, Espacio y Defensa </p></li>
</ul>
<p>Es estupendo tener una estrategia que cubra los siguientes 6 años porque es evidente que la ciencia requiere su tiempo, especialmente en España. </p>
<p>Un ejemplo ilustrativo de esto es el tiempo que nos está llevando desarrollar una vacuna española contra el SARS-CoV-2 comparado con el poco tiempo que han tardado otros países. El <a href="https://www.aemps.gob.es/informa/notasinformativas/laaemps/2021-2/la-aemps-autoriza-el-primer-ensayo-clinico-de-una-vacuna-espanola-frente-a-la-covid-19/">11 de agosto de 2021 se aprobó por fin el comienzo de los ensayos clínicos de la vacuna diseñada por la farmacéutica Hipra</a>, la primera vacuna desarrollada en España. Estos ensayos empiezan más de un año después que los primeros ensayos clínicos de la vacuna desarrollada por Pfizer y BioNTech. Esta larga demora no tiene absolutamente nada que ver con el talento del personal científico que trabaja en la vacuna española, sino con la planificación y ejecución de las políticas públicas científicas de nuestro país. Pero este es un tema para otro día.</p>
<h2>El Plan Estatal de Investigación</h2>
<p>Volviendo a lo que nos ocupa, las estrategias descritas en la EECTI son ejecutadas por el Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación (PECTI), en el que se concretan las inversiones específicas que se llevarán a cabo por parte del Gobierno. El pasado mes de junio se aprobó <a href="https://www.ciencia.gob.es/dam/jcr:11aba6bb-ac4c-4f48-b99f-f7034a6ed675/PEICTI_2021_2023.pdf">el PECTI 2021-2023</a> en el Consejo de Ministros y Ministras. </p>
<p>Tanto la EECTI como el PECTI están cargados de buenas intenciones, puesto que están diseñados para mejorar el modelo de gestión actual estableciendo una financiación por objetivos. Además, cuentan con una larga lista de acciones que contribuirán a mejorar la calidad del sistema español de ciencia: reforzar la atracción y contratación de personal investigador, impulsar la investigación en líneas estratégicas, fomentar la colaboración público-privada y entre el Gobierno central y las Comunidades Autónomas, intensificar la transferencia de conocimiento a modelos de negocio viables y rentables, y fomentar la creación de empresas emergentes de base tecnológica, entre muchas otras.</p>
<p>Todas estas medidas son muy atractivas, pero ¿qué proceso se ha seguido para su elaboración y en qué grado ha participado la ciudadanía? </p>
<h2>El proceso de elaboración y aprobación</h2>
<p>Para responder a la pregunta anterior debemos ir a los textos de la ECCTI y el PECTI, que describen cómo se han elaborado. En ambos casos el proceso es similar. </p>
<p>Primero, el Ministerio de Ciencia e Innovación elabora un borrador inicial. </p>
<p>Posteriormente, este borrador es discutido con una larga lista de órganos y asociaciones, que incluyen el Consejo de Política Científica, Tecnológica y de Innovación, el Consejo Asesor de Ciencia, Tecnología e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación, el Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial, el Instituto de Salud Carlos III, la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, las Direcciones Generales responsables de las políticas autonómicas de I+D+i, representantes de los Organismos Públicos de Investigación, la Confederación de Sociedades Científicas de España, la Alianza de Centros Severo Ochoa y Unidades María de Maeztu, la Conferencia de Rectores de las Universidades Españolas, representantes del ámbito tecnológico, innovador y empresarial y asociaciones de diferentes sectores. </p>
<p>Además, el EECTI también <a href="https://www.congreso.es/public_oficiales/L14/CONG/DS/CO/DSCD-14-CO-162.PDF">fue presentado a la Comisión de Ciencia, Innovación y Universidades del Congreso de los Diputados y Diputadas el 1 de octubre de 2020</a>. </p>
<p>En resumidas cuentas, las estrategias científicas son preparadas y discutidas por el Gobierno (ministerios y comunidades autónomas), por la comunidad científica y por la comunidad empresarial (especialmente las empresas innovadoras). </p>
<h2>La sociedad civil, actor ausente</h2>
<p>En el proceso de elaboración de las estrategias científicas en España la sociedad civil no juega absolutamente ningún papel, ya sea de manera directa o indirecta. Sin embargo, esto parece ir en contra de la <a href="https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/rome-declaration-responsible-research-and-innovation-europe">Declaración de Roma de 2014</a>, en la que la Unión Europea manifestó la necesidad de una Gestión Responsable de la Ciencia y la Innovación: “(se) requiere que todas las partes interesadas, incluida la sociedad civil, sean accesibles entre sí y asuman la responsabilidad compartida de los procesos y resultados de la investigación y la innovación…”.</p>
<p>La participación ciudadana en la confección de las políticas públicas científicas debe ser incentivada por el Gobierno para que el avance científico esté al servicio del desarrollo y la justicia social. Esta participación debería llevarse a cabo tanto por canales directos como indirectos. </p>
<p>En el primer caso, el Gobierno debe organizar procesos de consulta pública a la hora de confeccionar la ECCTI y el PECTI, de manera similar a <a href="https://www.ciencia.gob.es/site-web/Secc-Servicios/Participacion-publica.html">como se hace con ciertos anteproyectos de leyes y decretos</a>. </p>
<p>En dichos procesos de consulta abierta podrían participar tanto ciudadanos y ciudadanas individuales como numerosas asociaciones y colectivos civiles (pacientes de distintas enfermedades, afectados por diferentes problemas, etc.). </p>
<p>Además, para que este tipo de consultas sean fructíferas, la sociedad civil debe ser consciente de las diferentes maneras mediante las cuales la ciencia puede contribuir a la sociedad. Y esto solo se consigue con el diseño de acciones de divulgación científica entre la ciudadanía. Y no nos referimos solo a actividades convencionales de relativo impacto, como la organización de charlas de carácter general o a la escritura de artículos divulgativos en revistas generales y periódicos. Estamos hablando de actividades de participación ciudadana real en las que haya una interacción bidireccional entre el personal investigador y la sociedad civil. Una auténtica vinculación de la sociedad con la ciencia. </p>
<p>El caso de la participación indirecta es aún más importante puesto que somete las estrategias científicas a un control democrático. Actualmente, la EECTI y el PPECTI se presentan en la Comisión de Ciencia del Congreso, pero no requieren ser aprobadas por parte del Congreso. </p>
<p>Claramente, la EECTI y el PPECTI tendrían un mayor carácter social si dicha aprobación en el Congreso fuese necesaria y si las diferentes agrupaciones políticas pudiesen introducir enmiendas después de escuchar a la sociedad civil. </p>
<p>Si la ciencia está al servicio del pueblo, no debería diseñarse sin la opinión y la aprobación del pueblo.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/167069/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Iñaki García Diego es miembro del Grupo Sectorial de Ciencia de Más Madrid. Su grupo de investigación recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Javier Díaz-Nido es miembro del Grupo Sectorial de Ciencia de Más Madrid.
