¿Hasta cuándo se podrán extraer minerales?

Por: | 25 de junio de 2010

Latas de conserva. Se sabe que la Tierra es una esfera de 12.756 kilómetros de diámetro, que tiene una masa de 5,98 x 1024 kg y que su envoltura exterior está formada por la corteza terrestre, una capa de tan sólo 40 km de espesor en las zonas continentales en cuya parte superior se encuentra el gran almacén de minerales de los seres humanos. Sin embargo, se desconocen muchas cosas de lo que hay en esta parte del subsuelo.

¿Hasta cuándo se podrán extraer minerales para fabricar latas, coches u ordenadores? Responder a esta pregunta resulta realmente complicado. La ingeniera química Alicia Valero se propuso estudiar el capital mineral de la Tierra para su tesis doctoral en la Universidad de Zaragoza, pero al tratar de avanzar se encontró con una dura roca que tardó cinco años en superar. Las investigaciones relacionadas con su trabajo han conseguido varios premios, el último en la 5ª Conferencia sobre Desarrollo Sostenible en Energía, Agua y Medio Ambiente, celebrada en Dubrovnik (Croacia).

“La extracción de minerales está en manos de unas pocas multinacionales que controlan el mercado y la información”, comenta esta joven investigadora de 32 años, que para estimar la composición media mineralógica de la corteza continental superior(1) tuvo que viajar al Reino Unido, al British Geological Survey (BGS), el centro geológico de referencia en Europa, y consultar  a especialistas de España, Australia, Francia, Polonia... La información más valiosa se la dio un geoquímico ruso ya veterano, Grigor’ev, que se comunicaba con ella por correo postal y en ruso (tuvo que recurrir a una traductora de la universidad). “Parece increíble, pero casi no hay literatura científica y existe una gran opacidad sobre lo que se está extrayendo, no se sabe ni lo que se saca, ni lo que queda en las minas existentes”.

Según sus cálculos, los diez minerales más abundantes serían cuarzo, albita, oligoclasa, ortoclasa, andesina, paragonita, biotita, hidromuscovita, augita y hornblenda, a los que sigue una larga lista con unos 300 nombres, muchos de ellos imprescindibles para la fabricación de productos. El que estos se agoten depende a la vez de su cantidad, de su composición y de su concentración, pues puede no ser viable sacarlo del subsuelo. “La segunda ley de la termodinámica dice que cuando la concentración de un recurso tiende a cero, la energía requerida para extraerlo tiende al infinito”, comenta la investigadora. Como incide, esto también se cumple con el mineral que ha sido ya transformado en un producto, como las latas de conserva que se tiran a la basura. Si las latas acaban en vertederos, los metales con los que se han fabricado se irán dispersando poco a poco y resultará demasiado complicado recuperarlos, pero si se tira en el contenedor de reciclaje su concentración será suficiente para volver a utilizarlos y no tener que extraer nuevos minerales.

Para cuantificar la escasez de un determinado mineral a menudo se utilizan los costes de extracción o su precio en el mercado. La investigadora de Zaragoza mide la degradación del capital mineral por indicadores físicos, en concreto, por medio de las leyes de la termodinámica y la exergoecología. De forma simplificada, se trata de unificar la cantidad, la composición y la concentración del mineral en una misma propiedad: “la exergía”; una metodología propuesta en 1998 por su propio padre, Antonio Valero, director del Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos (CIRCE). Tras cinco años de investigaciones, la ingeniera química lo tiene muy claro: “No nos enfrentamos a una crisis energética, sino de minerales”.

De acuerdo a sus estimaciones, se habría agotado ya el 92% de las reservas de mercurio, el 79% de plata, el 75% de oro, el 75% de arsénico… En cuanto a los minerales más utilizados, la tasa de agotamiento del hierro sería del 28% y la del aluminio del 15%, en cambio la del cobre superaría el 50%. “El oro está ahí, no se pierde y está muy bien controlado, pero otros minerales se están dispersando en forma de basura en vertederos o de contaminación, como ocurrió con el plomo que se utilizaba antes en la gasolina”, especifica Valero.

