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  • PETROENERGÍA

El cobre, metal estratégico en el desarrollo de las energías renovables y eficiencia energética


Manuel Quezada Ochoa, Analista Técnico de Difusión Científica IIGE



Figura 1. Usos del cobre en energías limpias [1]


El cobre (Cu) es uno de los primeros metales extraídos y usados por la humanidad. Las propiedades físicas que presenta son muy importantes y variadas; es conocido por ser un metal blando y maleable, permite moldear, pulir, soldar y fabricar piezas de diferentes formas con gran facilidad. Asimismo, tiene propiedades antimicrobianas, por lo que se utiliza en más de 300 aleaciones que combaten la proliferación de bacterias. Su conductividad térmica y eléctrica también es notable, es capaz de conducir el calor ocho veces más que otros metales y tiene alta capacidad para conducir la electricidad de forma eficiente; de ahí su uso generalizado para fabricar artículos como alambres, cables, motores y diversos equipos eléctricos [2].


El cobre, se ha constituido en uno de los metales estratégicos cada vez más requeridos en el desarrollo tecnológico global, por sus propiedades tales como resistencia a la tracción, dureza, maleabilidad, ductilidad y alteraciones físicas en general; sin embargo, es un metal que, al igual que muchos existentes, presenta fragilidad si es sometido a temperaturas bajas extremas [3].


La industria minera en general es una de las que, principalmente, aporta con materias primas para el desarrollo tecnológico global. Particularmente, América Latina, se ha constituido como uno de los importantes proveedores de cobre, ya que de las diez minas más grandes del mundo, siete están en esta región, distribuidas entre Chile (3), Perú (3) y México (1), aportando al desarrollo tecnológico global en todos los ámbitos relacionados a fortalecer, desarrollar e implementar las tecnologías limpias (Ver Figura 2) [3].



Figura 2. Países que concentran las principales reservas mundiales de cobre, 2018. (En porcentajes) [3]


La transición energética de fuentes fósiles a limpias se logrará mediante un mayor uso de minerales metálicos como el cobre. Así lo demuestra el estudio “Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition” (Minerales para la acción climática: El uso intensivo de los minerales en la transición hacia la energía limpia) del Banco Mundial (BM) [5].


Por esta razón, la transición energética hacia las energías limpias, requerirá metales como el níquel, litio y cobalto; no obstante, un metal que destaca por ser particularmente importante es el cobre. El mismo ha estado empujando los límites de la innovación desde los albores de la civilización. Hoy en día, es esencial, a medida que avanzamos hacia una economía baja en carbono [4].


Los sistemas energéticos del futuro requieren cobre, debido a que tiene la más alta conductividad térmica y eléctrica que cualquier otro metal. Reduce las pérdidas de energía eléctrica y de transferencia de calor y mejora la eficiencia energética. Como resultado, puede reducir los costos operativos de por vida [2].


Ante la situación planteada, cabe agregar que, en relación al consumo del metal, la participación de China representó el 53,6 % del cobre refinado en 2020 (Ver Figura 3). China ha sido la principal fuerza detrás del aumento del consumo de cobre en la última década, impulsado por su rápida expansión económica, la creciente urbanización y la inversión en infraestructura e industria [2].



Figura 3. Consumo de cobre a nivel global, 2020 (En miles de toneladas y en porcentajes) [2]


El consumo de cobre semielaborado y uso final, se evidencia en varios productos como: alambrón, tubos, láminas, tiras, placas, varillas, barras y secciones, antes de ser utilizado en sectores de uso final como construcción, industria automotriz, manufactura, arquitectura y otros. El alambrón constituye la mayor parte del consumo de cobre refinado con un 72,5 % y es usado principalmente en la fabricación de alambres y cables para distribución de energía y en telecomunicaciones [2].


El consumo total de cobre no solo incluye el cobre refinado, sino también, la chatarra de uso directo, que es básicamente la chatarra que se utiliza directamente en las plantas de semi manufactura. Este material de desecho es principalmente chatarra de aleación y chatarra de alta calidad (ver Figura 4). Se estima que en 2020 se consumieron 4,4 millones de toneladas de chatarra de uso directo, y el consumo total de cobre alcanzó los 26,9 millones de toneladas el mismo año [2].