Su grupo de investigación recibe fondos de la Consejería de Educación e Investigación de la Comunidad de Madrid y del Ministerio de Ciencia e Innovación.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Juan José Nogueira Pérez es miembro del Grupo Sectorial de Ciencia de Más Madrid. Su grupo de investigación recibe fondos de la Consejería de Educación e Investigación de la Comunidad de Madrid y del Ministerio de Ciencia e Innovación. </span></em></p>¿Por qué la ciudadanía no juega ningún papel en la definición de las prioridades y el diseño de la política científica española?Iñaki García Diego, Científico Titular, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Javier Díaz-Nido, Catedrático de Biología Molecular, Universidad Autónoma de MadridJuan José Nogueira Pérez, Investigador, Universidad Autónoma de MadridLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1443272020-09-07T19:09:18Z2020-09-07T19:09:18ZReindustrializar la España vaciada con impresión 3D<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/353700/original/file-20200819-42893-crb0ui.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=26%2C0%2C4343%2C2895&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/3d-printer-prints-form-molten-plastic-634449059">Shutterstock / MarinaGrigorivna</a></span></figcaption></figure><p>Una de las lecciones que podemos aprender de la crisis de la <a href="https://theconversation.com/es/covid-19">COVID-19</a> es la debilidad que presenta la estructura industrial de muchos países desarrollados, entre ellos España. La respuesta a las necesidades creadas por la pandemia ha puesto en cuestión nuestro actual modelo productivo.</p>
<p>La situación de desindustrialización que padece España, como consecuencia de la tercera revolución industrial y la globalización, tiene varios efectos colaterales. Entre ellos, la pérdida de población de ciertas regiones (como las rurales), que se ve obligada a trasladarse a las zonas donde todavía hay actividad industrial. El despoblamiento lleva al encarecimiento de los servicios asistenciales, su paulatina desaparición y la consecuente bajada del nivel de calidad de vida.</p>
<h2>Cadenas de valor globalizadas</h2>
<p>Jordi Palafox, catedrático de Historia Económica y experto en globalización, <a href="https://www.elconfidencial.com/economia/2020-04-25/entrevista-palafox-industrializacion-coronavirus_2552048/">explica</a> que “las cadenas de valor globales, que son el centro de la globalización, constituyen un aumento espectacular de la eficiencia hasta el punto de que no es descartable que sean uno de los factores relevantes no ya de la ingente oferta de productos hoy disponibles, sino del mundo sin inflación que estamos viviendo”.</p>
<p>Para ser competitiva económicamente, la industria ha evolucionado hacia la concentración de la producción en megafábricas. Unos pocos complejos industriales son capaces de cubrir la necesidad de un producto para todo el planeta. </p>
<p>Las pequeñas fábricas surgidas de la primera y segunda revoluciones industriales han ido desapareciendo al no poder competir con estas fábricas altamente eficientes y especializadas. </p>
<p>Dejando aparte las implicaciones medioambientales, este modelo concentra la manufactura de productos básicos en unos pocos sitios. Esto se convierte en un modelo productivo perverso en situaciones de pandemia.</p>
<h2>Tecnologías caras que vienen de lejos</h2>
<p>De igual manera, los métodos de fabricación actuales dependen de unas tecnologías que requieren de mucha inversión inicial. Solo cuando se fabrican miles, o millones, de piezas sencillas e iguales se consigue rentabilidad. </p>
<p>Además, la fabricación de estructuras complejas requiere el ensamblado de piezas que llegan a viajar miles de kilómetros desde distintos puntos del planeta. Esto hace que las cadenas de producción sean terriblemente frágiles y dificulta enormemente aumentar o modificar la producción. </p>
<p>Este problema lo hemos comprobado en esta pandemia con elementos como los ventiladores mecánicos. Solo dos pequeñas empresas los fabricaban en España, pero su capacidad de producción era de solo 100 unidades al año y dependía de piezas que debían importarse.</p>
<h2>Una nueva revolución industrial</h2>
<p>Mejorar este modelo productivo para asegurar la reindustrialización local pasa por la fabricación de productos con alto valor añadido para que sea económicamente sostenible. Y es aquí donde entra en escena la nueva revolución industrial conocida como la industria digital o industria 4.0.</p>
<p>En enero del 2020, la consultora McKinsey&Company presentó <a href="https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industrys-fast-mover-advantage-enterprise-value-from-digital-factories">un informe</a> en el que se plasma la ventaja competitiva de las industrias que están introduciendo las tecnologías digitales en sus procesos. Esta ventaja aporta más valor para sus propias empresas, pero <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-012-4558-5">también para la sociedad en su conjunto</a>. </p>
<p>Estas tecnologías tienen un profundo efecto en la salud y bienestar de la población y en el impacto ambiental de las empresas, y suponen una posibilidad de revolucionar la logística a través de la reconfiguración de la cadena de suministro.</p>
<h2>Oportunidades de la impresión 3D</h2>
<p>La fabricación aditiva es uno de los pilares básicos de esta nueva revolución industrial. Consiste en la construcción de las piezas directamente desde el modelo digital (diseño asistido por ordenador o CAD, por sus siglas en ingles) mediante diferentes tecnologías de impresión. </p>
<p>La impresión 3D permite utilizar una gran diversidad de materiales, incluidos los biológicos, aunque tiene en los polímeros y los metales su máximo exponente. La impresora deposita capa a capa el material con un mínimo desperdicio; una misma máquina puede construir cualquier pieza y sin necesidad de inversión en moldes o máquinas adicionales.</p>
<p>La industria <a href="https://www.icex.es/icex/es/Navegacion-zona-contacto/revista-el-exportador/observatorio2/REP2018802190.html">prevé un crecimiento de la fabricación aditiva</a> hasta situarla en un volumen de negocio de más de 6 300 millones de euros. Europa podría convertirse el motor mundial de la fabricación aditiva, seguida de EE. UU.</p>
<p>En España, el CSIC ha creado la Plataforma Temática Interdisciplinar para el Desarrollo de la Fabricación Aditiva <a href="https://pti-fab3d.csic.es/">FAB3D</a>. Esta plataforma aspira a fomentar la colaboración público-privada necesaria para la implantación efectiva de estas tecnologías de fabricación.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=565&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=565&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/352748/original/file-20200813-20-agxd5p.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=565&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La plataforma FAB3D promueve alianzas público-privadas para impulsar la impresión 3D.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://pti-fab3d.csic.es/">FAB3D/CSIC/Freepik.com</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Impresoras 3D para la España rural</h2>
