El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre, pero no existe en su forma pura en la naturaleza. El mineral de bauxita primero debe extraerse, luego se extrae la alúmina de la bauxita y luego la alúmina se funde en aluminio.
La alúmina es óxido de aluminio (Al2O3). Su dureza, resistencia y resistencia a la corrosión lo hacen valioso como recubrimiento sobre vidrio, cerámica y el propio aluminio.
Si bien el aluminio a menudo se alaba como un producto altamente reciclable y amigable con el medio ambiente, el proceso de creación de aluminio, desde la minería hasta la fabricación, puede ser destructivo para el medio ambiente, altamente contaminante y con un alto nivel de carbono. Hay maneras de mitigar esos impactos, pero se necesita hacer más.
Minería y extracción de alúmina
Dada la abundancia de aluminio en la corteza terrestre, las operaciones mineras se encuentran en muchos lugares del mundo. La alúmina se extrae de la bauxita, una roca sedimentaria que se extrae a cielo abierto de minas a cielo abierto. Cinco de las 10 minas de bauxita más grandes del mundo están en Australia, con las otras cinco en Brasil y la República de Guinea.
La bauxita extraída en los Estados Unidos se utiliza en la fracturación hidráulica (fracking) de petróleo y gas. En todo el mundo, la extracción de bauxita se ubica cada vez más en tierras de propiedad indígena, con poca participación de los propios terratenientes tradicionales, desplazándolos de sus tierras ancestrales.
La mayoría de las minas de bauxita están ubicadas en zonas tropicales o subtropicales, regiones con un alto grado de biodiversidad. La operación consiste en la tala de bosques y la remoción de la capa superior del suelo, que tienen impactos ambientales tan diversos como la pérdida de humedad y precipitaciones, la compactación y cambios en la composición química del suelo, la erosión y las inundaciones, así como las pérdidas más evidentes de hábitats y la reducción de la biodiversidad de la región. .
La tala de bosques (normalmente mediante la quema) libera a la atmósfera carbono secuestrado durante mucho tiempo. Las operaciones de minería de bauxita liberan aproximadamente 1,4 megatones de dióxido de carbono a la atmósfera cada año, el equivalente a 3,200 millones de millas recorridas en un automóvil de pasajeros promedio.
Extracción de alúmina
Para extraer la alúmina del mineral de bauxita, la bauxita se tritura y se cuece en soda cáustica y se precipita el hidrato de alúmina. El hidrato de alúmina separado luego se cocina a 2,000 grados F para expulsar el agua, dejando cristales de alúmina anhidra, el material del que está hecho el aluminio. Lo que queda es «barro rojo», una mezcla tóxica de agua y productos químicos que se produce a un ritmo aproximado de 120 millones de toneladas al año. El lodo se mantiene a menudo en estanques, que se han filtrado con resultados desastrosos.
En 2010, se rompió un depósito de lodo rojo en Hungría, lo que condujo a 1 millón de metros cuadrados de lodo altamente alcalino que fluyó hacia las vías fluviales e inundó las tierras agrícolas. Seis años después, las concentraciones de mercurio aún se encontraban en niveles excesivos en la región circundante. Otros residuos ecotóxicos en el lodo rojo incluyen fluoruro, bario, berilio, cobre, níquel y selenio.
Cómo se fabrica el aluminio
El aluminio se fabrica haciendo pasar electricidad a través de un recipiente de reducción lleno de cristales de alúmina disueltos. Básicamente, cada libra de aluminio está hecha de aproximadamente dos libras de alúmina.
Se necesita mucha energía para romper el enlace entre el aluminio y el oxígeno, unos 15 kilovatios-hora por kilogramo (2,2 libras) de aluminio. Por eso se construyeron las grandes represas del valle de Tennessee y el río Columbia: para generar electricidad para hacer aluminio para aviones. Cuando esa electricidad se volvió demasiado valiosa porque se necesitaba para enfriar e iluminar edificios, la industria de fundición de aluminio siguió la energía hidroeléctrica barata a Canadá, Islandia y Noruega. Hoy, sin embargo, China es responsable de la producción del 56% del aluminio mundial.