Con el aluminio, el hierro y el cobre, la ingeniera química aplicó también el modelo de Hubbert para, al igual que se ha estimado con el petróleo u otros minerales energéticos, calcular cuándo se alcanzaría el pico de producción, a partir del cual comenzaría a descender. El resultado que encontró es que, si bien este pico ya habría sido alcanzado por el petróleo en 2008 y llegaría para el gas natural en 2023 y para el carbón en 2060, en el caso del cobre esto ocurriría en 2024, en el del aluminio en 2057 y en el del hierro en 2068.

Esto es considerando únicamente las reservas de estos minerales hoy en día conocidas. Puede ocurrir que de pronto se haga un importante descubrimiento como el reciente de Afganistán con el litio. Sin embargo, según este trabajo, incluso si se duplicasen las reservas mundiales conocidas, el punto más alto de la curva de campana a partir de la cual comenzaría a bajar la producción se desplazaría para la mayoría sólo unas décadas: 2038 para el petróleo, 2049 para el gas natural, 2056 para el cobre, 2085 para el aluminio, 2111 para el hierro y 2112 para el carbón. La diferencia, según la ingeniera química, es que para generar energía existen otras alternativas, pero algunos minerales no se pueden reemplazar. “La solución pasa por el reciclaje, la reducción del uso masivo de los productos minerales, su sustitución por materiales de origen orgánico y las energías renovables”, comenta Valero, que recalca que en el futuro puede haber problemas con materiales indispensables para nuevas tecnologías, como el litio de las baterías de los coches eléctricos con los que se espera acabar con la dependencia del petróleo. “Todos los productos deben  ser  diseñados para que al final de su vida se puedan recuperar fácilmente sus distintos componentes metálicos”, incide.

Con todo, existe bastante controversia sobre este tipo de predicciones. Para Manuel Regueiro, jefe de Relaciones Externas y experto en recursos minerales del Instituto Geológico y Minero de España (IGME), todavía se desconoce mucho de lo que puede haber bajo la corteza terrestre y el avance de la tecnología puede cambiar estas estimaciones. Este escepticismo también se debe en parte a que no se han cumplido las predicciones realizadas en los años 70, como las del informe Meadows al Club de Roma. Sin embargo, para Valero, el que aquellos estudios no hayan sido exactos por falta de información más detallada, no invalida su mensaje: “Estamos hablando de diferencias de años que son nada para la edad de la Tierra”.

Tener en cuenta lo que puede ocurrir con los minerales resulta muy importante para la validez de otras predicciones. Justamenta esto se refiere el estudio premiado en Dubrovnik, con una de las partes de la tesis de Valero, que considera que las previsiones realizadas por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) no contemplan de forma realista el mayor gasto en energía que será necesario en el futuro para extraer minerales cada vez más escasos.


(1) Se ha estudiado mucho su composición química por elementos, pero no por compuestos químicos, es decir, minerales

Hay 26 Comentarios

jajajaja...................................

En un relato de Arthur Conan Clarke titulado "el hombre que aró el mar" el autor sugería la idea de buscar los minerales en el mar, donde la cantidad de minerales es mucho mayor que en la tierra y utilizar para ello lo que denominó "criba molecular". Aunque ignoro qué habrá de verdad en todo esto.
Un saludo.

Me parece que en general el artículo es bastante acertado, así como que la autora del estudio lo amplia de manera excelente.

Dejando de lado pequeñas "confusiones" acerca de conceptos físicos, la conclusion práctica está claro, y en consonancia con otras muchas voces. Lo que hace falta es una fuerza de lobby para implementar políticas que garanticen el desarollo sostenible, y eso pasa sin ninguna alternativa por una gestion en ciclo (casi) cerrado de los recursos.