<p>La fabricación aditiva ya ha contribuido durante la pandemia al abastecimiento local de equipos de protección individual y al <a href="https://theconversation.com/en-busca-del-respirador-mas-asequible-para-combatir-la-crisis-del-coronavirus-135650">desarrollo de respiradores mecánicos</a>.</p>
<p>Esta experiencia nos hace pensar que una industria basada en <em>granjas</em> de impresoras 3D puede ser suficientemente flexible y rentable en la España vaciada. Presenta varias ventajas en este sentido: </p>
<ul>
<li><p>Permite abastecer todas las necesidades de piezas de la zona, al no especializarse en ninguna pieza o equipo en particular. </p></li>
<li><p>Se adapta de manera inmediata y sin necesidad de inversiones ni modificaciones para producir lo que se necesite en cada momento. </p></li>
<li><p>Es fácilmente integrable con un esquema de trabajo deslocalizado, puesto que la impresión puede realizarse donde se necesita la pieza y el diseño en otro lugar.</p></li>
</ul>
<p>Una fábrica con impresoras 3D podría abastecer de piezas a las industrias de la zona, a los talleres de reparación, a explotaciones en lugares remotos, a emprendedores locales, etc. Se convertiría así en un generador de oportunidades económicas.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/144327/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Juan de Damborenea recibe fondos para investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación. Actualmente es presidente de la Sociedad Española de Materiales (SOCIEMAT).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Carlos Capdevila Montes, Francisca G. Caballero y Iñaki García Diego no reciben salarios, ni ejercen labores de consultoría, ni poseen acciones, ni reciben financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y han declarado carecer de vínculos relevantes más allá del puesto académico citado.</span></em></p>Por su flexibilidad y polivalencia, la fabricación aditiva puede ser competitiva económicamente en zonas con poca población y momentos de crisis, como hemos comprobado durante la actual pandemia.Iñaki García Diego, Científico Titular, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Carlos Capdevila Montes, Research scientist, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Francisca G. Caballero, Profesora de Investigación del CSIC, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Juan J. de Damborenea, Profesor de Investigación. Especialización en Corrosión y Funcionalización de Superficies, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1403652020-06-20T19:28:22Z2020-06-20T19:28:22ZCOVID-19: ¿Se pueden dotar a las superficies metálicas con propiedades antivíricas?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/340647/original/file-20200609-21186-8v6j3h.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C2560%2C1912&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Pseudomona sobre nanotubo de TiO</span> <span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span></figcaption></figure><p>Desde el inicio de la pandemia de COVID-19, equipos de investigación de todo el mundo se han volcado en la búsqueda de vacunas y tratamientos. Pero, ¿cómo puede contribuir la ciencia y tecnología de materiales?</p>
<p>Los materiales nos acompañan en cada paso de nuestra vida cotidiana: la cafetera, la cucharilla, el pomo de la puerta, las llaves de casa, las monedas, la barra del vagón del metro. Miles de objetos que tocamos y acariciamos a diario. Una parte importante son aleaciones metálicas: nos rodean, son parte de nuestra vida y mantenemos un contacto íntimo con ellos a través del tacto.</p>
<p>La principal fuente de dispersión del virus <a href="https://theconversation.com/que-sabemos-hasta-hoy-sobre-la-transmision-del-sars-cov-2-140107">son las gotas y aerosoles</a> que los humanos emitimos cuando respiramos, hablamos, tosemos y estornudamos, de ahí la importancia de llevar mascarillas. Al hablar emitimos miles de microgotas de fluidos orales por segundo y que estas pueden permanecer <a href="https://www.pnas.org/content/117/22/11875">hasta 14 minutos</a> en el ambiente, lo que supone la principal fuente de trasmisión del virus. </p>
<p>También se sabe que los virus <a href="https://science.sciencemag.org/content/early/2020/06/08/science.abc6197">pueden adherirse a otras partículas</a> procedentes de la contaminación atmosférica, polvo en suspensión e incluso el humo del tabaco, lo que aumenta su dispersión. En espacios confinados o con poca ventilación (una oficina o un vagón de metro, por ejemplo) estas microgotas se dispersan por el aire y acaban por depositarse sobre barras, asientos y paredes. Entra en juego un segundo vector de transmisión del virus: el contacto con superficies contaminadas y el posterior contacto con las mucosas de la boca, nariz u ojos. De ahí la importancia de lavarse las manos y usar geles hidroalcohólicos.</p>
<p>A pesar de los esfuerzos falta información sobre el tiempo en el que los virus permanecen activos sobre una superficie. Al comienzo de la pandemia se realizaron estudios <a href="https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc2004973">sobre su permanencia en distintos materiales</a>. Tras una exposición a un medio contaminado por el coronavirus SARS-CoV-2 se encontró que, después de tres horas, el virus era indetectable sobre papel. En tejidos y madera se podía localizar hasta dos días después de la inoculación y, sorprendentemente, se detectó la presencia del virus (muy reducida) en la parte externa de los tejidos de las mascarillas quirúrgicas hasta varios días después de su exposición. </p>
<p>Por el contrario, sobre superficies pulidas, el SARS-CoV-2 se mostraba más estable: hasta cuatro días sobre vidrio y billetes de banco y siete días en plásticos y acero inoxidable, <a href="https://www.thelancet.com/journals/lanmic/article/PIIS2666-5247(20)30003-3/fulltext?fbclid=IwAR2n9BGt4jqVkJorGprSq6pxmU8L1O-zSokzYOvT4a-jxRDWuhfJ9fGtfYk">aunque otros estudios rebajan este dato hasta los tres días</a>.</p>
<p>Cuando se estudiaron las habitaciones de pacientes de COVID-19, los resultados fueron aún más esclarecedores: tres horas después se detectó ARN del SARS-CoV-2 en un 36 % de las superficies analizadas. Estas incluían el pomo de la puerta de la habitación y del baño, el interruptor de la luz, el grifo del lavabo, el mando de la televisión y el botón de descarga de la cisterna. La mayor carga viral estaba en las fundas de la almohada y las sábanas o el edredón. </p>
<p>Es importante señalar que la presencia de material genético no implica necesariamente que existan microorganismos vivos. Aun así, la permanencia del virus en la superficie de los materiales puede considerarse como una fuente nada desdeñable de dispersión.</p>
<h2>Cobre y zinc contra bacterias</h2>
<p>Son conocidas las propiedades antimicrobianas <a href="https://mbio.asm.org/content/6/6/e01697-15;%20https://theconversation.com/copper-is-great-at-killing-superbugs-so-why-dont-hospitals-use-it-73103">de algunos metales y aleaciones basadas en cobre y zinc</a>. También se ha estudiado la generación de capas con propiedades antimicrobianas sobre aceros inoxidables <a href="https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21691401.2017.1307208">y el empleo de nanopartículas de plata adheridas a la superficie</a>.</p>