La producción de aluminio también crea una gran cantidad de dióxido de carbono, ya que el oxígeno que se desprende cuando se separa del aluminio se combina con el carbono de los electrodos. En general, el proceso de fundición de aluminio provoca el 2 % de las emisiones de carbono del mundo, en gran parte debido al uso generalizado del carbón para generar electricidad, especialmente en China, donde más del 80 % de su producción de aluminio depende del carbón.
Una evaluación del ciclo de vida de todo el proceso de producción de aluminio, desde la minería hasta la fabricación, encuentra que la fundición es el paso de mayor impacto ambiental en el proceso de producción de aluminio, lo que contribuye a la ecotoxicidad, la toxicidad humana, el cambio climático y la acidificación.
mitigación
La utilidad del aluminio como metal fuerte, liviano y resistente a la corrosión significa que la demanda no va a desaparecer en el corto plazo. Es urgente encontrar formas de reducir su impacto ambiental, dado su papel tanto en la pérdida de biodiversidad como en el calentamiento global. Se debe tomar una variedad de enfoques simultáneamente.
reciclaje
El reciclaje de aluminio es una de las pocas formas de reciclaje comercialmente exitosas, y el reciclaje de aluminio requiere diez veces menos energía que la producción de aluminio nuevo. Pero la demanda de aluminio supera con creces la oferta de aluminio reciclado, por lo que el reciclaje no es una panacea y los esfuerzos de reciclaje solo pueden contribuir hasta cierto punto.
El aluminio se puede reciclar indefinidamente y el 71% del aluminio de los productos comerciales se recicla, pero solo aproximadamente un tercio de toda la producción de aluminio proviene de material reciclado. Incluso si el 100 % del aluminio ya se reciclara en el mercado, la mayor parte de la producción de aluminio aún requeriría la extracción de bauxita, la extracción de alúmina y la fundición de aluminio.
Energia limpia
Dado que el consumo de electricidad en la fundición de aluminio es el principal contribuyente a sus impactos ambientales, cambiar a fuentes de electricidad más limpias puede desempeñar un papel importante en la reducción del costo ambiental total de la producción de aluminio.
La fundición implica grandes cantidades de calor, reacciones químicas y electrólisis para separar el oxígeno del aluminio en la alúmina. La electrólisis también se utiliza para producir hidrógeno verde a partir de fuentes renovables de electricidad. A medida que la industria emergente del hidrógeno verde crece en escala, aplicar el mismo proceso para fundir aluminio puede reducir los efectos del cambio climático y otros impactos.
Por supuesto, la forma de energía más limpia es la energía que no se utiliza en primer lugar, y los esfuerzos para aumentar la eficiencia energética de los procesos de extracción y fundición han reducido los niveles de emisiones en el ciclo de vida del aluminio.
restauración del hábitat
En países donde las operaciones de extracción de bauxita están sujetas a la presión pública y la regulación gubernamental, como Australia, los esfuerzos de restauración del hábitat se han llevado a cabo con un éxito moderado. En cambio, la minería en otras partes del mundo, como Brasil o Indonesia, deja un paisaje radicalmente diferente y degradado.
Muchas empresas mineras han hecho promesas de «pérdida neta cero», compensando las pérdidas de biodiversidad de las operaciones mineras con proyectos de restauración en otros lugares, mientras que las políticas gubernamentales que exigen compensaciones de biodiversidad han aumentado en la última década. Sin embargo, al igual que con las compensaciones de carbono, los esfuerzos principales deben estar dirigidos a evitar los impactos en primer lugar y, en segundo lugar, a reducirlos; de lo contrario, una compensación se convierte simplemente en una «licencia para desechar».
