Así es el otro coltán: qué es, para qué sirve y cuál es el futuro del cobalto, el metal que hace posible que tu móvil sea como es

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El coltán y el cobalto tienen mucho en común. Ambos son relativamente escasos, indispensables en la fabricación de muchos de los dispositivos electrónicos que utilizamos habitualmente, y se extraen en condiciones muy discutibles. Sin embargo, el cobalto ha llamado menos la interes a los medios de comunicacion que el coltán. Al menos, hasta ahora. A pesar de que entrambos industrias están caracterizadas por la misma opacidad. Y la misma inestabilidad.

El presente y el futuro no solo del comercio de la electronica de consumo, sino además del coche eléctrico, están íntimamente ligados a la disponibilidad de cobalto. Y en estas circunstancias no es imprescindible esforzarse lo mas mínimo para intuir que las industrias que compiten en estos mercados tienen puestos sus ojos sobre las reservas de este metal tan codiciado. Esta es la historia de una de las materias primas que contribuyen a que nuestra vida sea como es actualmente.

Cobalto: qué es y para qué sirve

Lo 1° que nos interesa saber es que el cobalto es un metal ferromagnético, y que, por tanto, tiene unas propiedades magnéticas similares a las del hierro. De hecho, si echamos un mirada a la tabla periódica de elementos observaremos que esta colocado entre el hierro y el níquel, y esto significa que la estructura atómica, y, por tanto, las propiedades químicas de estos elementos, son similares. Tanto es así que un átomo de cobalto tiene solo un protón mas en el núcleo, y además un electrón mas orbitando en torno a este, que el hierro.

El cobalto es un metal ferromagnético con unas propiedades químicas similares a las del hierro y el níquel

El vínculo que existe entre estos elementos va mas allá de su estructura atómica y sus propiedades químicas. De hecho, el cobalto suele encontrarse junto al níquel, pese a que es menos abundante que este último (se estima que en la corteza terrestre hay un 0,02% de níquel frente a solo un 0,001% de cobalto). Pero lo realmente atrayente es que tanto el cobalto como las aleaciones en las que interviene son muy resistentes al desgaste y la corrosión, inclusive cuando son sometidos a temperaturas muy altas.

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Además, su dureza y su resistencia a la tensión son muy similares a las del hierro y el níquel, lo que lo hace idóneo para intervenir en aleaciones que se usan en maquinaria industrial. Curiosamente, el cobalto también forma parte de la cobalamina, que no es otra cosa que la vitamina B12, por lo que además es esencial que este presente, en pequeñas cantidades, en el ente de todos los animales, incluidos nosotros, los seres humanos.

Pero sus programas no acaban aquí. Ni mucho menos. Uno de sus isótopos, el cobalto-60, que tiene el mismo numero de protones y electrones que el cobalto (27), sin embargo además un neutrón mas en el núcleo que el cobalto presente en la naturaleza, es un metal radiactivo que se maneja en radioterapia para tratar varias maneras de cáncer. El dilema es que su período de semidesintegración, que es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de los núcleos de una muestra, es de algo mas de cinco años, y después de esa fase continua siendo muy radiactivo. Por esta razón su uso en programas médicas se esta reduciendo en occidente.

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Y esto no es todo. El cobalto tiene mas programas en las que todavía no hemos indagado, sin embargo de todas ellas la que da sentido al hecho de que este capítulo sea anunciado en Xataka es su app en la fabricación de los electrodos de las baterías que alimentan buena parte de los dispositivos que utilizamos todos los días, como nuestros smartphones, tablet y computadores portátiles.

Incluso ha adquirido un rol esencial en la fabricación de baterías para autos eléctricos, de ahí que ahora las industrias de la electronica de consumo y la automoción se lo rifen con el firme propósito de cuidar su producción de cara al futuro.

El cobalto y las baterías eléctricas

La importancia que tiene el litio en la fabricación de las baterías de nuestros dispositivos electrónicos es suficiente evidente. Y es que solo tenemos que echar un mirada a sus especificaciones para darnos cuenta de que en la sección que identifica las funciones de la batería siempre muestra el término Li-ion, que nos indica que en la composición de este elemento intervienen, de alguna forma, iones de litio.

