baja de Apple

Cuando Apple anunció nuevos objetivos climáticos la semana pasada, el gigante tecnológico reveló que algunas de sus elegantes computadoras portátiles plateadas incluirán un material novedoso: aluminio "bajo en carbono". El metal liviano es químicamente el mismo que la versión producida en masa que se usa en productos como papel de aluminio, latas de refrescos, cuadros de bicicletas y puertas de automóviles. Pero está hecho usando un proceso industrial diferente, uno que no da como resultado la liberación directa de gases de efecto invernadero.

Apple está a punto de convertirse en la primera empresa en incluir parte de este aluminio bajo en carbono en sus productos. Para los expertos en el campo, esto equivale a un gran avance después de décadas de desarrollo. Pero mientras las computadoras portátiles prueban que este nuevo enfoque es viable, los investigadores aún están tratando de averiguar cómo aumentar la producción del material para que pueda ser una opción para todo el sector del aluminio. Si tienen éxito, el proceso alternativo podría eliminar una parte importante de la huella de carbono del aluminio.

"Este es un momento crucial", dijo Donald Sadoway, profesor de química de materiales en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, o MIT.

La noticia llega cuando la industria mundial del aluminio se enfrenta al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. A pesar de que los consumidores reciclan diligentemente latas y productos electrónicos, el aluminio reutilizado solo representa alrededor de un tercio del mercado mundial. En total, la producción de nuevos resultados de aluminio en aproximadamente el 1 por ciento de las emisiones anuales globales. Pero la demanda, la producción y el consumo han aumentado en los últimos años, particularmente en China, que todavía depende en gran medida de las centrales eléctricas de carbón.

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Apple dijo que el aluminio representó el 27 por ciento de su huella de fabricación de productos en 2015. La empresa de tecnología ahora usa más aluminio reciclado en sus dispositivos y prioriza a los proveedores que operan sus instalaciones con energía hidroeléctrica, no con carbón. Dichos esfuerzos han reducido las emisiones relacionadas con el aluminio de Apple en un 63 por ciento, informó la compañía en marzo. Para abordar el resto de su huella de aluminio, Apple se está asociando con la firma Elysis para crear una cadena de suministro de aluminio bajo en carbono. En julio, Apple anunció que el primer lote del material se incorporaría a sus Macbook Pros de 16 pulgadas.

Ninguna de las compañías reveló la cantidad del novedoso aluminio que se mezclará con los Macbook Pro. Pero una vez que las computadoras portátiles lleguen a los estantes, podrían impulsar un cambio mayor hacia materiales más limpios en una industria altamente intensiva en carbono.

"Eso abrirá las compuertas para que todo tipo de consumidores digan: 'También queremos aluminio verde'", dijo Sadoway.

El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre, aunque no se encuentra naturalmente en una forma fácil de extraer. Las empresas mineras deben raspar la capa superior del suelo para extraer bauxita, una roca arcillosa rojiza rica en alúmina (también llamada óxido de aluminio). Las refinerías luego separan la alúmina para que se asemeje a una fina sal de mesa blanca. Finalmente, la alúmina se calienta y se funde, o se funde, para hacer aluminio. Este último paso es el que más contribuye al cambio climático, ya que da como resultado la liberación directa de gases de efecto invernadero, y es donde los investigadores buscan innovación.

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La fundición implica disolver alúmina en un baño de sal fundida que se calienta a más de 1700 grados Fahrenheit. Grandes bloques de carbono (o "ánodos") se bajan al baño altamente corrosivo; Luego, las corrientes eléctricas recorren toda la estructura. Depósitos de aluminio en el fondo cuando el oxígeno se combina con el carbono en los bloques, creando dióxido de carbono como subproducto.

En promedio, el proceso electroquímico de fundición contribuye con alrededor del 14 por ciento de las emisiones totales de la producción mundial de aluminio. Otro 70 por ciento proviene de la electricidad utilizada para hacer funcionar las fundiciones, dijo Guðrún Arnbjörg Sævarsdóttir, profesor asociado de la Universidad de Reykjavik en Islandia. Sin embargo, en lugares donde las fundiciones aprovechan la energía limpia, prácticamente no hay emisiones por el uso de electricidad. Entonces, el mayor desafío del carbono es el proceso de fundición en sí, dijo.

El proveedor de aluminio bajo en carbono de Apple utiliza un proceso electroquímico alternativo que emite solo oxígeno.