<p>En esta línea, nuestro grupo de investigación trabaja desde hace una década en el desarrollo de superficies con propiedades antimicrobianas capaces de prevenir la adherencia y la permanencia de bacterias en la superficie de implantes osteoarticulares fabricados en la aleación de Ti-6Al-4V, <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927776513000179">con resultados muy esperanzadores</a>. </p>
<p>Cuando un cuerpo extraño como un implante metálico entra en contacto con los tejidos se produce una competición entre bacterias y células para colonizar esa superficie. Es una <em>carrera por la superficie</em> en la que el vencedor determinará la viabilidad del implante. Si las células llegan primero, será menos vulnerable a las bacterias. Si las bacterias ganan, se desarrollará una infección que provocará en el rechazo del implante a corto o medio plazo, con los consiguientes costes sociales y económicos.</p>
<p>Para prevenir dicha infección hemos desarrollado tratamientos superficiales que disminuyen la adherencia bacteriana sobre las aleaciones de titanio. Nuestra investigación se ha centrado en el desarrollo de capas nanoestructuradas dopadas con flúor, el cual parece interaccionar con la actividad enzimática de la bacteria para disminuir su adherencia. </p>
<p>Estas capas han demostrado su eficacia con cepas clínicas extraídas de prótesis de cadera de pacientes infectados. Nuestros resultados mostraron una disminución en el número de bacterias en comparación con el material de prótesis no funcionalizado. Además, es posible cargar la nanoestructura de la superficie del implante con agentes bactericidas, <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jor.24496">capaces de inactivar las bacterias que la alcancen</a>.</p>
<h2>¿Podría funcionar contra virus?</h2>
<p>¿Podrían estos tratamientos superficiales ser eficaces también en la lucha contra los virus? El salto de bacterias a virus no es fácil. Mientras que las primeras son células independientes, los virus no lo son y necesitan un hospedador para poder vivir y multiplicarse. Además, los virus son de menor tamaño, 100 nm en el caso del SARS-CoV-2. </p>
<p>Por tanto, la manera de abordar el problema debe ser diferente. Ya que no se puede intervenir en la actividad enzimática, seguramente habrá que actuar sobre su envoltura lipídica para desactivarlo. Dentro de la plataforma interdisciplinar <a href="https://pti-saludglobal-covid19.corp.csic.es/">Salud Global</a> del CSIC, diversos grupos tratan de elaborar nuevas rutas de funcionalización. Esperamos que los esfuerzos coordinados presenten resultados alentadores. </p>
<p>El reto es complicado. Desarrollar este trabajo, más que nunca, exigirá la colaboración de especialistas en materiales, microbiólogos y virólogos para elaborar una estrategia adecuada. Y requerirá, sobre todo, mucha investigación.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/140365/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Juan de Damborenea recibe fondos del CSIC y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Ana Conde del Campo recibe fondos del CSIC, MInisterio de Ciencia Innovación y Universidades.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Iñaki García Diego recibe fondos del CSIC y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span><a href="mailto:geles@cenim.csic.es">geles@cenim.csic.es</a> recibe fondos del CSIC y del MInisterio de Ciencia e Innovación y Universidades. </span></em></p>La ciencia y tecnología de materiales investiga cómo crear ambientes más seguros tras la pandemia.Juan J. de Damborenea, Profesor de Investigación. Especialización en Corrosión y Funcionalización de Superficies, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Ana Conde del Campo, Investigadora Científica, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Iñaki García Diego, Científico Titular, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)María Angeles Arenas, Cientifica Titular, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1351622020-05-23T19:12:19Z2020-05-23T19:12:19ZMinería urbana: ¿realidad o leyenda?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/337088/original/file-20200522-124836-xrl67q.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=12%2C6%2C4122%2C3082&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/es/image-photo/scrap-factory-292987217">yoshi0511 / shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>En el siglo XVII, durante la <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Revoluci%C3%B3n_cient%C3%ADfica">revolución científica</a>, ya se fabricaban máquinas industriales, como los digestores a vapor (precursores de la máquina de vapor). Para su producción se utilizaban tan solo tres elementos químicos: hierro, carbono y calcio, aprovechando los nuevos métodos de producción de acero. </p>
<p>Con el avance de la sociedad, hemos ido incorporado nuevos elementos de la <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos">tabla periódica</a> que fue desarrollada por <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Dmitri_Mendel%C3%A9yev">Dimitri Mendeléyev</a> hace más de 150 años. </p>
<p>En el s. XVIII se introdujeron el estaño, el wolframio, el cobre y también el manganeso y el plomo. Hoy la lista de elementos que forman parte de nuestro desarrollo industrial y de nuestro entorno y que facilitan nuestra calidad de vida supone casi la totalidad de la tabla periódica. </p>
<p>Lo anterior es un indicativo del aumento exponencial de la cantidad y variedad de materiales usados por la sociedad, de la existencia de muchos más elementos en cada producto y de la utilización de mezclas complejas de elementos. </p>
<p>Llegados a este punto, podríamos preguntarnos: ¿hay suficientes minerales concentrados en la naturaleza para abastecer la demanda creciente?</p>
<h2>Elementos que se agotan rápido</h2>
<p>En 2019, coincidiendo con el <a href="https://iypt2019.org/">Año Internacional de la Tabla Periódica</a>, la UNESCO publicó la tabla periódica que aparece en la siguiente imagen:</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=423&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=423&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=423&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=532&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=532&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/327295/original/file-20200411-124196-10odch0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=532&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Tabla periódica de los elementos publicada por la UNESCO.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.euchems.eu/wp-content/uploads/2018/10/Periodic-Table-ultimate-PDF.pdf">UNESCO</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La tabla está codificada por colores para mostrar que en algunos casos estamos consumiendo elementos muy rápido. Si continuamos haciéndolo, su disponibilidad será limitada (a menos que trabajemos en encontrar formas de reciclarlos adecuadamente). </p>
