Los residuos electrónicos son una mina de oro sin explotar que espera ser aprovechada

¿Y si pudieras convertir los desechos en oro literal? Pues, un equipo de investigación de Cornell ha encontrado una manera de hacerlo. 

La investigación más reciente, que fue publicada en Nature Communications en los últimos días de 2024, presentó una técnica para extraer metales preciosos de los residuos electrónicos. El oro recuperado se utilizó como catalizador para convertir CO2 en materiales orgánicos.

El método recién desarrollado muestra un gran potencial para cambiar el panorama de los residuos electrónicos al ofrecer un uso verde y viable de los mismos. Pero antes de entrar en cómo los investigadores están convirtiendo los residuos electrónicos en oro, echemos un vistazo a la situación de los desechos electrónicos y a la cantidad que existe. 

El rápido aumento de los residuos electrónicos tóxicos

Los residuos electrónicos o e-waste se refieren a productos electrónicos que no funcionan, que están acercándose al final de su ‘vida útil,’ o que simplemente no se desean. Básicamente son los electrónicos desechados. 

Curiosamente, no solo los electrónicos que han dejado de funcionar entran en la categoría de e-waste. Incluso los dispositivos electrónicos usados que se van a reutilizar, revender, reacondicionar o reciclar se consideran e-waste.

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) clasifica los e-waste en diez categorías — grandes electrodomésticos, pequeños electrodomésticos, equipos de TI, electrónica de consumo, lámparas y luminarias, juguetes, herramientas, dispositivos médicos, instrumentos de monitoreo y dispensadores automáticos.

En la era actual de avance tecnológico, que está dando lugar a productos más sofisticados e innovadores, la definición de e-waste probablemente seguirá ampliándose.

Por ahora, desde tus teléfonos inteligentes, computadoras, calefactores y ventiladores hasta impresoras, sillas de masaje, controles remotos, cintas de correr, relojes inteligentes, monitores de corazón, cables y fuentes de alimentación, todos entran bajo la categoría de residuos electrónicos.

Todos estos residuos electrónicos, según el Global E-waste Monitor (GEM) de la ONU, están aumentando cinco veces más rápido de lo que se están reciclando.

En 2022, se generaron 62 millones de toneladas de e-waste a nivel mundial, mientras que no siquiera una cuarta parte de él ha sido registrado como adecuadamente recolectado y reciclado. La generación de 62 millones de toneladas equivale al peso de 107,000 de los aviones de pasajeros más grandes y pesados del mundo.

En cuanto a categorías, los dispositivos pequeños como cigarrillos electrónicos, juguetes, microondas y aspiradoras representaron el 33% del e-waste, de los cuales solo el 12% se recicla. La categoría de equipos de TI y telecomunicaciones pequeños, que incluye tus teléfonos, portátiles, routers y dispositivos GPS, representó 4.6 millones de toneladas de e-waste, de los cuales solo el 22% se recicla.

La tasa de recolección y reutilización es en realidad la más alta para clases de equipos de gran tamaño como monitores y equipos de intercambio de temperatura.

Según el informe, el peso estimado de los metales incrustados en el e-waste en 2022 fue de 31 millones de toneladas, junto con 17 millones de toneladas de plásticos y 14 millones de toneladas de otros materiales como vidrio y minerales.

En cuanto a los metales incrustados en el e-waste, su valor total fue de $91 mil millones, lo que incluye $19 mil millones en cobre, $15 mil millones en oro y $16 mil millones en hierro.

La generación anual de e-waste mundial, según el informe, está aumentando actualmente en 2.6 millones de toneladas al año, lo que la sitúa en camino de alcanzar 82 millones de toneladas para finales de esta década. Se espera que la masa prevista de paneles fotovoltaicos retirados aumente cuatro veces para 2030.

Aunque el informe predice un aumento sustancial del e-waste, también pronostica una caída en la tasa de reciclaje al 20% para 2030, frente al 22.3% registrado en 2022.

Esta caída se espera debido a la creciente diferencia entre los esfuerzos de reciclaje y el alarmante aumento de la generación de e-waste a nivel mundial. El informe destacó mayor consumo, la creciente electronificación de la sociedad, avances tecnológicos, deficiencias de diseño, opciones limitadas de reparación e infraestructura insuficiente para la gestión de e-waste.

