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Elemento tecnológico crítico

Un elemento tecnológico crítico ( TCE ) es un elemento químico que es fundamental para las tecnologías modernas y emergentes , [1] [2] [3] , lo que resulta en 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 energéticos críticos, [4] y elementos de seguridad . [9]

Muchas aplicaciones de ingeniería avanzada , 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 EE. UU . (DOE) creó el Instituto de Materiales Críticos (CMI) para abordar el problema. [10] En 2015, la Acción Europea COST TD1407 creó una red de científicos que trabajan y están interesados ​​en las ECT, desde una perspectiva ambiental hasta las posibles amenazas para la salud humana. [11]

Un estudio estimó pérdidas de 61 metales para ayudar al desarrollo de estrategias de economía circular , lo que demuestra que los períodos de uso de metales críticos para la tecnología, a menudo escasos, son cortos. [12] [13]

Lista de elementos tecnológicos críticos

El conjunto de elementos que habitualmente se consideran ECT varía según la fuente, pero suele incluir:

Diecisiete elementos de tierras raras

Los seis elementos del grupo del platino.

Doce elementos variados

Aplicaciones de elementos críticos para la tecnología.

Las ECT 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 ECT. En particular, las ECT se utilizan en la creación de redes de datos de dispositivos inteligentes vinculados al Internet de las cosas (IoT) y la automatización . [14]

Consideraciones ambientales

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

La limpieza del suelo y la deforestación que conlleva la minería pueden afectar 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 otras sustancias químicas 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 desde el suelo a la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO 2 ). [15]

Ver también

Referencias

  1. ^ abc Departamento de Energía de Estados Unidos. Estrategia de Materiales Críticos . Washington, DC: Departamento de Energía de Estados Unidos.
  2. ^ "Elementos tecnológicos críticos y su relevancia para el Fondo para el Medio Ambiente Mundial" (PDF) . Consultado el 10 de julio de 2022 .
  3. ^ Maldita sea, Duc Huy; Filella, Montserrat; Omanović, Dario (1 de noviembre de 2021). "Elementos tecnológicos críticos: un recurso vital y emergente que requiere una investigación más profunda". Archivos de Contaminación y Toxicología Ambiental . 81 (4): 517–520. Código Bib : 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 energéticos críticos: 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. ^ Instituto Resnick (2011). Materiales críticos para aplicaciones de energía sostenible (PDF) . Pasadena, CA: Instituto Resnick de Ciencias de la Energía Sostenible.
  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. ^ Partemore, C. (2011). Elementos de Seguridad. Mitigar los riesgos de la dependencia estadounidense de minerales críticos . Centro para la Seguridad de Nueva América.
  10. ^ Turner, Roger (21 de junio de 2019). "Un enfoque estratégico para los elementos de tierras raras a medida que aumentan las tensiones comerciales globales". www.greentechmedia.com .
  11. ^ ab Cobelo-García, A.; Filella, M.; Croot, P.; Frazzoli, C.; Du Laing, G.; Ospina-Álvarez, N.; Rauch, S.; Salaún, P.; Schäfer, J. (2015). "Acción COST TD1407: red sobre elementos críticos para la tecnología (AVISO), desde procesos ambientales hasta amenazas a la salud humana". Reinar. Ciencia. Contaminación. Res . 22 (19): 15188–15194. Código Bib : 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, Alejandro; Helbig, Christoph; Loubet, Philippe; Beylot, Antoine; Müller, Stephanie; Villeneuve, Jacques; Laratte, Bertrand; Thorenz, Andrea; Tuma, Axel; Sonnemann, Guido (19 de mayo de 2022). «Pérdidas y vidas útiles de los metales en la economía» (PDF) . Sostenibilidad de la Naturaleza . 5 (8): 717–726. Código Bib : 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 tecnología y el FMAM, un documento consultivo del STAP . Washington, DC.: Panel Asesor Científico y Técnico del Fondo para el Medio Ambiente Mundial.
  15. ^ ab Ali, S.; Katima, J. (2020). Elementos tecnológicos críticos y su relevancia para el Fondo para el Medio Ambiente Mundial . Washington, DC.: Panel Asesor Científico y Técnico del Fondo para el Medio Ambiente Mundial.