<p>Hay elementos cuya utilización está seriamente comprometida en los próximos 100 años. Un ejemplo es el indio (In). Se usa en todas las <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_plana">pantallas planas</a> (<a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_LED">LED</a>, QLED, OLED) como parte de una película conductora transparente de óxido de indio y estaño. También se emplea en láseres para fibra óptica, para soldadura en frío de componentes eléctricos y en LED azules. </p>
<p>El indio se encuentra hoy muy disperso por todo el planeta porque los yacimientos ricos han sido ya explotados. Aparece concentrado junto con minerales que contienen zinc. Por eso el indio es un subproducto de la extracción de zinc. Se calcula que esta fuente solo durará unos 20 años. Luego el precio del indio aumentará muy significativamente. </p>
<p>Otro ejemplo es el litio (Li). Este elemento es clave para la fabricación de baterías de <a href="https://theconversation.com/es-hora-de-hablar-del-impacto-social-y-medioambiental-del-coche-electrico-101264">coches eléctricos</a>, híbridos y para muchas baterías ligeras de nuestros teléfonos inteligentes, tabletas, etc.</p>
<p>Si <a href="https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC108710/jrc108710-pdf-21-12-2017_final.pdf">todos los vehículos que fabricamos hoy</a> llevaran baterías de litio, necesitaríamos una cantidad tan elevada que sobrepasa la disponible en la naturaleza. </p>
<h2>Metales y minerales de conflicto</h2>
<p>¿Qué podemos decir de nuestros teléfonos inteligentes? Un móvil moderno incorpora 30 elementos diferentes. Algunos de ellos, como el estaño (Sn), el tántalo (Ta), el wolframio (W) y el oro (Au), forman parte de minerales que se extraen en zonas de conflicto y en condiciones de explotación laboral. </p>
<p>Si tenemos en cuenta que solo en la Unión Europea se cambian mensualmente <a href="https://www.euronews.com/2020/02/18/our-disposable-culture-must-end-we-need-right-to-repair-not-recycle-our-smartphones-view">10 millones de teléfonos inteligentes</a>, podemos ver la magnitud del problema de suministro de materias primas.</p>
<p>Todos estos elementos forman parte de una <a href="https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical_en">lista de metales y minerales críticos elaborada por la UE</a>. Existe un alto riesgo de que su suministro se pueda interrumpir.</p>
<p>Por otra parte, los yacimientos más ricos de muchos metales han sido ya explotados. A medida que la ley del mineral disminuye en la mina, el consumo total de energía por tonelada de mineral extraída parece aumentar. </p>
<p>Un ejemplo son las minas de cobre chilenas. La ley de mineral promedio <a href="https://dc.engconfintl.org/lca_waste/4/">ha disminuido aproximadamente un 28,8 %</a> en solo diez años. Se ha observado un incremento del consumo energético en esas minas del 46 % entre 2003 y 2013, mientras que el aumento de cobre producido para ese mismo período es del 30 %. </p>
<h2>Los comienzos: la leyenda</h2>
<p>El concepto de minería urbana surgió en los primeros años del siglo XX. Planteaba que las grandes ciudades podían producir suficientes cantidades de recursos secundarios para la producción a gran escala de materias primas. </p>
<p>La idea consistía en implementar <a href="https://theconversation.com/como-reciclar-un-coche-electrico-108868">plantas de reciclaje</a> de metales como el hierro, el aluminio y el cobre y aprovechar la energía procedente de los residuos. Esta combinación podría satisfacer las necesidades energéticas de la ciudad (calefacción y refrigeración, electricidad) y mejoraría su sostenibilidad. </p>
<p>En cierto modo, esta aproximación considera a la ciudad como un distrito minero donde los espacios urbanos son fuente de <a href="https://mitpress.mit.edu/books/metabolism-anthroposphere-second-edition">materiales antropogénicos que se pueden utilizar y reutilizar de manera cíclica</a>.</p>
<h2>La realidad</h2>
<p>La escasez de materias primas ha hecho que esta leyenda se vaya convirtiendo en inexorable realidad: en la ciudad encontramos todos los materiales de postconsumo que genera nuestra sociedad. </p>
<p>No solo producimos papel, cartón, acero, aluminio y plásticos, que son los más tradicionales. También otros mucho más preciados: </p>
<ul>
<li><p><strong>Metales.</strong> Procedentes de baterías, tubos fluorescentes, infinidad de materiales electrónicos (teléfonos móviles, ordenadores, pantallas de televisión, entre otros) y paneles fotovoltáicos.</p></li>
<li><p><strong>Cauchos.</strong> De neumáticos fuera de uso.</p></li>
<li><p><strong>Materiales de construcción y demolición.</strong></p></li>
</ul>
<p>Invertimos materias primas y energía para la fabricación y distribución de una larga lista de materiales. ¿Por qué no utilizarlos como <em>minerales urbanos</em> y extraer de ellos las materias primas críticas?</p>
<p>Detengámonos primero en los <a href="https://twenergy.com/ecologia-y-reciclaje/residuos/que-son-residuos-urbanos/">residuos sólidos urbanos</a> (RSU). Con la producción de 500 000 toneladas de este tipo de residuos y teniendo en cuenta la composición media de los mismos, podemos recuperar 17 000 toneladas de acero, 570 toneladas de cobre y 330 toneladas de aluminio. Además, podemos generar mediante sistemas de cogeneración, alrededor de 1500 GWh de energía. </p>
<p>Si tenemos en cuenta el <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_consumo_de_electricidad">consumo medio per cápita de energía en Europa</a>, la energía producida a partir de los RSU cubriría el consumo anual de energía de una ciudad de unos 300 000 habitantes. </p>
<p>Los yacimientos urbanos suponen grandes reservas. Se estima que en <a href="https://www.deutschland.de/es/topic/medio-ambiente/mineria-urbana-las-materias-primas-del-futuro-estan-en-la-ciudad">Alemania</a> hay 60 000 millones de toneladas de material en depósitos antropogénicos.</p>
<h2>Los residuos electrónicos, una mina de oro</h2>
<p>Sin duda, el ejemplo más relevante de minería urbana es la recuperación de metales a partir de <a href="https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/prevencion-y-gestion-residuos/flujos/aparatos-electr/electricos-y-electronicos-que-son-sus-residuos.aspx">residuos de materiales eléctricos y electrónicos</a> (REE). Se trata de residuos muy peculiares que presentan altos contenidos en materiales valiosos y en sustancias peligrosas. </p>
<p>Algunos ejemplos de REE son los electrodomésticos, los equipos informáticos, los equipos de telecomunicaciones, la electrónica de consumo y las lámparas de descarga. </p>
<p>La producción mundial de REE alcanzó la cifra de <a href="https://www.unenvironment.org/news-and-stories/press-release/un-report-time-seize-opportunity-tackle-challenge-e-waste">44,7 millones de toneladas en el 2017</a> y se espera alcanzar en 2021 la cantidad de 52 millones de toneladas. En la <a href="https://www.comunidad.madrid/servicios/urbanismo-medio-ambiente/residuos-aparatos-electricos-electronicos-raee">Comunidad de Madrid</a>, la producción per cápita es de 4,75 kg/año</p>
