Las turbinas eólicas generan electricidad utilizando imanes permanentes, que son extremadamente potentes pero contienen tierras raras que son difíciles de extraer y reciclar.
Muchas turbinas eólicas están equipadas con imanes permanentes, que utilizan tierras raras. Foto: Rabih Shasha
Las turbinas eólicas son una ganga desde el punto de vista medioambiental, informó IFL Science el 3 de marzo. Tienen un periodo de “recuperación de la inversión” –el tiempo que tarda la turbina en proporcionar suficiente energía limpia para compensar la contaminación producida por su producción– de menos de un año. Prácticamente no producen contaminación durante su funcionamiento y además son muy eficientes: una sola turbina es capaz de abastecer a unos 940 hogares estadounidenses medios cada mes.
Sin embargo, las turbinas eólicas son difíciles de reciclar, incluidos los componentes de tierras raras que contienen. “Hasta donde sabemos, actualmente no se reciclan prácticamente tierras raras de las turbinas eólicas”, afirmó Tyler Christoffel, director de tecnología de la Oficina de Tecnologías de Energía Eólica del Departamento de Energía de Estados Unidos.
Esta estadística no es sorprendente. Los expertos estiman que a nivel mundial se recicla menos del 1% de los elementos de tierras raras, incluidas sustancias como el cerio, el lantano y el neodimio. Los elementos de tierras raras, como sugiere su nombre, son muy difíciles de encontrar en cantidades útiles.
Normalmente, los metales se concentran en la corteza terrestre debido a diversos procesos geológicos, como flujos de lava, actividad hidrotermal y formación de montañas. Sin embargo, las propiedades químicas inusuales de los elementos de tierras raras significan que normalmente no se concentran juntos en estas condiciones especiales. Hay rastros de tierras raras dispersos por todo el planeta, lo que hace que su extracción sea ineficiente.
A veces, los entornos subterráneos ácidos pueden aumentar ligeramente la cantidad de elementos de tierras raras en ciertos lugares. Sin embargo, encontrar estas ubicaciones es sólo el primer desafío. El proceso de minería posterior también es complicado porque la extracción de elementos puros es extremadamente difícil. Actualmente, China representa alrededor del 70% de la producción mundial de tierras raras.
Los elementos de tierras raras están adquiriendo cada vez más importancia. Desempeñan un papel esencial en muchos campos, desde aplicaciones industriales hasta dispositivos personales como ordenadores portátiles o teléfonos inteligentes. Por supuesto, también hacen sentir su presencia en los aerogeneradores.
“A medida que las palas de la turbina eólica giran, generan energía cinética. Un generador de imanes permanentes convierte esta energía cinética en electricidad mediante la interacción de dos imanes permanentes con polarización opuesta”, escribió Kristin Vekasi, profesora asociada de la Universidad de Maine, en un estudio de 2022.
“Otros imanes pueden hacer el mismo trabajo, pero los imanes permanentes tienen muchas ventajas, como una mayor eficiencia, un tamaño más pequeño, menos piezas móviles que se puedan romper y no necesitan carga externa. El viento hace todo el trabajo”, explica.
En estos imanes están presentes elementos de tierras raras, normalmente neodimio o samario. Estos son los imanes más potentes disponibles hoy en día, pero no son indestructibles. Pueden perder su magnetismo debido a sobrecalentamiento, corrosión, impacto accidental o problemas de campo magnético. Como resultado, la renovación de las turbinas eólicas (reemplazo de piezas viejas, actualización de componentes como generadores y reemplazo de imanes de tierras raras) es casi continua.
Para abordar este problema, el Departamento de Energía de EE. UU. lanzó el año pasado un concurso para encontrar soluciones efectivas de reciclaje para piezas de turbinas. El mes pasado se anunciaron los 20 equipos ganadores de la primera fase de la competición, cuatro de los cuales se centraron en el reciclaje de imanes.
A medida que Estados Unidos invierte más en energía eólica y las tecnologías basadas en tierras raras continúan desarrollándose, el reciclaje de tierras raras se convertirá en un problema mucho más urgente, según Christoffel. “Este premio ayuda a promover algunas tecnologías de reciclaje que podrían conducir a una forma de utilizar los imanes que requiera menos recursos y menos emisiones”, dijo.
Thu Thao (según IFL Science )
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