Sin embargo, si los países pudieran aumentar la tasa de recolección y reciclaje del e-waste al 60% en los próximos cinco años, sus beneficios superarían los costos en más de $38 mil millones.

Ese número, sin embargo, no parece una posibilidad dado que la implementación de la legislación sobre e-waste “sigue siendo un desafío real a nivel mundial.” Como señaló el informe, la lenta tasa de reciclaje probablemente se deba al hecho de que solo 46 países tienen objetivos de tasa de recolección, y aún menos tienen objetivos de tasa de reciclaje.

Además, aunque 81 países tenían legislación sobre e-waste en 2023, esto no representó un gran crecimiento respecto a los números (78) registrados cuatro años antes. 

No solo está aumentando la cantidad de residuos electrónicos, como hemos mencionado, sino que también son extremadamente tóxicos. Aproximadamente el 70% de los desechos tóxicos en los vertederos son en realidad e-waste.

Esto se debe a que la mayoría de los electrónicos contienen alguna forma de materiales tóxicos, incluidos mercurio, plomo, cadmio y berilio. Todos estos materiales representan graves riesgos para nuestro medio ambiente. 

Al igual que otros desechos, el e-waste no se limita solo a los vertederos. Cuando el e-waste se envía a los vertederos, se disuelve en trazas microscópicas y permea allí, eventualmente filtrándose al suelo, de donde los rastros de materiales tóxicos aparecen en el agua subterránea. Luego, continúa hacia el agua dulce en el área circundante.

Así que, si no se recicla adecuadamente, el e-waste puede convertirse en una amenaza tanto para el medio ambiente como para nuestra salud. El reciclaje mediante actividades inadecuadas como el vertido en tierra o cuerpos de agua, la quema abierta, el relleno con residuos regulares, el desmantelamiento manual y otras, también libera sustancias químicas tóxicas, a las que los niños y las mujeres embarazadas son particularmente vulnerables.

Haga clic aquí para aprender cómo funciona la eliminación de celdas de batería defectuosas.

Convertir los residuos electrónicos en oro y lograr la sostenibilidad

Ahora, con tanto e-waste acumulándose, que, como vimos, contiene mucho oro, los investigadores están intentando matar dos pájaros de un tiro. 

El oro (Au) es un metal precioso que posee varias cualidades que lo hacen extremadamente valioso. Este metal amarillo es altamente maleable y muy duradero. El oro se encuentra en la naturaleza en forma comparativamente pura, y tiene muchos usos, incluidos en la tecnología. El metal amarillo se utiliza en teléfonos inteligentes, computadoras y equipos médicos porque no se corroe y es el mejor conductor de electricidad. 

En medicina, las nanopartículas de oro mejoran los diagnósticos y entregan tratamientos dirigidos, y su biocompatibilidad las convierte en un gran elemento para herramientas quirúrgicas e implantes. Además de su uso en la industria aeroespacial y productos decorativos como joyería, el oro es una forma muy popular de proteger la riqueza. 

Durante siglos, los inversores han recurrido a este metal como un activo refugio seguro durante crisis, incertidumbre económica e inestabilidad política. Incluso los bancos centrales poseen oro como una forma de estabilizar sus monedas fiduciarias.

Al momento de escribir, el oro vale $2,664 por onza, a solo un 4.5% de su pico de $2,790 alcanzado a finales de oct. 2024.

Este recurso natural tan codiciado, sin embargo, se extrae mediante un proceso lento, complejo y costoso que consume tiempo, energía y requiere sacrificios medioambientales. Para minimizar su impacto ambiental, el reciclaje de oro ha surgido como una alternativa sostenible, con alrededor del 25% del oro mundial ahora reciclado.

En medio de este cambio hacia un enfoque más sostenible, los electrónicos defectuosos, como señala el estudio, “representan un valioso reservorio para la recuperación de oro.”

Con los amplios casos de uso del oro, la creciente demanda y el reciclado de oro ganando tracción debido a que los consumidores se vuelven más ecológicamente conscientes, ahora se necesita contar con métodos innovadores para recuperar metales preciosos de los e-waste.

El reciclaje de oro utiliza técnicas avanzadas donde el oro se separa de otros materiales mediante procesos químicos. Esto es lo que ayuda a lograr la pureza del oro reciclado.

Tradicionalmente, se utilizan químicos agresivos para recuperar oro de los e-waste, que se estima contienen aproximadamente 10 veces más oro que lo que se puede extraer de una tonelada de mineral. Estos químicos agresivos incluyen cianuro, un químico altamente tóxico que plantea graves riesgos medioambientales. 

