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Cuando la computadora o el teléfono que estás usando ahora parpadea su último parpadeo y lo dejas para reciclar, ¿sabes qué sucede?
En el centro de reciclaje, los poderosos imanes sacarán el acero. Los tambores giratorios arrojarán aluminio a los contenedores. Los cables de cobre se inclinarán perfectamente para reventa. Pero a medida que la cinta transportadora sigue rodando, se dejarán pequeñas motas de materiales valiosos y menos conocidos como Gallium, Indium y Tantalum.
Esas pequeñas motas son materiales críticos. Son esenciales para construir nuevas tecnologías, y son escasos en los EE. UU. Se pueden reutilizar, pero hay un problema: los métodos de reciclaje actuales hacen que la recuperación de minerales críticos de los desechos electrónicos sea demasiado costoso o peligroso, por lo que muchos recicladores simplemente los omiten.
Lamentablemente, la mayoría de estos materiales difíciles de reciclar terminan enterrados en vertederos o se mezclan en productos como el cemento. Pero no tiene que ser así. La nueva tecnología está comenzando a marcar la diferencia.
A medida que la demanda de estos materiales críticos sigue creciendo, la electrónica descartada puede convertirse en recursos valiosos. Mis colegas y yo en la Universidad de West Virginia estamos desarrollando una nueva tecnología para cambiar la forma en que reciclamos. En lugar de usar productos químicos tóxicos, nuestro enfoque utiliza electricidad, haciéndolo más seguro, más limpio y más asequible para recuperar materiales críticos de la electrónica.
¿De cuántos desechos electrónicos estamos hablando?
Los estadounidenses generaron alrededor de 2,7 millones de toneladas de desechos electrónicos en 2018, según los últimos datos federales. Incluyendo Electrónica no contada, una encuesta realizada por las Naciones Unidas sugiere que Estados Unidos recicla solo alrededor del 15% de su desechos electrónicos totales.
Peor aún, casi la mitad de la electrónica que las personas en América del Norte enviaron a los centros de reciclaje terminan enviados al extranjero. A menudo aterrizan en Scappyards, donde los trabajadores pueden usar métodos peligrosos como la quema o la lixiviación utilizando productos químicos fuertes para sacar metales valiosos. Estas prácticas pueden dañar tanto el medio ambiente como la salud de los trabajadores. Es por eso que la Agencia de Protección Ambiental restringe estos métodos en los EE. UU.
Las pequeñas motas importantes
Los minerales críticos están en la mayor parte de la tecnología a su alrededor. Cada pantalla del teléfono tiene una capa súper delgada de un material llamado óxido de estaño de indio. LED brilla debido a un metal llamado galio. Tantalum almacena energía en pequeñas piezas electrónicas llamadas condensadores.
Todos estos materiales se marcan como “alto riesgo” en la lista de materiales críticos del Departamento de Energía de los Estados Unidos. Eso significa que Estados Unidos depende en gran medida de estos materiales para tecnologías importantes, pero su oferta podría ser fácilmente interrumpida por conflictos, disputas comerciales o escasez.
En este momento, solo unos pocos países, incluida China, controlan la mayor parte de la minería, el procesamiento y la recuperación de estos materiales, lo que hace que Estados Unidos sea vulnerable si esos países deciden limitar las exportaciones o aumentar los precios.
Estos materiales tampoco son baratos. Por ejemplo, el Servicio Geológico de los Estados Unidos informa que Gallium tenía un precio de entre US $ 220 a $ 500 por kilogramo en 2024. Eso es 50 veces más caro que los metales comunes como el cobre, a $ 9.48 por kilogramo en 2024.
Revolucionar el reciclaje con microondas
En el Departamento de Ingeniería Mecánica, Material y Aeroespacial de la Universidad de West Virginia, el científico de I y Materiales Edward Sabolsky hizo una pregunta simple: ¿Podríamos encontrar una manera de calentar solo partes específicas de los desechos electrónicos para recuperar estos valiosos materiales?
