La revolución del grafeno ¿Peligro para el cobre?

Es difícil describir todo lo que se puede hacer con el grafeno. Considerado el material del siglo XXI, para el mundo científico una de sus principales cualidades es su alto nivel conductivo, tan bueno o mejor que el del cobre. Esto ha significado que la Unión Europea y países como Corea del Sur inviertan millones en la investigación y desarrollo de este material, que en el largo plazo podría desplazar al principal metal que se extrae en Chile.

Por América Rodríguez A.

Los asistentes a la London Metal Exchange Week, una de las convenciones mineras más importantes del mundo, llevaban cuatro días de reuniones y seminarios cuando la noche del 5 de octubre de 2010 recibieron la noticia: los miembros de la Fundación Nobel en Estocolmo premiaban a los científicos de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov, a quienes entregaban el Nobel de Física por los avances logrados en la aislación de moléculas de carbono para crear grafeno. El anuncio podría haber pasado desapercibido si no hubiese sido por una frase del comunicado de prensa de la entidad que llamó la atención de varios de los asistentes a la LME Week: “Como conductor de la electricidad funciona tan bien como el cobre”.

Con cautela, los que habían escuchado de este material, de antemano buscaron información al respecto para entender los verdaderos alcances que puede tener su desarrollo futuro para la industria del cobre. Pocos sabían en ese entonces lo que era el grafeno, ni menos que los científicos habían logrado alcanzar un revolucionario método para sintetizar y estabilizar este material bidimensional formado por carbono puro. Hasta ese momento, su existencia se mantenía en teoría, pues las pruebas químicas que se habían realizado no lograban dar estabilidad suficiente a la sustancia, lo que hacía poco factible su uso como conductor eléctrico en futuros desarrollos comerciales.

Material multiuso

Flexibilidad, transparencia, dureza, resistencia y elasticidad. Éstas son sólo algunas características del grafeno, sustancia de carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal, lo que le da una propiedad bidimensional. Éstas fueron las propiedades que Geim y Novoselov -científicos de la Universidad de Manchester- lograron con la fórmula para sintetizar el material.

En poco tiempo, el alcance de su investigación sirvió para que decenas de universidades, centros de investigación y empresas tecnológicas, iniciaran proyectos con el fin de encontrar nuevos usos para el material (ver infografía).

Leonardo Suárez, director de Estudios de LarrainVial, ha seguido de cerca los pasos de estas investigaciones. “El desarrollo tecnológico es demasiado incipiente, pero se están investigando muchas aplicaciones del material”, explica el economista.

Hasta 2010 no se había logrado producir grandes cantidades de grafeno y se había estado consiguiendo a partir del grafito o bien de la quema de carbón, porque no existía la tecnología para obtenerlo de otra forma. Pero tras los descubrimientos, eso ha ido cambiando ya que, debido a que es una sustancia compuesta de carbono -el pilar básico de la química orgánica- se está logrando obtener grafeno de sustancias tan variadas como el azúcar.

Afortunadamente, es el área tecnológica -que también usa cobre, pero en menor escala- donde más se ha buscado potenciarlo. Empresas como IBM se han dedicado a investigar la integración de este material a sus circuitos, logrando en 2011 un chip de alta velocidad más delgado, que revolucionaría la industria de las TI, especialmente para los productores de smartphones y televisores.

Todo esto sirvió para fomentar el interés de invertir en investigación por parte de la Unión Europea, que creó un fondo de US$ 1.350 millones para el Proyecto Grafeno, que buscará sacar de los laboratorios los avances en esta materia para aplicarlos en un horizonte de 10 años. Por su parte, Corea del Sur ha invertido US$ 350 millones en iniciativas comerciales, y el Reino Unido en forma independiente ha hecho lo mismo, destinando US$ 75 millones.

“El desarrollo tecnológico en torno al grafeno ha ido principalmente por el lado de los nanotubos, y especialmente en ver cómo interactúa con otras sustancias químicas”, explica Suárez. “Pero respecto a las investigaciones que se están haciendo relacionadas a las propiedades conductivas de este material que pudieran reemplazar al cobre, se ha avanzado poco. Esto no quiere decir que en 15 ó 20 años más no veamos avances significativos al respecto”, advierte. Hoy, la conducción eléctrica es el principal mercado del metal rojo.

¿Peligro para el cobre?

Los ánimos entre los productores de cobre durante la LME Week de 2010 eran optimistas. La razón era sencilla: el déficit entre la oferta y la demanda global de cobre para el periodo 2011 a 2015 apuntaba a una mantención en los buenos precios del mineral.