El equipo liderado por investigadores de la Universidad de Cornell en colaboración con investigadores alemanes desarrolló un método que no usa químicos peligrosos, sino que emplea adsorción química para recuperar oro de los residuos electrónicos. 

Los investigadores sintetizaron dos marcos orgánicos covalentes (VCOFs) ligeros y fáciles de fabricar, basados en tetrazina y vinculados a vinilo, para extraer iones y partículas de oro de las placas de circuito de dispositivos electrónicos desechados. Además de adsorber partículas de oro, estos VCOFs que tienen altas respuestas fotocorrientes y bajos band gaps también catalizan la carboxilación de alquinos terminales. 

Los marcos orgánicos covalentes (COFs) son materiales cristalinos porosos que tienen varios usos potenciales, incluidos el almacenamiento de energía y la detección química. El equipo fabricó un par de VCOFs usando como base tetrafeniletileno (TPE) y tetratifulvaleno (TTF).

Según el estudio, la capacidad de adsorción acuosa de Au(III) del TTF-COF es de 2440 mg g–1, mientras que la del Au(III) del TPE-COF es de 1639 mg g–1. 

Así, los resultados obtenidos por el equipo fueron espectaculares, con uno de los VCOFs capturando selectivamente hasta el 99.9% del oro de los dispositivos. Otros metales como níquel (Ni) y cobre (Cu) representaron muy poca parte del material recuperado, solo un 5% y 2%, respectivamente.

La razón detrás de la superior absorción de oro del TTF-COF es que el compuesto es rico en azufre. Y el azufre juega un papel clave en la formación de depósitos de oro. 

Por lo tanto, tiene sentido que los compuestos organosulfuros mostraran una tan alta capacidad de adsorción. Pero eso no es todo. El TTF-COF también puede soportar hasta 16 lavados y reutilizaciones perdiendo poco de su eficiencia de adsorción.

Hablando de la selectividad del método, Abbaspourrad señaló que otros métodos de recuperación de oro no son selectivos. Por lo tanto, resultan en impurezas. Sin embargo, dado la gran cantidad de metales preciosos utilizados en los dispositivos electrónicos, “poder recuperarlos de una manera donde se pueda capturar selectivamente el metal que se desea – en este caso, oro – es muy importante.”

Sin embargo, este no es el final de lo que el método recién creado puede lograr. Los COFs cargados de objetivo pueden luego ser utilizados para convertir los e-waste en un “catalizador valioso para una transformación orgánica verde útil”.

La conversión de dióxido de carbono en materia orgánica se logró bajo la presión ambiente de CO2 a 122 grados Fahrenheit o 50 grados Celsius mediante carboxilación.

“Al transformar CO2 en materiales de valor añadido, no solo reducimos la demanda de eliminación de residuos, sino que también ofrecemos beneficios tanto ambientales como prácticos. Es una especie de ganar‑ganar para el medio ambiente.”

– Autor principal Amin Zadehnazari, investigador postdoctoral en el laboratorio del autor correspondiente Alireza Abbaspourrad, profesor del Departamento de Ciencia de los Alimentos, Colegio de Ciencias Agrícolas y de la Vida, Universidad Cornell

Empresas involucradas en la gestión de residuos electrónicos

Ahora, echemos un vistazo a algunos nombres notables en la gestión y reciclaje de residuos electrónicos que están contribuyendo a los esfuerzos de sostenibilidad ambiental.

1. LKQ Corporation

Esta es un proveedor líder de piezas alternativas y especializadas para reparar automóviles y otros vehículos. También está involucrada en el reciclaje de piezas y materiales automotrices, contribuyendo a la gestión de residuos electrónicos. Actualmente, LKQ es el jugador dominante en la distribución de piezas de colisión del mercado de accesorios en Norteamérica.

Con una capitalización de mercado de 9,48 mil millones de dólares, las acciones de LKQ Corp. cotizan actualmente a 36,49 $, con una caída del 0,71 % en lo que va del año (YTD). Tiene un EPS (TTM) de 2,70 y un P/E (TTM) de 13,52. La empresa tiene un rendimiento de dividendos del 3,29 %, lo que la hace muy atractiva para quienes buscan acciones que generen ingresos pasivos sólidos.

