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Elemento crítico de la tecnología

Un elemento crítico de tecnología ( TCE ) es un elemento químico que es crítico para las tecnologías modernas y emergentes , [1] [2] [3] lo que ha provocado un aumento sorprendente en su uso. [1] [4] [5] [6] Términos similares incluyen elementos críticos , [7] materiales críticos , [1] materias primas críticas , [5] [8] elementos críticos para la energía [4] y elementos de seguridad . [9]

Muchas aplicaciones avanzadas de ingeniería , como la producción de energía limpia, las comunicaciones y la informática, utilizan tecnologías emergentes que utilizan numerosos elementos químicos. [4] En 2013, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) creó el Instituto de Materiales Críticos (CMI) para abordar la cuestión. [10] En 2015, la Acción COST europea TD1407 creó una red de científicos que trabajan e interesan en las ECT, desde una perspectiva medioambiental hasta las posibles amenazas a la salud humana. [11]

Un estudio estimó las pérdidas de 61 metales para ayudar al desarrollo de estrategias de economía circular , mostrando que los períodos de uso de metales a menudo escasos y tecnológicamente críticos son cortos. [12] [13]

Lista de elementos críticos para la tecnología

El conjunto de elementos que suelen considerarse ECT varía según la fuente, pero normalmente incluyen:

Diecisiete elementos de tierras raras

Los seis elementos del grupo del platino

Doce elementos variados

Elementos como el oxígeno , el silicio y el aluminio (entre otros) también son vitales para la electrónica, pero no están incluidos en estas listas debido a su gran abundancia.

Aplicaciones de elementos críticos para la tecnología

Los TCE tienen una variedad de aplicaciones de ingeniería en campos como el almacenamiento de energía , la electrónica, las telecomunicaciones y el transporte. [14] Estos elementos se utilizan en teléfonos celulares, baterías , paneles solares , motores eléctricos y cables de fibra óptica . Las tecnologías emergentes también incorporan TCE. En particular, los TCE se utilizan en la red de datos de dispositivos inteligentes vinculados a la Internet de las cosas (IoT) y la automatización . [14]

Consideraciones medioambientales

La extracción y el procesamiento de las ECT pueden causar efectos ambientales adversos. La dependencia de las ECT y de metales esenciales como el cobalto puede generar el riesgo de la “maldición verde”, o el uso de ciertos metales en tecnologías verdes cuya extracción puede ser perjudicial para el medio ambiente. [15]

La tala de suelos y la deforestación que conlleva la minería pueden afectar a la biodiversidad circundante a través de la degradación de la tierra y la pérdida de hábitat. El drenaje ácido de las minas puede matar la vida acuática circundante y dañar los ecosistemas. Las actividades mineras y la lixiviación de ECT pueden plantear riesgos importantes para la salud humana. Las aguas residuales producidas por el procesamiento de ECT pueden contaminar las aguas subterráneas y los arroyos. El polvo tóxico que contiene concentraciones de metales y otros productos químicos puede liberarse al aire y a los cuerpos de agua circundantes.

La deforestación causada por la minería da como resultado la liberación del carbono almacenado en el suelo a la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO 2 ). [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Departamento de Energía de Estados Unidos. Estrategia de materiales críticos . Washington, DC: Departamento de Energía de Estados Unidos.
  2. ^ "Elementos críticos de la tecnología y su relevancia para el Fondo para el Medio Ambiente Mundial" (PDF) . Consultado el 10 de julio de 2022 .
  3. ^ Dang, Duc Huy; Filella, Montserrat; Omanović, Dario (1 de noviembre de 2021). «Elementos críticos para la tecnología: un recurso emergente y vital que requiere una investigación más profunda». Archivos de contaminación ambiental y toxicología . 81 (4): 517–520. Bibcode :2021ArECT..81..517D. doi : 10.1007/s00244-021-00892-6 . ISSN  1432-0703. PMID  34655300. S2CID  238995249.
  4. ^ abc APS (Sociedad Estadounidense de Física) y MRS (Sociedad de Investigación de Materiales) (2011). Elementos críticos para la energía: cómo asegurar materiales para tecnologías emergentes (PDF) . Washington, DC: APS.
  5. ^ ab Comisión Europea (2010). Materias primas críticas para la UE. Informe del Grupo de trabajo ad hoc sobre la definición de materias primas críticas .
  6. ^ Resnick Institute (2011). Materiales críticos para aplicaciones de energía sostenible (PDF) . Pasadena, CA: Resnick Institute for Sustainable Energy Science. Archivado desde el original (PDF) el 2018-01-14 . Consultado el 2019-02-14 .
  7. ^ Gunn, G. (2014). Manual de metales críticos . Wiley.
  8. ^ Comisión Europea (2014). Informe sobre materias primas críticas para la UE. Informe del Grupo de trabajo ad hoc sobre la definición de materias primas críticas . Comisión Europea.
  9. ^ Parthemore, C. (2011). Elementos de seguridad. Mitigación de los riesgos de la dependencia estadounidense de minerales críticos . Centro para la Nueva Seguridad Estadounidense.
  10. ^ Turner, Roger (21 de junio de 2019). "Un enfoque estratégico para los elementos de tierras raras en un contexto de tensiones comerciales globales". www.greentechmedia.com .
  11. ^ ab Cobelo-García, A.; Filella, M.; Croot, P.; Frazzoli, C.; Du Laing, G.; Ospina-Alvarez, N.; Rauch, S.; Salaun, P.; Schäfer, J. (2015). "COST action TD1407: network on technology-critical elements (NOTICE)—from environmental processes to human health threats" (Acción COST TD1407: red sobre elementos críticos para la tecnología (NOTICE)—desde los procesos ambientales hasta las amenazas a la salud humana). Environ. Sci. Pollut. Res . 22 (19): 15188–15194. Bibcode :2015ESPR...2215188C. doi :10.1007/s11356-015-5221-0. PMC 4592495 . PMID  26286804.   Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0.
  12. ^ "Un nuevo estudio de evaluación del ciclo de vida muestra que la vida útil de los metales críticos para la tecnología es corta". Universidad de Bayreuth . Consultado el 23 de junio de 2022 .
  13. ^ Charpentier Poncelet, Alexandre; Helbig, Christoph; Loubet, Philippe; Beylot, Antoine; Muller, Stéphanie; Villeneuve, Jacques; Laratte, Bertrand; Thorenz, Andrea; Tuma, Axel; Sonnemann, Guido (19 de mayo de 2022). "Pérdidas y tiempos de vida de los metales en la economía" (PDF) . Nature Sustainability . 5 (8): 717–726. Bibcode :2022NatSu...5..717C. doi :10.1038/s41893-022-00895-8. ISSN  2398-9629. S2CID  248894322.
  14. ^ ab Ali, S.; Katima, J. (2020). Elementos críticos de la tecnología y el FMAM, un documento consultivo del STAP . Washington, DC.: Grupo de asesoramiento científico y técnico del Fondo para el Medio Ambiente Mundial.
  15. ^ ab Ali, S.; Katima, J. (2020). Elementos críticos de la tecnología y su relevancia para el Fondo para el Medio Ambiente Mundial . Washington, DC.: Grupo Asesor Científico y Técnico del Fondo para el Medio Ambiente Mundial.