Un nuevo método de producción de aluminio menos contaminante puede ser un gran aliado de las marcas de electrónica de consumo

El aluminio es uno de los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre. Podemos encontrarlo en forma de compuestos en buena parte de las rocas, e, incluso, en las plantas y los animales, aunque en estos últimos en pequeñas cantidades. En realidad, el aluminio tal y como lo conocemos lo obtenemos a partir de un mineral, que es el que encontramos en la naturaleza, conocido como bauxita.

Las propiedades físicas, químicas y mecánicas que tiene el aluminio han provocado que sea un elemento muy utilizado en un amplio abanico de sectores, entre los que podemos destacar la industria aeronáutica, el sector de la automoción, e, incluso, la electrónica de consumo. Y es que algunas de sus características más apreciadas son su ligereza, su elevado índice de termoconductividad (de ahí que se utilice habitualmente para fabricar disipadores térmicos como los usados para refrigerar los microprocesadores), su gran resistencia a la corrosión y su maleabilidad (que facilita su mecanizado).

El problema es que el proceso de transformación de la bauxita, que, como hemos visto, es el mineral que extraemos de la naturaleza, en el aluminio que podemos encontrar, por ejemplo, en el chasis de muchos de nuestros dispositivos de electrónica de consumo, es muy contaminante. Además, en su producción es necesario invertir mucha energía eléctrica, algo que representa un hándicap, pero que en cierta medida se ve compensado por su moderado coste de reciclado.

En cualquier caso, lo más preocupante es que este proceso conlleva la liberación de una enorme cantidad de dióxido de carbono, un gas que ejerce un rol importante en el efecto invernadero, y que, por tanto, está contribuyendo al calentamiento global.

La solución ya está sobre la mesa

El objetivo de este artículo no es profundizar en los procesos químicos que nos permiten obtener el aluminio a partir de la bauxita. Aun así, antes de seguir adelante es interesante que repasemos brevemente las dos etapas críticas que conforman este procedimiento. El primero de estos métodos se conoce como proceso Bayer, y es el utilizado para obtener alúmina a partir de la bauxita. Esta técnica fue patentada por el químico austríaco Carl Josef Bayer, de ahí su nombre, en 1888.

Para obtener aluminio a partir del mineral de bauxita es necesario recurrir a dos procedimientos químicos conocidos como procesos Bayer y Hall-Héroult

El problema es que la alúmina es un óxido de aluminio que carece de algunas de las propiedades presentes en el elemento que se utiliza en los procesos industriales, por lo que es necesario someterla a una transformación adicional que, esta vez sí, nos va a permitir obtener aluminio metálico mediante electrólisis. Este procedimiento fue desarrollado en 1886 de forma independiente, y, curiosamente, simultánea, por el ingeniero francés Paul Louis-Toussaint Héroult y el científico estadounidense Charles Martin Hall.

El problema derivado del proceso Hall-Héroult es que, como os adelanté antes, provoca la liberación de una gran cantidad de dióxido de carbono como resultado de la degradación de los electrodos que intervienen en la electrólisis de la alúmina: la cuba revestida de carbón que hace las veces de cátodo y los electrodos de carbón de Soldberg que actúan como ánodos.

Como resultado de este proceso la alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular, de manera que este último actúa sobre los electrodos de carbón del ánodo, degradándolos y generando el dióxido de carbono que es tan contaminante. Según el profesor Donald Sadoway, del MIT, este proceso requiere consumir casi media tonelada de carbón para obtener una tonelada de aluminio. Ahí es nada.

Afortunadamente, Alcoa y Rio Tinto, dos de las compañías más importantes involucradas en la producción de aluminio, han desarrollado un procedimiento que permite reemplazar el ánodo de carbón cuya degradación conlleva la liberación del dióxido de carbono por un compuesto inerte, cuya naturaleza no han dado a conocer.

Lo realmente atractivo de la composición de estos nuevos electrodos es que, en vez de liberar dióxido de carbono, no se ven alterados, por lo que el proceso Hall-Héroult solo genera oxígeno, evitando contribuir, de esta forma, al incremento del efecto invernadero, y, por tanto, también al calentamiento global.

Ya está disponible, pero su implantación comercial llegará en 2024

Alcoa y Rio Tinto han constituido una joint venture conocida como Elysis cuyo objetivo es desarrollar esta innovación y facilitar su aplicación industrial, de manera que pueda emplearse masivamente en la producción de aluminio. No obstante, no estamos hablando de «humo». Alcoa, que, curiosamente, fue cofundada por Charles Martin Hall, el científico estadounidense del que hemos hablado antes, tiene desde 2009 una fábrica en Pennsylvania que utiliza este procedimiento de producción de aluminio, por lo que es una tecnología tangible que ya está funcionando, aunque a pequeña escala. En cualquier caso, Elysis ha vaticinado que su procedimiento será comercializado a gran escala en 2024.

Es evidente que todos nos beneficiaremos de esta innovación en la medida en que nos permite obtener uno de los elementos más utilizados por la industria de una forma más respetuosa con el medio ambiente. Pero, sin duda, uno de los sectores más favorecidos es el de la electrónica de consumo. Y es que muchos de los smartphones, las tabletas y los ordenadores que utilizamos actualmente incorporan un chasis mecanizado a partir de un bloque de aluminio.

Esto ha provocado que Apple, que es una de las compañías que recurre al aluminio en buena parte de sus productos, haya decidido contribuir al proyecto de Elysis con una importante aportación económica. Eso sí, es evidente que para Apple este movimiento no es otra cosa que una inversión que permitirá a los de Cupertino acceder a medio plazo al aluminio producido con el nuevo método «verde». Si tenéis curiosidad por conocer con más detalle cuál es el papel de Apple en todo esto os sugiero que leáis el artículo que han publicado nuestros compañeros de Applesfera.

Vía | Popular Science
En Applesfera | Apple ayuda a desarrollar un proceso de producción para conseguir un aluminio "verde"