La próxima frontera de los materiales para baterías de vehículos eléctricos: el fondo del océano

Jul 03, 2023

Las empresas mineras están haciendo todo lo posible para obtener las materias primas necesarias para las baterías de los vehículos eléctricos, incluso a kilómetros de profundidad bajo la superficie del océano.

Están compitiendo para aprovechar estas reservas del fondo marino, cerrando acuerdos, desarrollando procesos y equipos mineros y esforzándose por ser ecológicos.

Mientras tanto, los grupos ambientalistas quieren frenar la carrera hasta que se sepa más sobre el impacto en esta área de la Tierra en gran parte intacta. Varios fabricantes de automóviles se han sumado a una moratoria sobre el abastecimiento de metales procedentes de la minería del fondo marino.

Vastos campos de rocas que contienen altas concentraciones de níquel, cobalto, cobre y manganeso necesarios para las baterías de los vehículos eléctricos cubren lo que se conoce como las llanuras abisales. Según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el área constituye el 70 por ciento del fondo del océano y está ubicada a profundidades de más de 10,000 pies. Es el hábitat más grande de la Tierra.

Las rocas del tamaño de guijarros a patatas que recubren el lecho marino, llamadas nódulos polimetálicos, contienen muchísimo más níquel y cobalto que las reservas terrestres. La minería terrestre de estos materiales se ve afectada por la dependencia de China, el impacto ambiental y el uso de trabajo infantil en África.

Hay 274 millones de toneladas métricas de níquel en un área de 1,7 millones de millas cuadradas del Océano Pacífico conocida como Zona Clarion-Clipperton, según un informe de Nature de 2020 basado en datos del Servicio Geológico de EE. UU. El USGS dijo que eso se compara con 95 millones de toneladas métricas de reservas terrestres conocidas existentes. Hay 44 millones de toneladas métricas de cobalto en el fondo marino, frente a 7,5 millones en tierra.

La aceleración de las ventas de vehículos eléctricos y la creciente demanda de materiales para baterías han desencadenado una fiebre del oro submarina. Las empresas mineras están desarrollando tecnologías como aspiradoras del tamaño de un tractor y robots autónomos para recolectar nódulos polimetálicos.

Obtener toneladas de rocas a 2 millas o más bajo la superficie del mar puede parecer un proceso complejo y costoso, pero "gran parte del equipo propuesto está tomado directamente del manual de petróleo y gas marino", dijo Ed Freeman, editor en jefe de Ocean News & Tecnología, dijo Automotive News.

Es difícil comparar la economía del fondo marino con la minería terrestre porque hay muchas variables, dijo Frik Els, editor de Mining.com. La minería en los fondos marinos aún no se ha llevado a cabo a gran escala, afirmó.

Una ventaja esperada es que el proceso incluye cargar mineral en barcos. Esto ahorra pasos en la cadena de suministro. El cobalto, por ejemplo, se extrae en la República Democrática del Congo y luego se envía a Sudáfrica, desde donde se envía a China para su procesamiento. Luego, el metal va a fábricas de baterías en Europa y Estados Unidos.

"Si la mina está a 1.000 millas del puerto más cercano, hay que transportar millones de toneladas por ferrocarril", afirma Els. "Si estás en el mar, simplemente lo dejas caer en la bodega y se lo llevas a los clientes".

La mayoría de las empresas tienen como objetivo la zona Clarion-Clipperton, ubicada entre México y Hawaii. Su proximidad al mercado norteamericano y su ubicación "en aguas amigas" la hacen atractiva, afirmó Els.

La supervisión de esta bonanza potencial es la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos, establecida en 1994 en virtud de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar de 1982. Incluye casi 200 países miembros. La autoridad administra un área de aproximadamente la mitad del tamaño de los océanos del mundo y desde 2001 ha otorgado 19 permisos de exploración a una variedad de compañías internacionales.

Está desarrollando un código de minería que describe "regulaciones para regir la explotación de recursos minerales" en el fondo marino. Mientras tanto, las empresas mineras y los grupos ambientalistas se están preparando para un enfrentamiento.

Mientras las empresas mineras desarrollan equipos, realizan pruebas y trabajan con investigadores oceánicos para evaluar las implicaciones ambientales, otras están reuniendo oposición. El año pasado, el Fondo Mundial para la Naturaleza pidió una moratoria sobre la minería del fondo marino para permitir una evaluación de si se puede hacer sin dañar el océano.

BMW, Volkswagen, Volvo, Google y Samsung firmaron la moratoria y se comprometieron a no abastecerse de minerales del fondo marino. Otros grupos, como Greenpeace y Pew Charitable Trusts, han pedido que se detenga la minería de los fondos marinos hasta que se comprenda el impacto ambiental. Las naciones insulares del Pacífico, Fiji, Samoa y Vanuatu, han expresado su oposición a la minería de los fondos marinos, y Chile pidió una pausa de 15 años para estudiar el impacto.

Pero hay partes que apoyan activamente la minería de los fondos marinos debido a su potencial económico. La Autoridad de Minerales de los Fondos Marinos de las Islas Cook otorgó este año tres permisos de exploración a empresas mineras. La nación insular del Pacífico de Nauru planea solicitar a la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos que permita la extracción comercial de nódulos polimetálicos a partir de 2023.