Siendo catastróficos, veo a la humanidad atrapada en la Tierra sin poder salir pq no hay forma de hacer naves espaciales al no haber minerales.
Espero haber muerto para entonces, jeje.

Al leer "...el gran almacén de minerales de los seres humanos" me acordé del 1, 2, 3 ("y hasta aquí puedo leer").
Si este es el ecologismo que a El País le queda por defender, que se derritan ya los polos, por favor.

Que bien explicado Alicia, callando bocas. Que gusto este blog como inicio de discusiones y de temas.

Yo fui uno de los que comentó abajo, me gusto el análisis de la autora y estoy muy de acuerdo, sobre todo en la conclusión de, "Se necesitan instituciones mundiales que den transparencia y promuevan la gestión racional de los recursos minerales planetarios" es hora de parar el sistema de corporaciones y grandes empresas que sólo buscan el lucro y explotan el planeta como si no tuviera fin, la bolsa de comercio debería ser cerrada en todo el mundo y comenzar a ser una verdadera civilización sin pensar en 'maximizar' las utilidades para el 'dueño'.

Quería agradecer los comentarios que estáis incluyendo en el blog y aclarar algunos de los puntos que se han ido discutiendo.

1) El resumen de la tesis no lo hace quien la ha hecho sino el periodista, así que aunque los datos que aporta son fidedignos, son inevitables las simplificaciones y con ellas las malinterpretaciones.

2) La información que se aporta en la tesis ha sido contrastada con geólogos, geoquímicos, economistas y termodinámicos de todo el mundo. Los resultados de la tesis se han publicado hasta la fecha en 7 revistas científicas con índice de impacto que obviamente han recibido una revisión. En breve publicaremos también un libro sobre la temática con el Imperial College de Londres.

3) No hay escasez de materiales, sino escasez de materias concentradas. La corteza terrestre dispone de minerales y rocas suficientes para suministrarlos a la humanidad por muchos siglos, y además no desaparecen por su uso, pero se dispersan irreversiblemente. Una mina es un ocurrencia muy infrecuente en la inmensidad de la corteza terrestre. La masa de todas las menas del mundo (registradas hasta la fecha) suponen menos del 0.001% de la masa de la corteza que tiene composición media relativamente homogénea. Y conforme vamos extrayendo minerales de una mina, su concentración disminuye necesitando cada vez más energía (y más impacto ambiental) para extraer la siguiente tonelada. Tanto si extraemos la siguiente tonelada de mineral o bien si dejamos dispersar el material después de usarlo y no lo reciclamos, la energía necesaria para extraerlo o recuperarlo va aumentando de una forma exponencial conforme disminuye la concentración de partida. Esto es una consecuencia del Segundo Principio de la Termodinámica o ley de la Entropía. Por tanto, la corteza terrestre está llena de sustancias, pero para extraer, por ejemplo, cantidades de fósforo significativas a partir de la roca desnuda se necesitaría tal cantidad de energía y de remoción de materiales que lo hacen económicamente inviable. Lo mismo ocurre con el plomo que se dispersó con las gasolinas o con el mercurio que se ha utilizado una vez y se dispersó para siempre. Y así sucesivamente.

