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El papel de los materiales en la energía y la sostenibilidad

 
materiales y sostenibilidad

Los materiales han jugado (y juegan) un papel muy importante en nuestra vida. Desde la denominación de las diferentes etapas históricas con el nombre de un material (Edad de Piedra, Edad del Cobre, Edad del Bronce, Edad del Hierro) hasta los nuevos materiales desarrollados en el último siglo (materiales “inteligentes”, o “smart materials”, por ejemplo) que permiten la fabricación de sensores de contaminantes, o la exploración del cuerpo humano hasta el detalle de una célula, los materiales y su evolución han contribuido al desarrollo de la sociedad actual. Todos deseamos tener un teléfono móvil de último diseño, mucho más ligero que los primeros que se comercializaron (que pesaban casi 1 kg), y con más funcionalidades y capacidad de gestión de la información. ¿Cómo es posible que un ordenador personal tenga una capacidad de memoria más de un millón de veces mayor (128 GB, Dominator® Platinum Series de Corsair) que la que tenía el primer ordenador que se fabricó (48 kB de RAM en el Apple II en 1977)?

¿Son sostenibles los materiales que componen los objetos que nos rodean?

Los objetos están hechos de materiales, algunos obtenidos directamente de los minerales extraídos de la corteza terrestre y otros sintetizados o elaborados mediante distintos procesos químicos, pero siempre procediendo de los recursos naturales. ¿Qué implicaciones ambientales tiene el uso de un cierto material en un producto determinado? ¿Cómo podemos evaluar si se trata, o no, de un producto sostenible? ¿Qué es la sostenibilidad y qué relación tiene con los materiales? ¿La fabricación de un cierto producto puede llevar a escasez de un recurso? ¿Es mejor llevar la compra en una bolsa de papel o, por el contrario, podemos seguir utilizando bolsas de plástico? Y los bocadillos, ¿debemos envolverlos en papel de periódico (como se hacía hace 40 años) o en papel de aluminio? ¿O debemos utilizar un recipiente de plástico que sea lavable y reutilizable?

La evaluación de la sostenibilidad de un producto está directamente relacionada con su ciclo de vida. Es decir, con los materiales necesarios para fabricarlo (obtenidos a partir de los recursos naturales), los procesos y la energía necesarios para fabricarlo, transportarlo y, en algunos casos, utilizarlo; y finalmente, lo que vamos a hacer con él una vez ha terminado de ser útil: reciclarlo, reutilizarlo, o reusarlo.

¿Es realmente sostenible utilizar un vehículo eléctrico en vez de otro que utiliza combustibles fósiles como la gasolina? ¿Podríamos cambiar todos los vehículos del mundo por otros eléctricos y así disminuir el consumo de combustibles fósiles?

Y hablando de energía, si los aerogeneradores existen desde la antigüedad, ¿cómo es que no se han comenzado a instalar de manera masiva para producir electricidad hasta finales del siglo XX? La eficiencia (entendida como la cantidad de energía que puede producir en un intervalo de tiempo razonable y a un precio competitivo) de un molino de viento con aspas de madera es muy inferior a la que producen los actuales generadores con palas de fibra de vidrio y con alturas muy superiores, que permiten hacer uso de vientos más fuertes que soplan a más altura. La eficiencia de un sistema está directamente relacionada con los materiales que utiliza.

¿Qué es la sostenibilidad y cómo se evalúa?

Empecemos por definir la sostenibilidad. Según el informe de la Organización de las Naciones Unidas (Brundtland Report of the World Council on Economic Development (UN), 1987), “El desarrollo sostenible es aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”. Así, la sostenibilidad de un producto debe conducir al mantenimiento de los recursos naturales sin producir ningún impacto en el medioambiente que pueda provocar el tan temido cambio climático en un futuro próximo, o la escasez de materias primas para que la sociedad pueda seguir funcionando.

Es decir, si queremos fabricar un coche, los materiales necesarios deben representar una pequeña porción de los recursos naturales, debe contaminar poco, debe usar poca energía para funcionar y una vez el coche entra en desuso, debe ser fácil desguazarlo y recuperar todos sus componentes para que vuelvan a ser usados en otro coche o reciclando los materiales de que están hechos para fabricar otros componentes distintos pero más evolucionados. Este ciclo, llamado ciclo de vida, es complejo, e involucra desde al productor de materiales hasta el usuario final, pasando por el fabricante de componentes, el transportista que lleva los componentes a la planta de ensamblaje, el distribuidor, el comercial, etc.

En consecuencia, la evaluación de la sostenibilidad de un producto requiere una gran cantidad de información que, muchas veces, no está disponible. Sin embargo, existen métodos que llevan a una respuesta reflexiva y bien investigada, que identifican las múltiples facetas (a veces contradictorias) a tener en cuenta en el desarrollo de un producto y buscan el compromiso más productivo para ayudar a la toma de decisiones. Es el caso de la metodología desarrollada por Michael Ashby (Materials and Sustainable Development, Elsevier, 2016), que permite hacer una primera aproximación a la evaluación del desarrollo sostenible de un producto mediante la secuenciación de estas etapas:

  • definición del problema
  • identificación de los grupos de interés y sus inquietudes frente al producto
  • recopilación de datos (de materiales, energía, medioambiente, legislación, economía y sociedad) relacionados con el producto
  • análisis de los datos y de su impacto en los llamados tres capitales (natural, productivo-financiero y humano-social)
  • la reflexión sobre las posibles alternativas

Esta metodología no conduce a respuestas “correctas”, pero es un paso adelante hacia el diseño sostenible y la economía circular.

Mercè Segarra

Investigadora en nuevos materiales y profesora del Máster en Energías Renovables y Sostenibilidad Energética de UNIBA.

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