<p>Todos estos residuos contienen metales valiosos en concentraciones superiores a los minerales de la naturaleza. Por ejemplo, en una placa de <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_impreso">circuito impreso</a> el contenido de plata (Ag) es de 3 300 gramos/tonelada y el de oro de 80 g/t. Otros elementos más valiosos aún, como el galio (Ga) y el paladio (Pd), presentan concentraciones de 35 g/t y 28 mg/kg, respectivamente. </p>
<p>Se estima que cada año se producen en todo el mundo unos <a href="https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-997b4b04-ca72-33ab-b6af-fa21df9edad9">3 millones de toneladas</a> de circuitos impresos. </p>
<p>A los anteriores elementos hay que añadir el tántalo (Ta), que forma parte de los <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico">capacitores o condensadores</a> eléctricos y que también se puede recuperar. El contenido en tántalo en un <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6515287/">capacitador EcSETCs</a> es del orden del 40-42 % de su peso. Esto supone que una placa de circuito impreso sea un verdadero yacimiento de minerales.</p>
<p>Los teléfonos móviles son otro ejemplo de <em>mineral urbano</em>. Se estima que en 2035 desecharemos unos <a href="https://en.reset.org/act/recycling-your-unwanted-mobile-phone">90 millones de unidades</a>. El contenido en oro es del orden de 0,35 g/kg. Es decir, de una tonelada de móviles se pueden recuperar 350 gramos de oro (el contenido en oro en un yacimiento rico es de unos 5 g/t).</p>
<p>Hay otros muchos ejemplos de <em>minerales urbanos</em> que afianzan la idea de que la minería urbana es una actividad esencial para la recuperación de materiales, el suministro de materias primas críticas, la sostenibilidad y la economía circular.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/135162/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Félix Antonio López Gómez recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación y de la Unión Europea (Programa H2020).</span></em></p>Los residuos sólidos urbanos y los electrónicos pueden aprovecharse para extraer elementos escasos en la corteza terrestre como el indio, el oro y el wolframio y para producir energía.Félix Antonio López Gómez, Investigador Científico del CSIC. Reciclado de Materiales, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1144602019-04-02T20:40:39Z2019-04-02T20:40:39ZLa difícil tarea de reciclar las fibras de carbono de coches y aviones<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/266501/original/file-20190329-71003-trmrq2.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C2881%2C1914&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">El 40% del A380 de Airbus está fabricado con materiales reforzados con fibras de carbono.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://pixabay.com/es/photos/airbus-a380-avi%C3%B3n-vuelo-comerciales-788573/">mrminibike/Pixabay</a></span></figcaption></figure><p>El uso de fibras de carbono ha ido aumentado de manera notable en los últimos años. En 2017 se consumieron en todo el mundo alrededor de 70.500 toneladas métricas. El aumento de la demanda durante la próxima década es un hecho, con <a href="https://www.compositesworld.com/articles/carbon-fiber-2016-report">previsiones</a> que van desde 140 Mt para 2020 a 175 Mt para 2025. Estas elevadas estimaciones de consumo de fibra de carbono sugieren que, en el futuro, se generará una gran cantidad de residuos ricos en estos materiales. </p>
<p>La fibra de carbono se utiliza casi exclusivamente para fabricar materiales compuestos. Los materiales compuestos reforzados por fibras son los más importantes desde el punto de vista tecnológico, y entre ellos destacan los reforzados con fibra de carbono. Tienen una elevada resistencia a la fatiga y gran rigidez a bajas y altas temperaturas y, simultáneamente, una baja densidad, por lo que presentan una muy buena relación resistencia-peso.</p>
<p>Este tipo de materiales se emplean con cada vez más frecuencia, sobre todo en aplicaciones que necesitan materiales resistentes y ligeros. Se utilizan, por ejemplo, en la industria aeronáutica y de defensa (sectores que consumen el 36% del total) seguidos por la industria automovilística (24%), energía eólica (13%), deportes y ocio (13%), construcción (5%) y otros usos diversos (9%).</p>
<p>Por poner algún ejemplo representativo del amplio uso de estos materiales en las diferentes industrias, cabe destacar el <a href="https://www.airbus.com/aircraft/passenger-aircraft/a380.html">Airbus A380</a>: el 40% de su peso total corresponde a materiales compuestos de fibra de carbono. </p>
<p>Otro ejemplo significativo, en este caso en el sector del automóvil, es el <a href="https://www.bmw.es/es/ssl/catalogos.html?bmw=sea:sitelink">modelo i3 de BMW</a>, totalmente eléctrico, cuya carrocería está fabricada con estos materiales.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/266503/original/file-20190329-71016-1qmzslv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">BMW i3.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://pixabay.com/es/photos/bmw-bmwi3-i3-coche-del-autom%C3%B3vil-1911912/">rezaquorbani/Pixabay</a></span>
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</figure>
<p>Con unos precios que oscilan entre los 30 y los 58 euros por kilogramo de fibra de carbono, existe una clara necesidad de desarrollar un modelo de economía circular para recuperarlas de los desechos y reintroducirlas como materias primas secundarias en lugar de desecharlas en vertederos o quemarlas en instalaciones de incineración (las dos opciones más utilizadas en la actualidad).</p>
<h2>Estrategias de reciclado</h2>
<p>Sus propiedades (estabilidad y resistencia) hacen que estos materiales sean difícilmente reciclables. Hasta ahora se han desarrollado principalmente tres grandes grupos de tecnologías de reciclado: mecánico, químico y por procesos térmicos.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=296&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=371&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=371&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/266495/original/file-20190329-71016-1nqxom1.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=371&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Tipos de reciclado empleados para el tratamiento de materiales compuestos.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Félix Antonio López</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<ul>
<li><p>Los métodos de <strong>reciclado mecánico</strong> consisten en reducir el tamaño de partícula de los materiales compuestos mediante corte y trituración. En las primeras etapas, se retiran los metales y se continúa con moliendas para reducir el tamaño de partícula por debajo de 50 mm. Por último, se realiza una clasificación por tamaño de partícula. </p>
<p>El material resultante suele emplearse como cargas, en porcentajes bajos, para nuevos materiales, aunque podría emplearse también como combustible, debido al alto poder calorífico de las resinas. Las principales desventajas de este método son el extensivo uso de energía y la escasa utilidad de los materiales resultantes al obtenerse una mezcla de fibras y resinas.</p></li>