Este mes, Metals Co. de Vancouver, Columbia Británica, dijo que había probado con éxito, con la recomendación de la autoridad internacional, recolectando nódulos polimetálicos del fondo marino en la zona Clarion-Clipperton. En colaboración con el contratista offshore suizo Allseas, la empresa utilizó grandes aspiradoras y una tubería de 2 millas para transportar 15 toneladas de nódulos a un barco.

Nauru Ocean Resources Inc., filial de Metals Co., patrocinada por Nauru, planea presentar los resultados de las pruebas a la autoridad para el procesamiento regulatorio y de permisos.

Los defensores de la minería del fondo marino argumentan que es menos problemática dada la ubicación de los recursos en tierra y las cuestiones ambientales, geopolíticas y laborales asociadas. Pero los grupos ambientalistas dicen que hay pocos datos sobre la minería del fondo marino para comprender las implicaciones para los ecosistemas oceánicos.

"Cualquier minería en los fondos marinos, en última instancia, elimina tanto las especies como el hábitat", dijo a Automotive News Jessica Battle, experta en políticas y gobernanza global de los océanos del Fondo Mundial para la Naturaleza de Suecia.

El fondo propone innovación y reciclaje de baterías para llenar el vacío de materiales necesarios.

"Aquí es donde deben dirigirse las inversiones en lugar de abrir otra frontera extractiva en un entorno sensible", afirmó Battle.

Varios fabricantes de automóviles europeos y Samsung no utilizarán materiales del fondo marino.

"El Grupo Volkswagen consultó a múltiples expertos del sector público, académico y empresarial y realizó un análisis exhaustivo de los datos disponibles sobre la minería en aguas profundas", dijo el fabricante de automóviles por correo electrónico. "Nuestra conclusión es que la investigación actual no puede descartar suficientemente los impactos adversos de la minería y la eliminación de relaves en el delicado ecosistema de las profundidades marinas".

BMW dijo a Reuters el año pasado que obtener materiales para baterías de minas en aguas profundas "no es una opción" debido a riesgos ambientales desconocidos.

Pero otros fabricantes de automóviles creen que podría tener potencial.

General Motors "está comprometida a realizar una evaluación basada en datos y ciencia de la huella ambiental de cadenas de valor alternativas, incluida la minería terrestre y submarina", dijo un portavoz. "Continuamos siguiendo los desarrollos de múltiples partes, incluidos algunos de nuestros proveedores estratégicos clave, en torno a la minería de los fondos marinos".

El USGS está estudiando los efectos de la minería para ayudar a la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos a determinar qué protecciones ambientales se necesitan.

"Es importante darse cuenta de que todos los tipos de minería tienen consecuencias ambientales", dijo el portavoz del USGS, Alex Demas.

El USGS se encuentra en las primeras etapas de investigación de estos factores, dijo Demas.

El mes pasado, un grupo de científicos oceánicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts publicó los resultados de un estudio sobre las nubes de sedimentos creadas por la minería del fondo marino. Trabajaron con Global Sea Mineral Resources, una empresa belga de ingeniería marina que explora formas de extraer nódulos polimetálicos.

Los investigadores del MIT equiparon lo que llamaron un "colector pre-prototipo" con instrumentos y cámaras para monitorear la columna de sedimentos creada por la máquina. Sus mediciones mostraron que a medida que la columna de sedimentos se dispersaba, "permanecía relativamente baja, a menos de 2 metros del fondo marino", según una publicación del MIT.

"La gran conclusión es que hay procesos complejos... que tienen lugar cuando se hace este tipo de recolección", dijo Thomas Peacock, profesor de ingeniería mecánica del MIT y coautor del estudio.

En general, a los investigadores les preocupa que las columnas puedan extenderse más allá del sitio minero y dañar la vida en las profundidades marinas.

La mayoría de las empresas mineras que solicitan permisos de la Autoridad de los Fondos Marinos utilizan maquinaria como el recolector del estudio, que succiona rocas y el material circundante del fondo marino.

El sistema Global Sea Mineral Resources separa los nódulos de los sedimentos dentro del colector. Los nódulos se envían a un recipiente de superficie a través de una tubería, mientras que la mayor parte del sedimento se descarga detrás del colector.

Metals Co. dijo que su método lleva nódulos polimetálicos a la superficie, y el agua y los sedimentos se descargan en una "columna media de agua".

Pliant Energy Systems, de la ciudad de Nueva York, planea utilizar robots submarinos con aletas que ondulan lentamente para recoger nódulos polimetálicos. La compañía dijo que los robots y otros métodos flotantes para llevar los nódulos a la superficie son más respetuosos con el medio ambiente que depender de tuberías.

Impossible Metals, una startup de Pasadena, California, planea desplegar robots autónomos en el fondo marino para recolectar nódulos polimetálicos.

Los robots tienen manos mecánicas para recoger nódulos individuales y utilizan inteligencia artificial para recolectar rocas de solo un cierto tamaño, dijo el director ejecutivo Oliver Gunasekara. Si las rocas son demasiado pequeñas o contienen vida marina significativa, no se recolectan, dijo.

"La tecnología para hacer esto existe", dijo Freeman, de Ocean News & Technology, sobre la minería del fondo marino. "Ahora se trata más bien de consolidar los resultados científicos de las numerosas campañas de estudios marinos y de establecer un camino claro hacia una normativa más estricta".

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