Elysis, con sede en Montreal, es una empresa conjunta de los gigantes mineros mundiales Alcoa y Rio Tinto y cuenta con el apoyo del gobierno canadiense. En lugar de bloques de carbono, Elysis utiliza materiales que pueden separar el aluminio sin provocar una reacción química. La compañía hizo su primer lote comercial el año pasado en el Centro Técnico de Alcoa en Pittsburgh y vendió el suministro a Apple en diciembre. La firma de dos años está construyendo actualmente una instalación de investigación de $ 37 millones ($ 50 millones CAD) en Saguenay, Quebec.

Elysis no ha compartido exactamente qué materiales usa en su sistema. Pero científicos de todo el mundo han estudiado un concepto similar desde la década de 1980. La idea básica es utilizar aleaciones metálicas químicamente inactivas o "inertes" en los ánodos, a través de los cuales fluyen las corrientes eléctricas. Sadoway del MIT investigó previamente alternativas de carbono como una forma de reducir el uso de electricidad en las fundiciones. Actualmente, los programas en China, Noruega, Rusia e Islandia utilizan ánodos inertes para fabricar aluminio en condiciones de temperatura más baja. Arctus Metal, una pequeña empresa en Reykjavik, produjo recientemente su primer lote, un lingote de una libra, en su laboratorio.

"Esto es como el Santo Grial de la producción de aluminio", dijo Sævarsdóttir sobre los esfuerzos.

Sævarsdóttir participa en la investigación de Arctus Metal sobre fundición sin carbono. La empresa ahora está ampliando su unidad de demostración, que utiliza una corriente eléctrica de 500 amperios, para que funcione con hasta 10.000 amperios, dijo el director ejecutivo Jón Hjaltalín Magnússon. (Una fundición a escala comercial funcionará con hasta 200.000 amperios). Si las tres fundiciones de aluminio de Islandia, que utilizan energía geotérmica e hidroeléctrica, la adoptan, la tecnología eliminaría alrededor de un tercio de las emisiones totales del país, dijo.

Jón Hjaltalín Magnússon, a la izquierda, director general de Arctus Metal, presenta el primer lote de aluminio bajo en carbono de la empresa en Islandia en junio de 2020. Cortesía de Jón Hjaltalín Magnússon

Los investigadores aún deben resolver problemas técnicos clave antes de que los ánodos inertes puedan usarse a escala industrial. Principalmente, los materiales requieren voltajes más altos de electricidad para fabricar aluminio, lo que aumenta el uso y los costos de electricidad de las fundiciones. Las empresas deben diseñar sistemas más eficientes desde el punto de vista energético para que el aluminio bajo en carbono no se vuelva demasiado caro o poco atractivo para las empresas de construcción, los fabricantes de latas de bebidas y otros compradores importantes de aluminio.

Para la industria del aluminio en general, la preocupación más apremiante sigue siendo la reducción de la contaminación por carbono de las centrales eléctricas.

Desde el año 2000, las fundiciones en realidad se han vuelto más dependientes del carbón y el gas natural para la electricidad, incluso cuando los proyectos solares y los parques eólicos proliferan en todo el mundo. Muchas instalaciones en las Américas y Europa cerraron en los últimos años, y una parte significativa de la producción se trasladó a China y países de Medio Oriente. El resultado es un mercado inundado de aluminio abundante y relativamente barato, con el que tendrán que lidiar las alternativas bajas en carbono.

"La competencia a escala global es realmente dura", dijo Sadoway, quien también dirige una empresa nueva, Boston Metal, que está desarrollando un proceso de fabricación de acero libre de carbono. Las empresas como Elysis, dijo, "tienen una colina muy, muy empinada que escalar".

La expansión del uso de aluminio bajo en carbono requerirá que las empresas y los gobiernos tomen medidas deliberadas, dijo Sævarsdóttir. Por ejemplo, poner un impuesto al carbono sobre los productos de consumo haría que comprar aluminio fabricado de forma convencional fuera más caro. Tal sistema podría presionar a los fabricantes para que adopten tecnologías bajas en carbono y alentar a los contratistas a obtener materiales más sostenibles para los proyectos de construcción. O las corporaciones podrían simplemente seguir los pasos de Apple y comprometerse a comprar productos con menores emisiones en la cadena de suministro.

Todavía no está claro qué tan lejos llegará Apple en la adopción de aluminio con bajo contenido de carbono en sus otras líneas de productos, o si productores como Elysis pueden finalmente escalar sus tecnologías más allá del laboratorio (o una sola empresa) y en otras instalaciones industriales. Aún así, la iniciativa es una señal importante de que las principales empresas están dispuestas a invertir en metales más ecológicos.

"Realmente apruebo lo que está haciendo Apple", dijo Sævarsdóttir. "Este es el camino por el que debemos ir".

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