<li><p>Los procesos de <strong>reciclado químico</strong> se basan, sobre todo, en la solvólisis que degrada los polímeros que forman los materiales compuestos para recuperar los monómeros. Son procesos realizados con <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_supercr%C3%ADtico">fluidos supercríticos</a> a altas presiones y mediante el uso de disolventes orgánicos. </p>
<p>Los monómeros pueden ser reutilizados en la industria para fabricar más polímeros, contribuyendo a la economía circular y mejorando el medio ambiente. Se evita de esta forma la síntesis de nuevos monómeros, disminuyendo el impacto medioambiental de esta industria. La mayor desventaja de este método es que el proceso supone un gran coste de inversión, el uso de productos químicos peligrosos y un gasto demasiado elevado en la limpieza de las fibras que se obtienen del mismo.</p></li>
</ul>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=449&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=449&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=449&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=564&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=564&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/266496/original/file-20190329-71009-cn2egi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=564&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Fibras de carbono no aptas para su reutilización.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Félix Antonio López</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<ul>
<li><p>En cuanto a los <strong>métodos térmicos</strong>, destaca la pirólisis, que consiste en someter a temperaturas relativamente altas a estos materiales, descomponiendo los polímeros y transformándolos en gases y líquidos que pueden ser empleados para la generación de energía. Por otro lado, se obtienen las fibras, que se encuentran recubiertas de un producto sólido carbonoso (char). </p>
<p>La mayores desventajas de este método son, por una lado, el uso extensivo de energía y, por otro, que las fibras obtenidas no presentan buenas propiedades, en gran parte debido a su ensuciamiento con los productos carbonosos derivados del tratamiento térmico.</p></li>
</ul>
<p>Existen estrategias mixtas que combinan dos o más tipos de métodos para mejorar el rendimiento y los resultados del proceso, como los procedimientos termoquímicos desarrollados por una <em>spin-off</em> del CSIC, <a href="https://www.trcsl.com/">TRC S.L.</a>. En este caso, tras el tratamiento, se recuperan gases y líquidos combustibles y fibras totalmente limpias que mantienen la mayor parte de sus propiedades físicas y, por tanto, pueden ser utilizadas para la fabricación de nuevos materiales compuestos.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=448&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=448&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=448&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=563&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=563&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/266497/original/file-20190329-70989-17i303z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=563&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Fibras de carbono aptas para su reutilización.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Félix Antonio López</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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</figure>
<h2>Ventajas de la economía circular</h2>
<p>Los buenos resultados obtenidos con esta tecnología se reflejan en las propiedades de los nuevos materiales fabricados con las fibras de carbono recicladas. Además, estas son más baratas (15-23 €/kg) que las fibras vírgenes. </p>
<p>Los materiales fabricados con fibras recicladas, por ejemplo mediante la técnica de infusión de resina al vacío, presentan unas propiedades físicas que los hacen adecuados para la fabricación de nuevas piezas de materiales compuestos para diversos sectores, como el del automóvil y el de la fabricación 3D. </p>
<p>Estas propiedades podrán, con una alta probabilidad, mejorarse gracias a los <a href="https://www.intechopen.com/books/recent-developments-in-the-field-of-carbon-fibers/characterization-of-carbon-fibers-recovered-by-pyrolysis-of-cured-prepregs-and-their-reuse-in-new-co">nuevos estudios</a> que se están realizando. La demanda de fibras de carbono crece cada año y las fibras de carbono recicladas resultan materiales altamente competitivos. </p>
<p>En resumen, emplear fibras recicladas, y en algunos casos monómeros, reduce costes y energía y contribuye claramente a favorecer la economía circular de sectores tan importantes como la industria aeronáutica, la energía eólica o la industria del automóvil.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/114460/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Félix Antonio López Gómez recibe fondos de Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y de la UE (Programa H2020)</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Olga Rodríguez Largo recibe fondos de European Union's H2020, GA nº 776851.</span></em></p>Usar fibras de carbono recicladas reduce costes y energía y contribuye a implantar una economía circular en sectores como la industria aeronáutica, la automovilística y la energía eólica.Félix Antonio López Gómez, Investigador Científico del CSIC. Reciclado de Materiales, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Olga Rodríguez Largo, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1088682019-01-14T21:35:56Z2019-01-14T21:35:56ZCómo reciclar un coche eléctrico<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/253704/original/file-20190114-43529-1a13knm.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C3888%2C1797&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/download/success?u=http%3A%2F%2Fdownload.shutterstock.com%2Fgatekeeper%2FW3siZSI6MTU0NzUxMDAxNSwiYyI6Il9waG90b19zZXNzaW9uX2lkIiwiZGMiOiJpZGxfNTI2ODQ5MTIwIiwiayI6InBob3RvLzUyNjg0OTEyMC9odWdlLmpwZyIsIm0iOjEsImQiOiJzaHV0dGVyc3RvY2stbWVkaWEifSwielMybFQ0bFkvN28yTDFWTm0yZkY3YlpLWDJvIl0%2Fshutterstock_526849120.jpg&pi=33421636&m=526849120&src=gnWtcLbbP-hoCfhnhj_AxQ-1-50">Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>La sustitución progresiva de los motores de combustión por otros que empleen energías más limpias y sostenibles ha dado lugar al auge de los vehículos eléctricos e híbridos. Se estima que en el año 2030 habrá en Europa unos 26 millones de vehículos de cero (o bajas) emisiones. </p>
<p>Los materiales con los que se fabrican estos vehículos son innovadores, sobre todo los que forman parte de las baterías y los motores eléctricos. Parece que el futuro de la movilidad estará basado en los vehículos eléctricos, por lo que será necesario aplicar conceptos <a href="http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC108710/jrc108710-pdf-21-12-2017_final.pdf">de economía circular</a> cuando estos vehículos lleguen al final de su vida útil. </p>