Figura 4. Consumo total de cobre y distribución del uso final, 2020 (En miles de toneladas y porcentajes) [2]


Aunque a nivel global se subestiman los problemas de la oferta, como la escasez de metales que amenazan con frenar el auge verde, las fuentes de energía eólica y solar son opciones consolidadas para la generación de energía, con materias primas como el cobre; sin embargo, debemos tener claro que la reconversión de todo el sistema eléctrico en centrales renovables, o la reconversión de todo el parque automotor en vehículos eléctricos, o el uso más generalizado de baterías requerirá de mucha más extracción de recursos minerales [5].


La Agencia Internacional de Energía, indica que una central eólica requiere 10 veces más minerales (sobre todo, cobre y cinc) que una central de gas o de carbón: en particular, por cada MW de potencia instalada, una eólica necesita entre 10,000 y 15,000 kilogramos de minerales, mientras que una central de ciclo combinado utiliza 1,100 y una de carbón, 3,000. Asimismo, el carro eléctrico medio, consume seis veces más minerales que el carro con motor de combustión (sobre todo, cobre, níquel y grafito). Cada vehículo eléctrico utiliza más de 200 kilos de minerales frente a los 33 del auto con motor de combustión interna. Es así que, se demuestra que el cobre es uno de los principales componentes como materia prima en el desarrollo y evolución de las energías limpias; como se indica en la figura 5 [5].



Figura 5. Demanda actual de minerales (kg) por tecnología de energía limpia. [5]


La evolución de las energías renovables se justifica porque ofrecen una llamativa reducción de emisiones de los gases del efecto invernadero, mitigación del cambio climático, oportunidades para la creación de empleo y desarrollo tecnológico. De igual forma, es relevante la independencia de este tipo de energías de los combustibles fósiles, los cuales, son finitos, se están agotando y tardarían millones de años para restaurarse [6].


Referencias bibliográficas

[1]

WORD ENERGY TRADE, «Cobre, material indispensable para el desarrollo de tecnologías limpias,» 11 junio 2019. [En línea]. Available: https://www.worldenergytrade[2].com/metales/cobre/cobre-material-indispensable-para-el-desarrollo-de-tecnologias-limpias. [Último acceso: 20 mayo 2022].

[2]

B. Jones, F. Acuña y V. Rodríguez, «CEPAL,» 2021. [En línea]. Available: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/47136/S2100341_es.pdf. [Último acceso: 20 mayo 2022].

[3]

M. León, C. Muñoz y J. Sánchez, «CEPAL,» 2020. [En línea]. Available: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/46479/1/S2000535_es.pdf. [Último acceso: 20 mayo 2022].

[4]

M. A. Garzón Albornoz, «Biblioteca Digital Universidad Externado de Colombia,» 2020. [En línea]. Available: https://bdigital.uexternado.edu.co/bitstream/handle/001/3656/GQAAA-spa-2020-En_un_mundo_en_transicion_energetica_a_la_luz_del_comercio_internacional_de_minerales_y_metales?sequence=2&isAllowed=y. [Último acceso: 20 mayo 2022].

[5]

Revista Digital: La Estrella de Panamá, «https://www.laestrella.com.pa/economia/211116/minerales-cobre-clave-energias-limpias,» 16 Noviembre 2021. [En línea]. Available: https://www.laestrella.com.pa/economia/211116/minerales-cobre-clave-energias-limpias. [Último acceso: 26 Mayo 2022].

[6]

C. ROBLES Algarin y O. RODRÍGUEZ Álvarez, «Un panorama de las energías renovables en el Mundo, Latinoamérica y Colombia,» 16 Marzo 2018. [En línea]. Available: https://www.revistaespacios.com/a18v39n34/a18v39n34p10.pdf. [Último acceso: 26 Mayo 2022].


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