Desde hace décadas sabemos que tenemos que dejar de quemar petróleo, gas y carbón para, por lo menos, desacelerar el calentamiento global. Una de las estrategias para hacerlo es transitar hacia fuentes no convencionales de energías renovables, como la solar o la eólica, y la electrificación del transporte y la industria. Es la idea de la transición energética: un mundo descarbonizado, pero en marcha gracias a las energías limpias.
Este proceso enfrenta una encrucijada. Las baterías que usan los autos eléctricos, los poderosos imanes que mueven las turbinas eólicas o las celdas fotovoltaicas de los paneles solares, entre otras, están hechas de una diversidad de materiales mucho más amplia que la que requieren las tecnologías de combustión. En este sentido, la transición energética necesita además de la inversión de abundantes recursos por parte de las economías del mundo, la extracción masiva de nuevos y diversos minerales de la tierra.
Pesquisa Javeriana conversó con ingenieros, geólogos, economistas y abogados para intentar ilustrar la complejidad de la transición energética de cara al dilema de la necesaria extracción de más minerales de la tierra para poder reemplazar el uso de combustibles fósiles. También conversamos sobre el lugar de Colombia en este desafío.
¿De qué están hechas las tecnologías de la transición energética?
Una batería eléctrica —como las que utilizan los autos eléctricos o las unidades de producción de energía solar para almacenar la energía recolectada durante el día y poderla usar en la noche— está hecha de litio, cobalto, níquel, manganeso, cobre y grafito, entre otros.
En la naturaleza, “estos elementos químicos se organizan en estructuras cristalinas dando origen a los minerales, y estos a su vez, según determinados procesos geológicos, forman las rocas”, explica Juan David Rodríguez, geólogo de exploración de la Universidad Nacional de Colombia. Un mismo elemento químico puede hallarse en distintos minerales y estos últimos en distintos tipos de rocas. “Por este motivo, algunos como el cobre pueden tener varias fuentes”, explica Rodríguez.
Parece obvio, pero no hay que olvidarlo: casi todas las tecnologías humanas —como la pantalla en la que está leyendo, el edificio o el vehículo en el que se encuentra— están hechas de una diversidad inmensa de rocas y minerales. La minería es, precisamente, la actividad de extraer estos materiales de la tierra y procesarlos para obtener los elementos químicos útiles para la industria.
La cuestión es que, además de elementos químicos más conocidos como el litio o el cobre, las tecnologías de la transición energética necesitan de otros menos comunes. Por ejemplo, las turbinas de los molinos eólicos están hechas de generadores compuestos por imanes de neodimio, también conocidos como imanes permanentes, los cuales “logran mantener su campo magnético por extensos periodos de tiempo sin una fuerte externa de energía”, explica Andrés Ignacio Rodríguez, profesor de geociencias de la Universidad de los Andes. “Dependiendo de la dirección en que uno los coloca pueden atraer con fuerza otros metales o imanes y así generar energías a partir de fuentes eólicas o hidráulicas”.
Esto es posible gracias a la estructura química del neodimio, que, al combinarlo con otros elementos como el hierro o el boro, produce una aleación sumamente magnética. No sólo se usan en los generadores, sino también en los motores de los autos eléctricos, o en diversos componentes de los computadores y celulares.
El neodimio es un elemento químico que hace parte de un grupo del periodo 6 de la tabla periódica, llamado lantánidos. En su totalidad, los lantánidos son 15 elementos, que sumados al escandio —muy utilizado en la industria aeroespacial— y al itrio —clave para mejorar la resistencia y dureza de los metales— forman el conjunto de las llamadas ‘tierras raras’. Se llaman así porque los minerales en los que se encuentran estos elementos suelen ser difíciles de encontrar en forma pura, y porque su extracción y procesamiento es complicado y costoso.
Minerales y más minerales
Aunque en sentido estricto estamos hablando de elementos químicos, “cuando ingresamos en el campo de la economía se usa de manera indeterminada y ambigua el término ‘mineral’ para referirse a los elementos químicos”, comenta Juan David Rodríguez. Y es que la expresión “minerales estratégicos y tierras raras” se encuentra cada vez más en los medios. Muchos análisis indican que el ajedrez geopolítico alrededor de Ucrania o las tensiones entre Estados Unidos y China tienen que ver con este tema —pues el país asiático actualmente controla el 70% del mercado de las tierras raras—.
No es una imprecisión exclusiva de periodistas. La Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés) también usa la expresión “minerales y tierras raras” para referirse a estos nuevos elementos químicos cada vez más apetecidos por la industria mundial. Según la IEA, el giro hacia las tecnologías de energía limpia en el mundo supondrá un aumento de la demanda de cobre y tierras raras en un 40%, un 70% en la de níquel y cobalto, y hasta un 90% en la de litio, durante las próximas dos décadas.
“La electrificación energética implica incrementar en varios órdenes de magnitud la producción de todos estos minerales”, explica Armando Sarmiento, economista, experto en hidrosistemas y profesor del Departamento de Ecología y Territorio de la Universidad Javeriana. “Estamos cambiando un mal por otro”, afirma José Reinaldo Vuelvas, doctor en ingeniería y director de la Maestría en Energía y Sostenibilidad de la misma universidad. “En lugar de quemar combustibles, ahora debemos hacer minería intensiva de otros recursos para poder hacer ese reemplazo energético”.
