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Una forma más limpia y económica de fabricar metales
En el espacio de laboratorio frente a un estudio de yoga en un parque de oficinas en Natick, Massachusetts, Adam Powell sostiene un tubo de cerámica blanca brillante que, según él, es la clave para hacer que la producción de muchos metales ampliamente utilizados sea significativamente más barata y menos contaminante.
Powell es el director de tecnología de Infinium , una startup surgida de la Universidad de Boston que ha estado operando silenciosamente desde 2008 y ahora está lista para salir al mercado con sus primeros productos: los metales de tierras raras neodimio y disprosio. Estos materiales son necesarios para fabricar potentes imanes que funcionan a altas temperaturas y son importantes para los generadores que se encuentran en las turbinas eólicas y muchos motores de automóviles eléctricos.
Si bien el enfoque de Infinium se puede utilizar para producir otros metales, incluidos magnesio y aluminio, la compañía está comenzando con tierras raras porque obtienen precios mucho más altos. Su primer cliente es el gobierno de EE. UU., Que necesita metales de tierras raras para su reserva de materiales estratégicamente valiosos. El mineral de tierras raras se extrae en solo unos pocos lugares del mundo, y los altos costos y los desafíos ambientales han impedido que las empresas procesen el mineral de tierras raras para fabricar metales a nivel nacional.
El proceso de Infinium aborda una parte específica de la producción de metales: transformar minerales parcialmente procesados (óxidos metálicos) en metales. Esto se puede hacer sumergiendo los óxidos en un baño de sal fundida y haciendo pasar electricidad a través de la mezcla. Aparte de las emisiones asociadas con la generación de esa energía, este proceso en sí mismo libera gases de efecto invernadero. Uno de los electrodos suele estar hecho de carbono, que reacciona con el oxígeno formando dióxido de carbono.
El material cerámico que me mostró Powell, que está hecho de óxido de circonio, reemplaza el electrodo de carbono y elimina esas emisiones. Los investigadores han intentado reemplazar el carbono durante muchos años, pero las sales fundidas han corroído las alternativas. El avance clave de Infinium fue el desarrollo de sales fundidas alternativas que no reaccionan con el óxido de circonio, por lo que puede durar lo suficiente para ser práctico.
Este mes, Infinium está iniciando la producción con una máquina que producirá media tonelada de metales de tierras raras al año. En septiembre, Infinium comenzará a utilizar otra máquina que puede producir 10 toneladas métricas al año, lo suficiente para que la empresa sea rentable, dice Powell. Infinium también ha demostrado que el proceso funciona para aluminio, magnesio, titanio y silicio, y planea aumentar la producción de los dos primeros para 2016.
El proceso no es una panacea para los problemas ambientales asociados con la producción de metales. No aborda la contaminación de la minería y la separación de óxidos de tierras raras de otros materiales en el mineral (se están desarrollando otros procesos nuevos para abordar esos problemas; consulte La crisis de las tierras raras).
Pero para metales como el aluminio y el magnesio, dice Infinium, puede reducir los costos de procesamiento entre un 30 y un 50 por ciento. Hacer estos metales mucho más baratos podría, por un lado, transformar la fabricación de automóviles. Las piezas fabricadas con estos metales pesan mucho menos que las piezas de acero que se utilizan habitualmente en los coches, aunque son igual de resistentes. El ahorro de peso podría reducir el consumo de combustible en un 10 por ciento, según un consorcio de la industria automotriz.
A medida que la empresa aumente la producción, una pregunta clave será si sus electrodos de cerámica se mantienen durante tanto tiempo como sugieren las pruebas a menor escala de la empresa. Si la cerámica no dura, es posible que la empresa no tenga una ventaja de costos.
Encontrar una alternativa al carbono ha sido durante mucho tiempo el sueño de la industria de los metales, dice Donald Sadoway , profesor de ciencia de los materiales en el MIT que no está relacionado con la empresa. Creo que la tecnología [de Infinium] es sólida. Es real, dice. El éxito de la empresa depende de la economía, dice. A nadie le importa el diagrama de flujo del proceso. Te preocupas por los precios. Si produce un buen metal a menor costo, la gente estará interesada.