Un ion es un átomo o molécula que, al perder o vencer electrones, adquiere carga eléctrica positiva o negativa

Un ion es, sencillamente, un átomo o una molécula que no es neutro desde un punto de vista eléctrico, por lo que tiene carga eléctrica. Si esta carga es positiva el ion recibe el nombre de catión, y si es negativa se llama anión. Volvamos ahora a nuestra batería. Todos entendemos que su función es almacenar energía eléctrica y liberarla para que esta pueda ser utilizada por los elementos electrónicos de nuestros dispositivos. Para hacerlo, las baterías dicen con 3 elementos cruciales: un cátodo, un ánodo y un electrolito.

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Mi finalidad no es profundizar en fragmentos demasiado complicados, sin embargo nos llega bien saber algunos conceptos para comprender qué papel juega el cobalto en las baterías de iones de litio actuales. Sigamos adelante un poco más. El cátodo y el ánodo son los electrodos de la batería, y esto significa, sencillamente, que son conductores eléctricos que están en contacto con un elemento no metálico de un circuito. En el caso de las baterías ese elemento no metálico es, precisamente, el electrolito, que logramos definirlo como una sustancia que incluye iones, y que, por esta razón, actúa como un conductor eléctrico.

El electrolito incluye una sal de litio con los iones necesarios para que se produzca la reacción electroquímica

La liberación de la energía eléctrica se produce gracias a un milagro popular como reacción redox (reducción-oxidación), que es un proceso químico en el que un conjunto de electrones viaja de un elemento a otro, alterando su estado de oxidación. En nuestras baterías el cátodo es el elemento que sufre la reacción de reducción, y, por tanto, recibe electrones y reduce su oxidación. Y el ánodo es el electrodo que hace todo lo contrario, es decir, pierde electrones, y, por esta razón, se incrementa su oxidación.

Este proceso es factible debido a que el electrolito incluye una sal de litio que proporciona los iones necesarios para que la reacción electroquímica tenga lugar, con el consiguiente transporte de electrones. Lo mas singular es que el cátodo y el ánodo pueden recuperar su estado inicial durante la carga de la batería, que es lo que en los dispositivos que utilizamos hoy en dia nos acepta terminar cientos de ciclos de carga y descarga antes de que la capacidad de acumulación de energía se vea reducida drásticamente.

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En definitiva, el objetivo de una batería es transformar la energía química que incluye en energía eléctrica, y, mediante el proceso que acabamos de describir, esto es posible. Una vez que la batería se conecta a un circuito, o, lo que es lo mismo, se coloca en un equipo con una cierta demanda energética, los electrodos se comunican a través de este y se produce la corriente eléctrica, que fluye desde el ánodo al cátodo, alimentándolo. Grosso modo, y sin acceder en fragmentos mas farragosos, así es como funciona una batería estándar.

Llegados a este punto ya entendemos qué papel juega el litio en nuestras baterías, que es lo que pretendíamos. Ahora es atrayente que repasemos brevemente qué aportan estas baterías frente a las de níquel-cadmio o níquel-metal hidruro que usábamos habitualmente hasta que empezaron a extenderse las de iones de litio. Estas ultimas se cargan mas rápido, tienen una mayor densidad energética (y, por tanto, nos entregan una mayor autonomía), son menos sensibles al «efecto memoria» y son mas ligeras. Como veis, sus mejorías no están nada mal.

Las baterías de iones de litio se cargan mas veloz que sus predecesoras, tienen una mayor densidad energética, son mas ligeras y además menos sensibles al «efecto memoria»

Pero las baterías de iones de litio no son perfectas. En su «debe» tienen la oportunidad de sobrecalentarse hasta el punto de llegar a explotar si se dan unas determinadas condiciones (todos recordamos lo que sucedió no hace mucho a Samsung® con su controvertido Galaxy Note 7), soportan un numero de ciclos de carga y descarga inferior a las baterías de níquel-cadmio y parecido a las de níquel-metal hidruro, si la temperatura ambiental es muy baja su rendimiento puede reducirse hasta un 25%, y, además, su fabricación es cara, pese a que su costo se ha reducido durante los últimos años gracias a su producción masiva.

Descargabateria

Ya entendemos con cierta visibilidad como funcionan las baterías, y además qué rol practica el litio en ellas. ¿Qué pinta aqui entonces el cobalto? Muy sencillo: se maneja para incrementar sensiblemente el rendimiento del litio en las baterías, lo que hace factible dilatar la autonomía de nuestros dispositivos, que es lo que todos queremos.