Para el tercer trimestre de 2024, LKQ Corp. reportó ingresos de 3,6 mil millones de dólares, lo que representó un aumento del 0,5 %, mientras que su ingreso neto ajustado fue de 230 millones de dólares. La compañía terminó el trimestre con 661 millones de dólares en flujo de caja libre y devolvió 200 millones de dólares a los accionistas mediante 79 millones de dólares en dividendos en efectivo e invirtió 125 millones de dólares en recompras de acciones.

Durante este período, la junta también autorizó un aumento de 1 mil millones de dólares en el programa de recompra de acciones, elevándolo a 4,5 mil millones de dólares, lo que mejora aún más la capacidad de la empresa para devolver aún más valor.

2. Republic Services

Este proveedor de servicios medioambientales ofrece recolección, reciclaje y eliminación de residuos sólidos no peligrosos. Para el negocio de reciclaje de electrónica, bombillas y baterías, ofrece kits de devolución por correo separados y garantiza un manejo responsable borrando los datos “siete veces” antes de desechar el equipo.

Con una capitalización de mercado de 64,5 mil millones de dólares, las acciones de Republic Services (RSG ) cotizan actualmente a 205 $, con un aumento del 2,1 % YTD. Tiene un EPS (TTM) de 6,25 y un P/E (TTM) de 32,48. La empresa tiene un rendimiento de dividendos del 1,13 %.

Para el tercer trimestre de 2024, Republic Services reportó un aumento de ingresos del 6,5 %, mientras que el ingreso neto fue de 565,7 millones de dólares. El flujo de efectivo de operaciones YTD fue de 2,9 mil millones de dólares, mientras que el efectivo devuelto a los accionistas durante este período fue de 834,3 millones de dólares, incluyendo 329,5 millones de dólares invertidos en recompras de acciones y 504,8 millones de dólares en dividendos pagados.

“Nuestro sólido desempeño durante el tercer trimestre es el resultado directo de la ejecución de nuestras prioridades estratégicas.”

– CEO Jon Vander Ark

3. Waste Connections

Esta empresa de servicios de residuos sólidos brinda servicios de recolección, transferencia, eliminación y reciclaje de residuos. Según el sitio web oficial de Waste Connections (WCN ), acepta residuos electrónicos como televisores y monitores de computadora. Su enfoque está en un futuro más limpio y verde al desviar materiales potencialmente peligrosos de los vertederos.

Con una capitalización de mercado de 45 mil millones de dólares, las acciones de Waste Connections cotizan actualmente a 174,38 $, con un aumento del 1,37 % YTD. Tiene un EPS (TTM) de 3,64 y un P/E (TTM) de 47,42. La empresa tiene un rendimiento de dividendos del 0,73 %.

Para el tercer trimestre de 2024, Waste Connections reportó resultados “mejores de lo esperado” que mostraron 2,338 mil millones de dólares en ingresos, un aumento del 13,3 % interanual. El ingreso neto de la compañía fue de 308 millones de dólares, un 17,3 % más que el año anterior, mientras que el dividendo trimestral regular se incrementó un 10,5 %. Su flujo de efectivo neto de actividades operativas YTD fue de 1,660 mil millones de dólares, mientras que el flujo de caja libre ajustado fue de 1,044 mil millones de dólares.

Conclusión

La creciente digitalización y, a su vez, el aumento del consumo de electrónica están provocando un rápido aumento del e-waste. El lanzamiento frecuente de nuevos modelos, las bajas tasas de reciclaje, los ciclos de innovación cortos y la reducción del tiempo de vida promedio de los productos electrónicos son los factores que contribuyen a este problema. 

Sin embargo, la investigación más reciente de la Universidad Cornell está convirtiendo el e-waste en una oportunidad masiva al presentar un método innovador, fácil de fabricar. Al transformar el e-waste en un recurso sostenible, esta investigación ofrece el doble beneficio: recuperar un activo de alto valor, es decir, oro, y mitigar los peligros ambientales no solo del e-waste sino también de la minería de oro. 

Estudios como este son extremadamente importantes en la era actual, donde el consumismo y el avance tecnológico están aumentando a una escala sin precedentes, ofreciéndonos un camino hacia un futuro donde los desechos no son un problema sino un recurso que simplemente está esperando ser aprovechado!

Haga clic aquí para aprender cómo el procesamiento de e-waste puede aliviar la escasez de metales críticos.