Reciclar materials crítics: una segona oportunitat per als elements que mouen el món

Volem un món sense emissions, però per arribar-hi depenem de minerals i altres elements per fabricar panells solars, aerogeneradors i vehicles elèctrics. I és aquí on sorgeix la paradoxa de la transició energètica: mentre busquem reduir la dependència dels combustibles fòssils per combatre el canvi climàtic, augmenta la necessitat d’explotar nous recursos al subsol. El repte és que la majoria d’aquests materials es troben en zones geogràficament concentrades i extraure'ls pot comportar impactes ambientals i socials, com ara emissions, desforestació i contaminació de l’aigua. A això se suma una creixent tensió geopolítica pel control d’aquests recursos. Un exemple paradigmàtic és Groenlàndia, que està en el focus dels EUA, en part, perquè el desgel deixarà al descobert grans quantitats de materials estratègics. En aquest context, està Europa preparada per garantir-ne el subministrament? Es poden obtenir d’una manera més sostenible? La ciència hi busca respostes.

En primer lloc, s’ha d’entendre el terme de materials crítics com els recursos minerals i elements que tenen una gran importància econòmica, perquè són imprescindibles per al funcionament de sectors com ara les energies renovables, la mobilitat elèctrica, el digital, l'aeroespacial i el de defensa, però que, alhora, el seu subministrament té un elevat risc de patir interrupcions. En el cas d’Europa, la Comissió va impulsar una llista de materials crítics el 2011 que s'actualitza cada tres anys: “A cada revisió s'hi poden afegir nous materials o treure’n”,explica Abigail Jiménez-Franco, doctora en jaciments minerals i tècnica de recerca del GEO3BCN-CSIC. L’experta també aclareix que no totes les matèries crítiques han d'estar obligatòriament lligades a la mineria: un cas és el cautxú.

Posant el focus en la transició energètica, alguns exemples de materials crítics inclouen el liti, que s’utilitza per fabricar bateries de vehicles elèctrics i sistemes d’emmagatzematge d’energia; la perovskita o el silici, emprats en la fabricació de panells solars; o les terres rares, que inclouen en total 17 elements, entre ells el neodimi, praseodimi i disprosi, claus per als imants de les turbines eòliques.

Més sobirania a la UE i més economia circular

La reconfiguració del nou ordre mundial, amb fites com la tornada de Trump a la Casa Blanca, ha empès la Comissió Europea a perseguir cada cop més autonomia per obtenir aquests preuats materials i ja s'ha marcat per al 2030 extreure en territori europeu almenys el 10% del consum anual. Per fer-ho possible, ha impulsat programes de recerca de nous materials, “alguns d'ells molt difícils de localitzar perquè es troben en proporcions molt petites i barrejats amb altres elements, com el cas de les terres rares”, afegeix Jiménez-Franco.

Tanmateix, aquesta aposta per augmentar l’extracció també ha aixecat preocupació de diverses comunitats i moviments socials que alerten de l'impacte ambiental i social que suposa la mineria. Per exemple, un informe impulsat per l'Atles de Justícia Ambiental (EJAtlas) ja ha documentat més de 25 conflictes vinculats amb tota la cadena de subministrament de terres rares al món. Alguns dels casos se situen en països com Noruega, Espanya i Suècia i comparteixen preocupacions com la falta de transparència i processos de presa de decisions poc inclusius amb la població, “tot i que cada cas té les seves particularitats”, destaca Mariana Walter, investigadora Ramón y Cajal a l'Institut Barcelona d'Estudis Internacionals (IBEI) i membre del grup de coordinació de l'EJAtlas.

Però, més enllà de l'extracció, la UE també vol impulsar el reciclatge de materials crítics i s'ha imposat com a objectiu que almenys el 25% del consum anual procedeixi de minerals reciclats internament. El seu ús suposa un estalvi de matèries primeres i d’emissions de CO₂ i està més avançat per a aquells minerals metàl·lics produïts en grans quantitats, com ara alumini, ferro, coure, que no pas per a altres matèries crítiques. Aquests materials es troben, per exemple, als mòbils antics que acumulem als calaixos, que contenen coure, alumini, silici o liti. També els patinets i els cotxes elèctrics amaguen autèntiques mines a les seves bateries, amb elements essencials com grafit, níquel, cobalt i manganès.

“Ara mateix, el reciclatge es fa principalment a través de dos processos: la hidrometal·lúrgia, que consisteix a dissoldre tot el producte en un àcid per recuperar-ne després els materials, i la pirometal·lúrgia, que consisteix a calcinar-ho tot i després separar els metalls de la barreja”, comenta M. Rosa Palacín, investigadora dels materials de les bateries a l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC).

