Rescatando minerales críticos a partir de la producción del cobre

La transición energética, la digitalización, la automatización o la movilidad sostenible son algunos de los objetivos que definen la economía del siglo XXI, que transita hacia una descarbonización, marcando un hito histórico. La meta fijada por la Unión Europea en el Acuerdo Verde Euopeo para el año 2050 es la de una economía cero emisiones netas de gases de efecto invernadero. Su desarrollo avanza en paralelo a la disponibilidad de una serie de materiales esenciales que se conocen como materias primas estratégicas, de las cuales solo una pequeña fracción se produce en Europa, aunque el 70% de la industria europea depende de su actividad directa o indirecta, según indica el Comité Económico y Social Europeo. 

Inicio de los trabajos actuales en Cerro Colorado, Huelva | Sergio Carrero.

Minerales como el litio, el cobalto o el níquel son esenciales para lograr el rendimiento y la densidad energética de las baterías, al igual que el cobre, el aluminio o las tierras raras lo son para el funcionamiento de las tecnologías destinadas a las energías renovables y a las redes eléctricas. Por ello, la Agencia Internacional de la Energía (IEA) estima que su demanda se cuatriplicará para 2040 y aumentará aún más para 2050 si se pretende alcanzar la neutralidad climática.

La creciente demanda, junto a la limitada oferta en el continente, ha situado a la Unión Europea en una posición muy complicada ya que, por un lado, busca desarrollar su autonomía estratégica y reindustrializar sectores clave, mientras que, por otro, la extracción o el reciclaje de materiales críticos sigue siendo marginal.  

Comprender las razones de esta situación requiere un análisis amplio y complejo, así como la voluntad por parte de todos los actores sociales para reducir la dependencia de las importaciones de regiones con estándares ambientales y laborales muy diferentes a los de la Unión Europea. En este sentido, la implicación apunta directamente a cuestiones históricas, políticas, medioambientales, técnicas y sociales.

La dependencia europea de las materias primas críticas en un contexto global cambiante

La minería europea dejó de ser autosuficiente desde la década de 1970 en adelante cuando Europa reconoció la necesidad de implementar una legislación medioambiental rigurosa en áreas como la calidad del aire, la protección de los recursos hídricos y la gestión de residuos. Este cambio se debió, en parte, a la presión para reducir los efectos negativos de su impacto ambiental”, explica Patricia Córdoba, investigadora del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC)cuya línea de investigación está enfocada en la reducción del impacto ambiental de actividades industrialesEsto contrasta directamente con países como China, donde la regulación ambiental ha sido muy laxa, lo que ha permitido al país impulsar su economía y alcanzar la soberanía en algunos de estos recursos”.

La extracción de minerales críticos está altamente concentrada en unos pocos países. La República Democrática del Congo suministra el 70% del cobalto, Chile aporta el 30% del cobre y China produce el 60% de tierras raras, además, procesa cerca del 90 % de estas. Las políticas a largo plazo de los estados más autoritarios y centralizados han favorecido la hegemonía del mercado de materias primas estratégicas. Como resultado, China ha logrado consolidar un papel prácticamente monopolístico en las industrias de renovables y vehículos eléctricos.

La pandemia de la COVID-19 y la guerra de Ucrania evidenciaron los riesgos de la dependencia del suministro externo y la vulnerabilidad del comercio global. Aunque “Europa llevaba años enfrentándose a altibajos en la cuestión de las CRM, en el año 2000 se empezó a abordar de manera estratégica los desafíos relacionados con el acceso a estos recursos esenciales, lo que culminó en la Iniciativa Europea de Materias Primas (Raw Materials Initiative) en 2008”.

Mineral de bismuto. 

Garantizar un suministro de materias primas seguro y sostenible

La Iniciativa Europea de Materias Primas tenía como objetivos garantizar un suministro seguro y sostenible, fomentar el abastecimiento dentro de la Unión Europea e impulsar el reciclaje de estos recursos. Una de las acciones más destacadas de esta estrategia fue la elaboración del listado de materias primas críticas no energéticas, que se publicó por primera vez en el año 2011 y se actualiza cada tres años. Un listado que comenzó con 14 elementos y en su última actualización de 2023 cuenta ya con 34, de las cuales 17 están en el punto de mira debido al alto riesgo que corre su suministro, ya que se espera que su demanda crezca exponencialmente. “El listado se amplía porque no tenemos la capacidad de producir estas materias primas nosotros mismos y porque la crisis climática nos interpela a transformar la industria para alcanzar los objetivos del desarrollo sostenible”.

En este contexto, y respondiendo a los desafíos relacionados con la garantía de suministros seguros y sostenibles, el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea aprobaron el 11 de abril del 2024 la Ley Europea de Materias Primas Fundamentales (Critical Raw Materials Act). Esta ley establece parámetros claros y ambiciosos que deben alcanzarse para el 2030, como que el 10% de la extracción de materias primas críticas se lleve a cabo en Europa, el 40% de su procesamiento, y que el 25% de las necesidades provengan de tecnologías de reciclaje.