Pero el anuncio de la Fundación Nobel hizo que de todas formas se encendieran las primeras alertas. ¿Podrá este material amenazar la estabilidad y buen momento que está viviendo el cobre? Los análisis sobre su potencial no se hicieron esperar, pero a juicio de Eugenio Cantuarias, senior manager de la consultora Ernst & Young, “actualmente no existirían mayores investigaciones de empresas en torno al uso del grafeno como conductor. Ahora vemos que, a la escala en que se usa, el cobre sigue siendo el mejor material porque es bueno, bonito y barato”.

Suárez agrega que las pocas investigaciones que se están haciendo en torno a esta conductividad se han topado con un problema no menor: su resistencia frente al paso de la energía. “Pero esto no impide que en el futuro sí se logre manejar”, dice el economista. Casi el 80% de la demanda global de cobre se destina a usos eléctricos, por lo que cualquiera podría pensar que una vez que se logre controlar el problema de la resistencia del grafeno, los días del cobre estarían contados, pero a esto Suárez replica que “hay materiales que cumplen mejor la función de conducción que el cobre, como el oro y la plata, pero son muy caros como para utilizarlos para este fin. Algo similar pasa con el grafeno, ya que aún es muy caro producirlo”.

Respecto a la demanda, Cantuarias estima que es posible que los interesados estén observando cómo se desarrollan los avances en investigación, lo que determinará los precios futuros que alcance la producción del material. “La amenaza de los sustitutos se ve cuando el precio de producirlos resulta más conveniente. Si en un caso hipotético la producción de grafeno alcanzara los US$ 5 la libra, podemos ver que está lejos de poder sustituir al cobre”.

Para ambos expertos, aunque hoy la industria no debería estar preocupada por el grafeno -al que muchos llaman el material del futuro-, siempre hay que estar atentos a su crecimiento y funciones. Suárez da como ejemplo lo sucedido con el salitre, donde su versión sintética tardó más de dos décadas en entrar al mercado. “Aunque fue inventado a principios del siglo XX, no fue hasta la Gran Depresión y la II Guerra Mundial que el salitre sintético reemplazó al salitre que se extraía en Chile. En este caso, fueron cerca de 30 años, pero también vemos que los cambios tecnológicos están llegando cada vez más rápido”, dice el economista. “No creo que el grafeno sea una amenaza en el corto ni mediano plazo, porque al parecer las investigaciones lo están llevando por otro camino, uno más bien ligado a la tecnología, y no por la conducción eléctrica”, remata Suárez.

Es difícil describir todo lo que se puede hacer con el grafeno. Considerado el material del siglo XXI, para el mundo científico una de sus principales cualidades es su alto nivel conductivo, tan bueno o mejor que el del cobre. Esto ha significado que la Unión Europea y países como Corea del Sur inviertan millones en la investigación y desarrollo de este material, que en el largo plazo podría desplazar al principal metal que se extrae en Chile.

Pero el grafeno no sólo podría ser una amenaza para el cobre. El potencial del material podría afectar también a otros elementos como al aluminio, el plástico o el silicio, material básico para la creación de chips. Ambos coinciden en que los múltiples usos que se le atribuyen hasta hoy al cobre han servido para garantizar su posición en el mercado. Más allá de su uso conductivo, sus propiedades antibacterianas han servido para llegar a nuevos mercados, como el de hospitales e incluso el mercado textil.

“Otro ejemplo que podemos tomar es que antes un auto de 2 toneladas usaba 20 kilos de cobre. Ahora un auto híbrido consume 40 kilos”, dice el economista de LarrainVial. Cantuarias plantea la necesidad de seguir invirtiendo en investigación, innovación y desarrollo, para así encontrar otros usos para el metal rojo. “El grafeno se está desarrollando a una velocidad mayor de la que está teniendo la investigación en nuevas aplicaciones del cobre. Esto debemos balancearlo”.

Como conclusión, los consultados advierten que frente a las múltiples investigaciones paralelas en torno al grafeno, su uso aún se mantiene en estado teórico o de prototipo, lo que hace casi imposible medir el impacto financiero que podría tener en la industria minera. Aun así, dichos avances no pueden ser desestimados y, como siempre, la industria debe estar preparada ante cualquier cambio, sentencian.

Consultoria: El grafeno y su posible impacto en la industria minera


Consultor: Abel Gutarra

Fuente: http://www.quepasamineria.cl/