4) Este análisis incide en los conceptos que los geólogos utilizan habitualmente de recurso y reserva, y otras clasificaciones similares. En realidad no hay una separación entre lo económicamente explotable y lo que no. Sino un continuo. El impacto energético y medioambiental para extraer un mineral pueden medirse y al final toda sustancia terrestre estaría en algún punto de la curva que relaciona la energía necesaria para extraerlo de la corteza con la concentración en que se encuentra la sustancia en la corteza. A menos concentración, más coste energético y medioambiental, es decir, más huella ecológica. Las mejores minas probablemente se han explotado y cada vez será más costoso extraer la siguiente tonelada. El acoplamiento materiales-energía es evidente y significativo a nivel mundial, cuanto más dispersos, más porcentaje de energía mundial se requerirá invertir en el suministro de nuevas materias primas.(Y mas catástrofes ambientales globales se pueden esperar, como la de BP en el Golfo de México).El ser humano podrá poner en práctica nuevas fuentes de energía, fusión por ejemplo, pero necesitará cada vez más energía para extraer más materiales.
5) A este fenómeno se le opone el desarrollo tecnológico en diversas dimensiones, pero con ciertos límites. Si mejoramos las tecnologías mineras, conseguiremos disminuir sus impactos. Igual ocurre con las tecnologías químicas de refino de materiales (hidrometalurgia en vez de pirometalurgia) o las de sustitución de materiales de origen inorgánico por otros de origen orgánico (nanomateriales conductores) , etc. Pero hay que ver los números grandes para entender los problemas en su magnitud. La demanda de materiales para el desarrollo está creciendo exponencialmente. Si hoy estas tecnologías sustituyeran, por ser económicamente más favorables, a la pura extracción minera, ésta cesaría. Y sin embargo, no hace mas que crecer. La demanda mundial de tierras raras para la microelectrónica, fosfatos para la agricultura, metales para la construcción de infraestructuras, etc. está creciendo exponencialmente. En general el reciclado de los metales es aún muy escaso para lo que se necesitaría en una buena gestión del planeta. Por ejemplo, el aluminio tiene un índice de reciclado inferior al 50%. Sólo en algunos metales preciosos se cierra (casi) el ciclo de reutilización como es el caso del oro. Además la escala de las demandas choca con la de la oferta tecnológica. Por ejemplo, no existe platino o tierras raras suficientes como para almacenar el hidrógeno que moviera una posible sociedad basada en él, ni litio suficiente como para almacenar una pequeña parte de toda la energía eléctrica mundial que hoy se consume. Una solución tecnológica a nivel micro no implica necesariamente una solución global. Necesitamos tener presentes los problemas asociados a la escasez.

6) La Termodinámica nos habla de la irreversiblidad, pero la irreversibilidad se puede revertir con más energía que la que ha suministrado el proceso contrario. También habla de límites. No se puede conseguir algo violando sus leyes, de conservación de energía y/o de crecimiento de la entropía (pérdida irreversible de la calidad de la energía). Pero no habla ni de cuando ni de cómo ocurren las cosas. Así que si el ser humano sigue sin poner freno a sus consumos desaforados y poco inteligentes, tarde o temprano llegaremos a los límites físicos del Planeta. Y el límite de dispersión de los materiales es uno más. Pero éste puede estimarse con análisis termodinámicos y esto es lo que se ha hecho en la tesis. Como todo análisis de escenarios de futuro, se necesitan hacer hipótesis que están sometidas a muchos grados de incertidumbre, pero siempre tenemos un modelo de referencia, conocido como BAU (business as usual). Para este caso la única hipótesis es la de seguir por la misma senda de desarrollo. Y al estudiarlo se puede predecir el conflicto y ayudar a discutir las maneras de evitarlo. Dependerá de la humanidad que lo acepte o no, pero los números están ahí. Además, antes de dar un número se hace un análisis de sensibilidad. Y para el caso BAU, se obtuvo un resultado muy dramático: A los ritmos actuales de consumo de materias primas, aunque se descubriera el doble de lo que hoy se conoce como recursos explotables de la Tierra, los picos de consumo sólo se desplazarían unos treinta años en promedio. Aunque el problema se desplace una (o varias) generaciones, eso no es nada incluso en la escala temporal del ser humano.