De hecho, esta app del cobalto se ha comenzado a explotar de forma extensiva durante los últimos 2 o 3 años, por lo que hasta ese instante este metal era adquirido mayoritariamente a quien se encarga de su extracción, que, como observaremos mas adelante, no siempre son compañías, por las industrias que se dedican a la fabricación de aleaciones para programas industriales.

Ya que hemos llegado hasta aqui merece la pena que demos un paso hacia delante mas y nos detengamos un instante para examinar en qué elemento de la batería en particular se usa el cobalto. Partiendo de lo que ya sabemos, identificarlo es sencillo: en el electrodo positivo. El óxido de cobalto se maneja para edificar una matriz o un sustrato sobre el que se depositan unos diminutos parches de óxido de litio. De esta forma es factible sacar una capacidad de archivamiento que es casi 3 veces mayor que la de las baterías de iones de litio que no recurren al cobalto. Además, su capacidad se reduce solo un 1,8% después de terminar unos 130 ciclos de carga, lo que no esta nada mal.

Cuánto cobalto hay y dónde está

Ya hemos superado toda la carga técnica del artículo, y lo que llega ahora es mas asequible, sin embargo no por ello menos interesante. Repasemos en 1° lugar varias cifras. Según el Instituto de Desarrollo del Cobalto (CDI), una organización internacional sin ánimo de lucro que se creó en 1982 para defender la producción y el uso encargado de este metal, en torno al 60% del cobalto internacional es extraído de las minas de la República Democrática del Congo. Curiosamente, este país africano alberga además una de las mayores reservas de coltán, cobre y níquel del mundo.

Repartocobalto Fuente: Macquarie Research Report, octubre de 2017

Pero este no es el único dato interesante. El CDI además enfoca que el 45% de todo el cobalto que se extrae se maneja en la fabricación de baterías de iones de litio. Ahí es nada. La producción internacional en 2017 ascendió a 123.000 toneladas, y, de nuevo segun el CDI, el gobierno chino ha comprado durante el último año y medio 5.000 toneladas de este elemento. Es claro que a China, como el mayor productor de dispositivos electrónicos que es, le interesa mantener una reserva de cobalto apto de satisfacer sus necesidades de fabricación. Es más, el 43% del cobalto refinado se produce en este país asiático.

Todas estas cifras son fundamentales porque pueden ayudarnos a comprender la envergadura que ha adquirido el comercio del cobalto para los creadores de dispositivos electrónicos y baterías. De hecho, la obligación de sacar el suministro que exigen para mantener sus niveles de producción ha contribuido a mantener la inestabilidad que asola desde hace años no solo la región del Congo, sino además algunos de los paises fronterizos, como Ruanda, en los que hay grupos armados que además tienen interes en hacerse con el dominio de las minas de coltán, níquel y cobalto.

Así son las condiciones en las que se extrae

La extracción del cobalto, el coltán y el níquel en la República Democrática del Congo, que, como hemos visto unos párrafos mas atrás, es el mayor suministrador internacional de estos metales, se lleva a cabo casi siempre en unas circunstancias realmente lamentables. Las individuos que trabajan en las minas lo crean en unas condiciones deplorables, sin recursos, sin apenas medios, extrayéndolo descalzos y con sus propias manos… En unas condiciones de absoluta insalubridad.

El 60% del cobalto internacional se extrae de las minas de la República Democrática del Congo

Los medios de comunicacion llevan haciéndose eco muchos años de lo que esta sucediendo en esta región africana, así como de la grande inestabilidad social y política que ha provocado el interes de las corporaciones occidentales y asiáticas en el coltán y el cobalto. Algunas minas han pasado a estar controladas por grupos armados que obligan a las individuos que viven en los pueblos de la zona a trabajar en esas condiciones tan lamentables que he hablado antes.

Pero lo peor de todo es que, al parecer, muchos chicos además se ven obligados a trabajar en las minas del Congo. En 2014 Unicef denunció que la suma ascendía a unos 40.000 niños, algunos con tan solo 7 años, forzados a efectuar ese trabajo en unas condiciones que inclusive para los adultos deben ser muy difíciles de soportar.

Ninoscongo

Hace unos períodos Amnistía Internacional decidió desplazar esta acusa hacia arriba para que las industrias que al final de la cadena se permanecen con el cobalto y el coltán, que no son otras que las enormes corporaciones tecnológicas de Asia y Occidente, sintiesen esa presión y se viesen obligadas a tomar «cartas en el asunto».