A Espanya ja hi ha iniciatives que aposten per donar una segona vida als metalls presents als residus electrònics. Un exemple destacat és el laboratori RC-Metals, una planta pilot única a Europa liderada pel CSIC, que treballa per recuperar materials crítics mitjançant diverses tecnologies, com ara la fusió de metalls en bany fos. “L’objectiu és trobar mètodes eficients per reaprofitar tots aquests recursos”, explica Fèlix A. López, químic i investigador del CSIC que participa en el projecte. En la mateixa línia se situa CirCular, una iniciativa d’Atlantic Copper a Huelva, que també té com a finalitat recuperar metalls procedents d’aparells elèctrics i electrònics al final de la vida útil.

A més del reciclatge, la ciència busca reaprofitar els materials crítics que es troben als residus d'antigues mines. És el cas del projecte Ti-rres, que investiga la revaloració de materials en una mina tancada als anys 90 a Golpejas (Salamanca). L'objectiu és doble: recuperar metalls com l'estany, tàntal, niobi i terres rares, i avaluar la viabilitat de restaurar el terreny després de l’extracció. “Els residus es van acumular en basses i runams sense aprofitar per les limitacions tecnològiques de l'època, però avui representen una oportunitat”, explica Teresa Llorens, científica titular de l’Institut Geològic i Miner d'Espanya (IGME-CSIC) i investigadora principal del projecte. Altres iniciatives de recuperació de residus miners a Espanya són la mina d'estany de Penouta, a Galícia, la mina de wolframi de Los Santos, a Salamanca, i el projecte RECCOPS, orientat a recuperar materials crítics com el bismut i l'antimoni a partir dels residus generats durant la producció primària de coure.

Els reptes del reciclatge

Tot i que la normativa europea afavoreix el desenvolupament de tecnologia per recuperar aquests materials, els experts consultats reconeixen que actualment el reciclatge està lluny d'assolir els llindars proposats per la norma del 25% i que, en realitat, “gairebé no cobriria més d’un 10-15% de les necessitats de producció”, assenyala López.

Les dificultats són múltiples, però una de les principals és la falta de desenvolupament tecnològic per reciclar determinats elements. A això s’hi afegeix el cost elevat d’alguns processos de recuperació. Un exemple clar són les terres rares utilitzades en la fabricació d’imants permanents per als motors dels aerogeneradors: actualment, la taxa de reciclatge és inferior a l’1%. "Moltes solucions tecnològiques no arriben a sortir del laboratori perquè no són viables econòmicament per al sector empresarial", apunta Patricia Córdoba, investigadora de l’Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l’Aigua (IDAEA-CSIC) i coordinadora del projecte RECOPPS. Segons explica, poden passar fins a quinze anys des que una idea es desenvolupa fins que es converteix en una aplicació comercial. "Un procés que funciona perfectament al laboratori pot no ser eficient a escala pilot", adverteix. Un dels motius és que la gestió dels residus generats durant la recuperació dels materials —sovint complexos i en alguns casos amb toxicitat elevada— pot resultar molt més costosa i complicada que simplement utilitzar matèries primeres noves.

Una altra dificultat és que molts productes encara no han arribat al final de la vida útil. Per exemple, els panells solars o les turbines eòliques duren uns 25 i-30 anys. Això fa que, de moment, el volum disponible per reciclar sigui encara insuficient.

Per solucionar alguns d’aquests problemes, les expertes consultades advoquen per l'impuls de l'ecodisseny: “En un telèfon mòbil pots tenir al voltant de 30 elements, però n'hi ha concentracions molt petites i barrejades. Cal una legislació que obligui les empreses productores a dissenyar els aparells electrònics per aprofitar-ne els materials més fàcilment”, apunta Córdoba.

Una altra estratègia és buscar materials alternatius per suplir la demanda dels crítics. Investigadors com M. Rosa Palacín i Alexandre Ponrouch, de l'ICMAB-CSIC, exploren la manera de fabricar bateries per emmagatzemar l’energia utilitzant sodi, calci o magnesi en comptes de liti. "Les dificultats a l'hora de substituir un metall per un altre és que no tenen exactament les mateixes propietats, però poden presentar uns altres avantatges, com ara el preu o l'abundància", explica Palacín.

Les expertes també adverteixen que tot i que el reciclatge podria suavitzar el creixement de l’extracció minera i per tant cal potenciar-lo, no la substituirà als escenaris de demanda actual. En aquest sentit, Mariana Walter apunta quecaldria tambéreduir el consum i decidir més democràticament com utilitzem aquests recursos: “Sectors com la indústria militar en demana molts i competeix amb uns altres usos, com les renovables”. De fet, es calcula que una reducció de l’1% del consum global podria estalviar anualment 840 milions de tones de metalls, combustibles fòssils, minerals i biomassa, i 39 bilions de litres d’aigua. Per la seva banda, la investigadora Abigail Jiménez-Franco defensa que Europa ha de continuar apostant per una mineria pròpia, amb una regulació estricta que en redueixi l’impacte ambiental i garanteixi condicions laborals dignes. “És preferible fer-ho aquí amb garanties que continuar traslladant-ne els impactes al Sud Global”, afirma. També proposa reforçar encara més el reciclatge i garantir que les importacions provinguin de circuits de comerç just.