Esta placa de circuito de disco duro contiene condensadores de tántalo de montaje en la superficie naranja, utilizada para almacenar energía en dispositivos electrónicos compactos. Crédito: Terence Musho/West Virginia University
Es posible que no haya oído hablar de Tantalum, pero es probable que esté sosteniendo algunos en este momento. Es un componente esencial en nuestros teléfonos celulares y computadoras portátiles, y actualmente, no hay sustituto efectivo. Incluso si planea reciclar sus dispositivos después de que mueran, es probable que el tantalio en el interior termine en un vertedero o enviado al extranjero, que se pierde para siempre.
Como investigador centrado en la recuperación de materiales críticos, he pasado años cavando a través de los desechos electrónicos, sin verlo como basura, sino como una mina urbana llena de materiales valiosos como Tantalum.
Por qué es importante Tantalum
Tantalum es un metal raro y resistente al calor vital para condensadores electrónicos. Estos condensadores son dispositivos pequeños que almacenan y liberan energía de manera eficiente en casi todos los dispositivos electrónicos que use. Aproximadamente el 24% de todos los tantalum producidos a nivel mundial termina en condensadores que se encuentran en aplicaciones sensibles al espacio y de alta gama, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, dispositivos médicos e incluso electrónica aeroespacial, donde el 80% de los condensadores de tantalo se fabrican como factor de forma de superficie. Sin tantalum, muchas de nuestras tecnologías esenciales simplemente no funcionarían de manera tan efectiva.
Sin embargo, este metal indispensable tiene un precio considerable. En 2024, Tantalum costó US $ 170 US por kilogramo, mucho más caro que los metales comunes como el cobre, con un precio de aproximadamente $ 9.50 por kilogramo. A pesar de este alto valor, el reciclaje de Tantalum sigue siendo sorprendentemente ineficiente. Los métodos de reciclaje tradicionales generalmente ignoran los condensadores de tántalo porque la extracción de pequeñas cantidades es intensiva en energía, costosa y ambientalmente riesgosa.
El costo oculto de ignorar los desechos electrónicos
La realidad de los desechos electrónicos es preocupante. Solo en 2022, el mundo produjo más de 62 millones de toneladas métricas de electrónica descartada. Gran parte de este desecho electrónico se descarta en vertederos o se envía en el extranjero, donde los métodos de reciclaje inseguros, como las placas de circuito de quema o los metales químicamente eliminados, representan riesgos para la salud y riesgos ambientales.
Con materiales críticos como Tantalum marcados como “de alto riesgo” debido a su escasez y limitaciones geopolíticas, descuidar su recuperación exacerba vulnerabilidades económicas y estratégicas. Estados Unidos depende en gran medida de las importaciones de tantalio de países como China, y las interrupciones de la oferta pueden afectar significativamente a las industrias que van desde la electrónica de consumo hasta la tecnología de defensa.
Un nuevo enfoque de reciclaje alimentado por microondas
En la Universidad de West Virginia, en el Departamento de Ingeniería Mecánica, Materiales e Aeroespaciales, mi equipo y yo nos propusimos responder una pregunta simple: ¿Podríamos desarrollar un método más limpio, más seguro y rentable para reciclar tantalum de condensadores descartados?
La solución resultó ser microondas. Estas microondas son similares a las utilizadas en su cocina, pero más potentes y controladas con precisión. Así es como funciona nuestro proceso:
Primero, trituramos condensadores de tántalo descartados y mezclamos el polvo resultante con material a base de carbono. El carbono, a diferencia del agua, absorbe las microondas rápidamente, lo que nos permite enfocar el calentamiento intenso y dirigido directamente en las partículas de tantalio. A medida que las microondas calientan selectivamente el carbono, desencadenan una reacción llamada “reducción carbotérmica”.
Este proceso transforma los compuestos de tántalo en carburo de tantón puro, una forma fácilmente recuperable con niveles de pureza notables, superiores al 97%, como demostramos en nuestro reciente estudio publicado en Scientific Reports.
El uso de microondas elimina los tratamientos químicos duros y reduce drásticamente el consumo de energía en comparación con los métodos tradicionales. Además, minimiza significativamente los subproductos de desechos dañinos.
Desde el éxito del laboratorio hasta el impacto de la industria
Si bien las pruebas iniciales demostraron nuestro enfoque efectivo, el siguiente paso crucial es escalar este método más allá del laboratorio. Actualmente, estamos trabajando en proyectos piloto que involucran lotes más grandes de desechos electrónicos, como placas de circuitos de teléfonos inteligentes y equipos de servidor desde centros de datos para validar la escalabilidad de la tecnología.
Nuestro financiamiento inicial provino del programa de reciclaje de DARPA en el programa Pour of Disposal (RPOD), lo que refleja la importancia estratégica que los militares estadounidenses colocan en el reciclaje doméstico de materiales críticos. Con la seguridad nacional vinculada estrechamente a la tecnología y la independencia de los recursos, el reciclaje eficiente de tantalum podría ser fundamental no solo económicamente sino también estratégicamente.
Un futuro sostenible: beneficios económicos y ambientales
Entonces, ¿cómo hacemos realidad el reciclaje generalizado de Tantalum y otros metales críticos? Una parte importante de la respuesta radica en la economía. Cuando las instalaciones de reciclaje se dan cuenta de que pueden recuperar de manera rentable los metales por valor de cientos de dólares por kilogramo utilizando tecnologías asequibles y ecológicas, los incentivos se vuelven irresistibles.
Esta historia es parte del diálogo de Science X, donde los investigadores pueden informar los resultados de sus artículos de investigación publicados. Visite esta página para obtener información sobre el diálogo de Science X y cómo participar.
Más información: Ansan Pokharel et al, reciclaje asistido por microondas de tantalio y manganeso de condensadores de tantalio al final de la vida, informes científicos (2025). Doi: 10.1038/s41598-025-96574-7
Terence Musho, PE, Ph.D., es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica, Materiales e Aeroespacial de la Universidad de West Virginia. Obtuvo su doctorado en ciencias de los materiales de la Universidad de Vanderbilt, especializándose en modelos de materiales de los primeros principios. Su investigación actual se centra en el desarrollo de métodos pirometalúrgicos mejorados por microondas para recuperar materiales críticos de los desechos electrónicos. Su trabajo tiene como objetivo transformar la industria de reciclaje a través de tecnologías escalables y eficientes en energía que apoyan la minería urbana y una economía circular más sostenible.
Cita: convertir la basura en tesoro: cómo las microondas están revolucionando el reciclaje de desechos electrónicos (2025, 9 de junio) recuperado el 9 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-tresh-tresure-microwaves-revolucioning-recycling.html
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