Apple no tardó en reaccionar ante el cariz que empezó a tomar este enfrentamiento cuando comenzó a ser popular por la opinion pública, y hace poco mas de una semana conocimos a través de Bloomberg que los de Cupertino han determinado comprar el cobalto que usan para fabricar sus baterías directamente a los mineros. Al parecer, su finalidad es mantenerse al margen de los enfrentamientos de la zona y no recurrir a intermediarios, que son en enorme medida los encargados de la inestabilidad que azota a la región africana.

Apple ha manifestado que intenta comprar el cobalto directamente a los mineros para prescindir de los intermediarios y apoyar a atacar la inestabilidad de la zona

Otras compañías, como Samsung® o Daimler, han respondido a la acusa de Amnistía Internacional asegurando que crean todo lo que esta en su mano para buscar el origen tanto del cobalto como del coltán. Pero concluyeron sus declaraciones afirmando que la trazabilidad de estas materias primas es muy compleja debido a lo confusa que es la cadena de suministro.

Es claro que, dadas las circunstancias, esta circuntancia no mejorará si las industrias que compran estos minerales no se involucran tanto como sea imprescindible para garantizar que el cobalto, el litio, el níquel, el coltán, el manganeso y el cobre que adquieren tiene un origen lícito, y que ninguno de los eslabones de la cadena de producción se ha visto sometido a un trato inhumano o degradante.

El cobalto y el coche eléctrico

El aumento que con toda probabilidad experimentará el comercio de los vehículos eléctricos durante los próximos años, y la obligación de dotarlos de baterías que tengan la maxima autonomía posible, no hará otra cosa que someter a mas presión al comercio del cobalto. Nicolás Walewski, el consultor especializado en este ámbito de la firma Alken Asset Management, asegura que los vehículos eléctricos representarán el 20% del mercado total de automóviles en 2025.

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Cuando esto suceda será imprescindible extraer 200.000 toneladas anuales mas de cobalto que hoy en dia para satisfacer las demandas internacionales de este mineral, lo que equivale a triplicar la producción actual. Este cálculo toma como punto de partida la aprobación de que, segun Walewski, las baterías de un coche eléctrico requieren entre ocho y doce Kg de cobalto.

Las compañías con mas peso específico en este sector ya parecen estarse preparando para esta contingencia. Tesla, que, sin duda, es una de las mas mediáticas, desveló a mediados del año pasado que planea edificar a corto plazo 3 nuevas gigafactorías que se unirán a la que ya tiene en Nevada (especializada en la fabricación de baterías de iones de litio), y a las plantas de Fremont y Buffalo. Y en el futuro esta cifra, segun Elon Musk, podría incrementarse hasta lograr las 2 decenas alrededor de todo el planeta, pese a que en origen no todas serán fábricas de baterías.

Por supuesto, esta compañia norteamericano no es la unica que ya cuenta con al menos una fábrica gigantesca de baterías con la capacidad de generar mas de 1 GWh en células de iones de litio. Actualmente existen en todo el planeta más de 2 miles de megafactorías, que pertenecen a industrias como LG® Chem, Foxconn, TerraE, CATL, Northvolt o SK Innovations, entre otras.

El desarrollo técnico y científico no solo es deseable, sino que es un propósito que debemos cuidar en la medida en que puede contribuir a optimizar nuestra calidad de vida. Y además a repartir las oportunidades. Pero, como hemos demostrado a lo largo de este artículo, es crucial que estos mejoras lleguen sin dejar a nadie tirado por el camino, algo que recientemente no esta sucediendo. De lo opuesto aquello que persigue será inalcanzable, y los enfrentamientos no solo no se resolverán, sino que podrían ir a más. Confiemos en la venida de tiempos mejores.

Imágenes | Wikimedia | Pexels | Sdk16420 | Julien Harneis
Más información | Bloomberg | The Washington Post | BBC | Blogthinkbig | Benchmark Mineral Intelligence
En Xataka | Las problemáticas entrañas de las baterías: el planeta tecnologico es un enorme con los pies de litio, cobalto y níquel

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La novedad Así es el otro coltán: qué es, para qué funciona y cuál es el futuro del cobalto, el metal que hace factible que tu movil sea como es fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .


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