Si pudiéramos centrar el calor en las pequeñas motas de minerales críticos, podríamos reciclarlas de manera fácil y eficiente.
La solución que encontramos: microondas.
Este equipo no es muy diferente de los hornos de microondas que usa para calentar la comida en casa, solo más grande y más potente. La ciencia básica es la misma: las ondas electromagnéticas hacen que los electrones oscilen, creando calor.
Sin embargo, en nuestro enfoque, no estamos calentando moléculas de agua como usted cuando se cocina. En cambio, calentamos el carbono, el residuo negro que se acumula alrededor de una llama de vela o tubo de escape del automóvil. El carbono se calienta mucho más rápido en un microondas que el agua. Pero no intentes esto en casa; El microondas de su cocina no estaba diseñado para temperaturas tan altas.
En nuestro método de reciclaje, primero destrozamos los desechos electrónicos, lo mezclamos con materiales llamados flujos que atrapan las impurezas y luego calentamos la mezcla con microondas. Las microondas calientan rápidamente el carbono que proviene de los plásticos y los adhesivos en los desechos electrónicos. Esto hace que el carbono reaccione con las pequeñas motas de materiales críticos. El resultado: una pequeña pieza de metal puro en forma de esponja del tamaño de un grano de arroz.
Este metal se puede separar fácilmente de los residuos sobrantes usando filtros.
Hasta ahora, en nuestras pruebas de laboratorio, hemos recuperado con éxito alrededor del 80% del galio, el indio y el tantalio de los desechos electrónicos, en purezas entre 95% y 97%. También hemos demostrado cómo se puede integrar con los procesos de reciclaje existentes.
Por qué el Departamento de Defensa está interesado
Nuestra tecnología de reciclaje comenzó con la ayuda de un programa financiado por la agencia de proyectos de investigación avanzados del Departamento de Defensa, o DARPA.
Muchas tecnologías importantes, desde sistemas de radar hasta reactores nucleares, dependen de estos materiales especiales. Si bien el Departamento de Defensa utiliza menos que el mercado comercial, son una preocupación de seguridad nacional.
Estamos planeando lanzar proyectos piloto más grandes junto para probar el método en las placas de circuitos de teléfonos inteligentes, las piezas de iluminación LED y las tarjetas de servidor de los centros de datos. Estas pruebas nos ayudarán a ajustar el diseño para un sistema más grande que puede reciclar toneladas de desechos electrónicos por hora en lugar de solo unas pocas libras. Eso podría significar producir hasta 50 libras de estos minerales críticos por hora de cada tonelada de desechos electrónicos procesados.
Si la tecnología funciona como se esperaba, creemos que este enfoque podría ayudar a satisfacer la demanda de materiales críticos de la nación.
Cómo hacer que el reciclaje de desechos electrónicos sea común
Una forma en que el reciclaje de desechos electrónicos podría ser más común es si el Congreso sostenía a las compañías electrónicas responsables de reciclar sus productos y recuperar los materiales críticos en el interior. Cerrar lagunas que permiten a las empresas enviar desechos electrónicos en el extranjero, en lugar de procesarlo de manera segura en los EE. UU., También podría ayudar a construir una reserva de minerales críticos recuperados.
Pero el mayor cambio puede provenir de la economía simple. Una vez que la tecnología está disponible para recuperar estas pequeñas pero valiosas motas de materiales críticos de manera rápida y asequible, Estados Unidos puede transformar el reciclaje nacional y dar un gran paso para resolver su escasez de materiales críticos.
Proporcionado por la conversación
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Cita: los minerales críticos no pertenecen a los vertederos. Microwave Tech ofrece una forma más limpia de recuperarlos de E-Waste (2025, 28 de mayo) Recuperado el 28 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-critical-minerals-dont-landfills-microwave.html
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