7) En definitiva, convertir la roca desnuda en una inmensa mina siempre será tecnológicamente posible pero el coste económico, energético y medioambiental lo hacen y lo harán inviable. Remover las selvas, las montañas, los océanos y los paisajes para buscar las últimas toneladas de minerales estratégicos , como hoy se hace con el oro, con los diamantes o con el coltán, no son el mejor futuro planetario que nos debería aguardar.
Se necesitan instituciones mundiales que den transparencia y promuevan la gestión racional de los recursos minerales planetarios. Empezando por estimar el Capital Mineral de Planeta, como he tratado de hacer en mi tesis.
Saludos

Aparte de la geología hay que tener en cuenta la economía. Pensar que por el simple hecho de que haya grandes depósitos minerales en la corteza oceánica podremos aprovecharlos es bastante ingenuo. El coste económico (y, lo que acabará siendo más importante, el coste energético) hace que hoy por hoy sea inviable explotar comercialmente esos yacimientos. Fíjense los enormes problemas que está teniendo BP para obturar una tubería a 1500 metros de profundidad, no digamos ya lo que costaría excavar y extraer minerales. Intentar recuperar nódulos minerales sobre la plataforma continental, eso quizá sí se puede hacer; ir más allá, me parece imposible.

Otra cosa que la gente no suele tener en cuenta es que muchos de los metales y metaloides comunes que explotamos hoy en día se presentan en minerales de escasa concentración en las minas activas hoy en día, con concentraciones de mena de menos del 1% en muchos casos. Imagínense lo que es tener que triturar una tonelada de roca para extraer entre uno y diez quilos de mineral. Pues bien, esto es lo que pasa hoy en día con muchas minas de oro, de cobre, de uranio,... Después, para concentrar algunos metales se necesita hacer balsas donde se usan ácidos y otros reactivos químicos tóxicos y peligrosos para precipitarlos, dejando tras de sí una balsa llena de liquido contaminado y contaminante (¿han olvidado ya el desastre de Boliden?). Al final, hay unos costes de capital que hacen inviable ni siquiera intentar ciertas de estas empresas (si hay petroleras que se están retirando de la prospección petrolífera porque no compensan los riesgos, http://crashoil.blogspot.com/2010/06/la-ley-de-los-retornos-decrecientes.html ). Y si a eso uno añade que muchas minas, sobre todo en zonas remotas, necesitan mucho petróleo para operar (con lo que el encarecimiento del petróleo repercute directamente en sus costes y su viabilidad) y la explotación simultánea de todas las fuentes de energía y recursos,... el resultado es La Gran Escasez (http://crashoil.blogspot.com/2010/06/la-gran-escasez.html). Tengan esto en cuenta cuando sueñen con paraísos donde todos los frutos de la Tierra están ahí, al alcance de la mano, para que uno los coja. Ésa no es la realidad.

Salu2,

Antonio

Entre los comentarios, casi todos muy técnicos y acertados excepto el de Chimo, que como de costumbre menosprecia el conocimiento geológico -craso error endémico español- podemos distinguir los confiados y los asustados. Por supuesto que existe relación entre este agotamiento y el de los demás recursos. Parece mentira que a estas alturas aún haya gente preparada que no se haya dado cuenta de la finitud del planeta. No se habla de los minerales que se están encontrando en las llanuras abisales, pero estos también son finitos y además su extracción perjudicará gravemente a la vida oceánica. ¿Hasta cuando vamos a estar ciegos? La única vía es un decrecimiento sensato y un reciclaje intenso, y si no, a la tumba como dice el otro. Hasta otra.

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Sobre el blog

Como si mirásemos por el ocular de un microscopio, Ecolaboratorio es un blog ambiental que trata de ver más de cerca todo aquello que nos rodea. En este particular laboratorio se buscan respuestas a las cuestiones más enrevesadas que nos asaltan de forma cotidiana.

Sobre el autor

Clemente Álvarez

(Madrid, 1973) es un periodista especializado en medio ambiente y ciencia. Colaborador de El País desde 2004, le entusiasma mezclar elementos de la ecología con reactivos de la energía y la economía, aunque la fórmula pueda resultar inflamable.

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