Transición energética, cuesta arriba
Así como sabemos que el uso de combustibles fósiles contribuye al calentamiento global, también sabemos que la minería intensiva puede tener grandes impactos ambientales. Para el ingeniero Vuelvas, esto, más que una realidad pesimista, constituye un reto. “Debemos desplegar todo el conjunto tecnológico que tenemos y evaluar qué alternativas nos permiten una solución con el mejor balance ambiental”, dice.
Es enfático: la solución no es simple, “se trata de un paquete de elementos para encontrar la sostenibilidad y el equilibrio”. Afirma que el impacto es inevitable, pero que “hay que intentar impactar lo menos posible”.
El camino va cuesta arriba. El profesor Sarmiento señala que “transición energética” es una expresión incompleta y que el nombre completo debería ser “transición hacia una economía con bajo consumo de combustibles fósiles”. “Mucha gente piensa que la transición energética es sólo reemplazar la generación de electricidad que hacemos a través de combustibles fósiles por tecnologías limpias”, dice, refiriéndose precisamente a los vehículos eléctricos y a las fuentes no convencionales de energía renovable para generación eléctrica de consumo residencial y urbano, principalmente.
“Pero esto sólo representa el 30% del consumo de combustibles, el 70% es el que se utiliza en la industria y en el transporte de carga”, explica Sarmiento. “¿Cómo se hace el concreto o el acero? No se hace con electricidad, para eso se usa gas natural o carbón”. Lo mismo sucede con el transporte de carga, es decir, todavía no existen barcos, tractomulas o aviones 100% eléctricos que tengan la fuerza suficiente para mover toneladas de peso. “Sustituir el uso de estos combustibles es lo más difícil”, explica.
Además, “cuando uno mira las estadísticas a nivel mundial, realmente no está ocurriendo una transición energética, sino una adición”, según el profesor Vuelvas, “la demanda de energía aumenta más rápido que la oferta”. Y añade: “no puedo suprimir la matriz que ya tengo basada en combustibles, sino que debo sumar la otra, la de las renovables, para dar satisfacción a la demanda”.
La respuesta a esta encrucijada la conocemos también desde hace mucho: necesitamos un cambio cultural. “Hay que concientizarnos de que es indispensable hacer un uso racional de los recursos y de la energía. Es el sobreconsumo lo que exige a la industria desarrollar más productos, más servicios, más soluciones, más energía”, continúa Vuelvas. “Si realmente queremos transitar debemos tener motivaciones políticas fuertes y reducir nuestro consumo”.
Colombia: primeros pinitos en minerales estratégicos
La Agencia Nacional de Minería (ANM) del Gobierno de Colombia determinó, mediante la Resolución 1006 del 30 de noviembre de 2023, una nueva lista de minerales estratégicos para el país, luego de 11 años de la expedición de una primera lista durante el primer gobierno de Juan Manuel Santos. La lista tiene 17 ítems y también se refiere tanto a minerales como a elementos químicos de manera indeterminada.
“Para Colombia un mineral estratégico es aquel que se encuentra disponible para el abastecimiento de la demanda interna actual o futura, asociada a los desarrollos industriales requeridos para soportar una transición energética gradual hacia fuentes de generación de energías limpias”, dice la ANM en un comunicado de prensa sobre la expedición de la Resolución. El comunicado también se refiere a estos minerales como fundamentales para la reindustrialización, la infraestructura y el desarrollo agrícola.
Los minerales estratégicos definidos por el Gobierno Colombiano son: cobre, níquel, zinc, metales del grupo platino, hierro, manganeso, carbón metalúrgico, fosfatos, minerales de magnesio, bauxita y demás minerales de aluminio, oro, esmeraldas, materiales de construcción, arenas silíceas, caliza, yeso y cromo. Con esta Resolución, el Gobierno prioriza su investigación y exploración geocientífica para evaluar su explotación y aprovechamiento para el desarrollo del país.
“Hay muchas formaciones geológicas en nuestro país en las que podemos encontrar este tipo de minerales”, explica el profesor Andrés Rodríguez. “Pero todavía se tienen que hacer los estudios económicos para ver si los proyectos de extracción pueden o no ser viables”, explica. Que el mineral esté no significa que su extracción sea técnica o económicamente viable. “En Colombia estamos en una fase muy exploratoria todavía sobre este tipo de minerales”.
Esto sin considerar el factor socioambiental. Además de la factibilidad técnica y económica, también son necesarias valoraciones legales, ambientales y sociales. Sobre todo en un país como Colombia, que además de ser el segundo país más biodiverso del mundo, goza también de una amplia diversidad social y cultural. En nuestro país, por ejemplo “es prohibido desarrollar actividades mineras en Reservas Forestales Protectoras, Áreas Protegidas del Sistema de Parques Nacionales Naturales o páramos”, explica Juan David Rodríguez.
Finalmente, sobre la implementación de tecnologías de transición energética en el país, la profesora Claudia Lorena Esquivel, abogada, doctora en Ciencias en el área de Sistemas de Potencia y profesora de la Universidad Javeriana de Cali, dice que “no basta con diversificar la matriz energética, debemos pensar en tener eficiencia energética”. En Colombia, según el Ministerio de Minas y Energía, aproximadamente el 3% de la población —unas 500.000 personas— no tiene acceso continuo al sistema de energía.
“Por eso al concepto de transición energética hay que ponerle un apellido: justa”. Esto quiere decir que, además de hacer el reemplazo tecnológico, es necesario tener en cuenta la justa distribución de estas nuevas fuentes de energía, el reconocimiento de las poblaciones más afectadas por la falta de acceso a la energía eléctrica y la participación en la toma de decisiones al respecto.