<p>En la figura 1 se muestran los principales materiales y componentes que tienen un valor residual y, por tanto, podrían ser recuperados después del ciclo de vida útil. El componente más importante es la batería, cuyo valor supone un tercio del total del vehículo. </p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=414&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=521&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=521&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/253734/original/file-20190114-43532-1rw98oe.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=521&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Figura 1.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.allpar.com/cars/adopted/fiat/500e.html">allpar.com</a>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Se estima que los metales, tanto ferrosos como no ferrosos, representan entre el 60 y el 70 % del total de los materiales del vehículo. Otros componentes relevantes son los tecnopolímeros, cuyas propiedades mecánicas permiten sustituir ciertos metales, lo que disminuye el peso sin que afecte a la seguridad. La utilización de estos compuestos se incrementará en los próximos años.</p>
<p>Algunos de los metales utilizados en la fabricación de los motores eléctricos son del grupo de las tierras raras (<a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Neodimio">neodimio</a>, <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Praseodimio">praseodimio</a> y <a href="https://es.wikipedia.org/wiki/Disprosio">disprosio</a>). Los utilizados en la fabricación de las baterías son el cobalto y el litio. Europa no dispone de reservas de estos materiales, por lo que la dependencia de otros países es crítica. Se estima que en 2030 se consumirán más de 130.000 toneladas al año de litio, más de 900 de neodimio y casi 300 de praseodimio y de disprosio.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=328&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=328&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=328&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=412&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=412&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/253738/original/file-20190114-43529-1kxpowu.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=412&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Distribución mundial de las reservar de Litio.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://mrdata.usgs.gov/mrds/map-commodity.html">USGS.GOV</a></span>
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<figure class="align-center ">
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<span class="caption">Distribución mundial de reservas de Tierras Raras (REE).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://mrdata.usgs.gov/mrds/map-commodity.html">USGS.GOV</a></span>
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</figure>
<h2>Reciclando polímeros</h2>
<p>Para evitar esta dependencia y mejorar la sostenibilidad de los vehículos eléctricos e híbridos, es necesario implantar procesos de reúso y recuperación.</p>
<p>Los polímeros pueden recuperarse mediante procesos de reciclado mecánico (trituración y molienda) que dan lugar a materiales a partir de los cuales se pueden fabricar nuevos polímeros. También pueden tratarse mediante procesos termoquímicos (pirólisis) que los transforman en energía eléctrica y combustibles líquidos. Esto permite recuperar, además, las fibras (de vidrio o de carbono) que forman parte de los materiales poliméricos. </p>
<p>Además, el desarrollo de tecnologías de solvólisis basadas en el uso de compuestos orgánicos (metanol, acetona y otros) en condiciones supercríticas permite la recuperación de las fibras e incluso de los monómeros que forman parte de los polímeros.</p>
<h2>¿Y las baterías qué?</h2>
<p>Respecto a la batería, hay dos alternativas: </p>
<ul>
<li><p>La reutilización para otros usos, como el almacenamiento de energía. </p></li>
<li><p>La recuperación de los metales mediante procesos de reciclaje. </p></li>
</ul>
<p>Existen <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775318308498">multitud de procedimientos</a> (tanto pirometalúrgicos como hidrometalúrgicos) que describen <a href="https://www.researchgate.net/publication/315808572_State_of_research_on_Li-Ion_battery_recycling">la recuperación de los metales</a>, principalmente litio y cobalto. Estos procesos son precedidos por etapas de descarga eléctrica de la batería, trituración, molienda, separación magnética y no magnética. </p>
<p>Hoy en día, a nivel industrial, se utilizan sobre todo procesos pirometalúrgicos que tienen lugar a altas temperaturas para facilitar la oxidación y reducción de los metales de transición. El cobalto y el litio se recuperan en forma de una aleación mixta que posteriormente se purifica para la separación selectiva de ambos metales. </p>
<p>Se están desarrollando también procedimientos hidrometalúrgicos que, aunque son más complejos, son más selectivos y permiten recuperar un mayor número de metales valiosos. Estos procesos suelen consistir en una lixiviación o disolución de las partes metálicas de la batería utilizando ácidos, ya sean inorgánicos (ácido sulfúrico por ejemplo) u orgánicos (por ejemplo ácido oxálico). </p>
<p>Después de la lixiviación se llevan a cabo procesos de separación (precipitación selectiva, deposición electroquímica, extracción líquido-líquido, y mediante líquidos iónicos) para recuperar de manera selectiva el litio, el cobalto y otros metales.</p>
<h2>Tierras raras</h2>
<p>Respecto de las tierras raras, los últimos estudios indican que el empleo del líquido iónico permite la recuperación rápida, eficiente y selectiva de los metales del grupo de las tierras raras en soluciones acuosas ligeramente ácidas. </p>
<p>La recuperación y separación selectiva de los metales existentes en los motores eléctricos (neodimio, praseodimio y disprosio) se ha descrito mediante extracción con disolventes orgánicos en presencia de un agente acomplejante (EDTA) utilizando la forma de nitrato de Mextral® 336At como extractante.</p>
<p>La mayor parte de estas tecnologías están desarrolladas a pequeña escala, por lo que en un futuro habrá que resolver los retos que supone la implantación industrial de tecnologías que hagan posible el reciclado de los componentes valiosos de los coches eléctricos e híbridos en condiciones económicas y medioambientales adecuadas.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/108868/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Félix Antonio López Gómez recibe fondos de Unión Europea (H2020). Grant Agreetment 776851</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Olga Rodríguez Largo recibe fondos de European Union's H2020, GA nº 776851. </span></em></p>Los vehículos impulsados por energías más limpias sustituirán a los actuales, pero sus componentes también deben ser reutilizados si queremos que sean sostenibles.Félix Antonio López Gómez, Investigador Científico del CSIC. Reciclado de Materiales, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Olga Rodríguez Largo, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.