Este compromiso es necesario, pero enfrenta, según apunta Córdoba, varios desafíos. Por ejemplo, que las tecnologías emergentes de reciclaje y de recuperación de materias primas críticas no están lo suficientemente desarrolladas para satisfacer la demanda actual, ya que su desarrollo e implementación a escala industrial requieren tiempo de validación tecnológica, ambiental y económica. “Hay tecnologías que nunca llegan. Además, la inversión a largo plazo en investigación y desarrollo es difícil de justificar en un mercado donde los beneficios pueden tardar muchos años en materializarse”.

Otro factor es que los productos no están diseñados para que la recuperación de sus materiales sea fácil. Muchos de ellos están diseñados priorizando la funcionalidad y coste de producción sobre la sostenibilidad. Por ejemplo, algunos productos contienen adhesivos o recubrimientos que complican aún más el proceso de recuperación de materiales. La falta de estándares claros en el diseño para el reciclaje agrava el problema, haciendo que la transición hacia una economía circular sea más desafiante.

Instalaciones a escala piloto utilizadas para llevar ambas soluciones tecnológicas a un TRL de 7 | RECOPPs.

Soluciones tecnológicas en la recuperación de MPF

El proyecto RECOPPs, coordinado por la investigadora del IDAEA, ilustra la capacidad de ciencia para encontrar soluciones innovadoras a los desafíos de la sociedad. El proyecto se enfoca en la recuperación de CRM como el bismuto y el antimonio de los residuos generados durante la producción primaria de cobre. Residuos con un gran valor que, de otro modo, acaban en el vertedero.

“Partimos de un objetivo muy claro, que es demostrar la viabilidad a escala industrial de la circularidad de los recursos minerales”. RECOPPs busca, simultáneamente, maximizar la recuperación de estos materiales y minimizar impacto ambiental.

El proyecto, liderado por el IDAEA-CSIC y conformado por un consorcio que incluye a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), el Centro Tecnológico del Agua (CETAQUA), el Centre Tecnològic de Catalunya (Eurecat), el Instytut Metali Nieżelaznych (IMN), y Atlantic Copper, ha completado con éxito la validación de dos soluciones tecnológicas a un nivel de maduración tecnológica (Technology Readiness Level, TRL) de 7. “El siguiente paso consistirá en llevar a cabo el desarrollo del proyecto que permita la explotación comercial de esta tecnología y logre alcanzar un TRL 9”.

Listado de materias primas fundamentales | Consejo Europeo (2024)

La minería, “un mal necesario”

El avance de las tecnologías de reciclaje y el cumplimiento de los objetivos impuestos por la nueva ley europea reducirían el impacto asociado a la actividad extractiva, de la que, por otro lado, no podemos prescindir por completo. Por ello, la ley de CRM insta a los estados miembros a elaborar un Programa Nacional de Exploración para identificar las reservas de estos materiales. Asimismo, garantiza simplificar permisos y financiación para proyectos categorizados como estratégicos tanto de extracción, como de procesamiento y reciclaje. Algo que, según la investigadora, suma una inquietud: que cuestiones tan críticas como la transparencia o los estudios de impacto ambiental se puedan poner en riesgo.

Sergio Carrero, geoquímico e investigador del IDAEA, considera que para cumplir con el objetivo relativo a la extracción dentro de las fronteras europeas es fundamental llevar a cabo una minería responsable, para minimizar los impactos medioambientales, no solo durante la explotación, sino también en el proceso de cierre. Esto requiere que las empresas adopten medidas estrictas, cumplan la normativa vigente y utilicen las mejores técnicas disponibles. “Por ejemplo, el método de flotación, que consume grandes cantidades de agua, debe ser optimizado para reducir el uso de recursos hídricos en regiones donde son escasos”.

La minería, que a escala humana resulta irreversible debido a que los yacimientos tardan millones de años en formarse, “es un mal necesario”.  El investigador señala que “enfrentarse a esta realidad en Europa implica aceptar una dinámica muy arraigada, que se puede entender mediante el concepto ‘Not in my back yard’ o ‘No en mi patio trasero’. Es decir, queremos la transición energética y el desarrollo digital pero que los materiales provengan de otras regiones del mundo”.

Para evitar los errores del pasado es importante actuar con responsabilidad desde el principio. Esto requiere una colaboración estrecha entre la investigación, las administraciones y las empresas para detectar los procesos que ocurren en las zonas mineras, en los ecosistemas que rodean estos entornos y establecer buenos mecanismos de control.

El futuro de la transición energética europea dependerá de ello, pero aún más de su capacidad para desarrollar tecnologías sostenibles de recuperación y reciclaje de estos minerales críticos, así como de su habilidad para legislar de manera efectiva y realista.