La razón por la que los autos eléctricos son ahora tan populares es, principalmente, porque nos ayudarán a detener el impacto negativo que hemos provocado en el medio ambiente con el uso extendido de los motores de combustión interna.
Y así es, cada año se lanzan a la atmósfera más de 36 mil millones de toneladas de CO2, cifra que ha mantenido un crecimiento constante desde finales del siglo pasado. En este nada decoroso indicador, el transporte en general, supera a otras fuentes de contaminación, como la agricultura, la generación de energía y la industria.
Datos de la Unión Europea indican que es el automóvil particular el que contribuye con más de la mitad de las emisiones de carbono atribuidas al transporte, pero si consideramos todo lo que el petróleo mueve por carretera, la cifra supera 70%. Estos datos, por sí mismos, parecen explicar por qué la sociedad actual tiene situadas sus esperanzas en los automóviles eléctricos, que sin duda ayudarán a disminuir con el impacto atmosférico.
No obstante, una de las preocupaciones que mantienen ocupados a los departamentos de ingeniería es la contaminación indirecta que podrían causar los autos eléctricos. ¿El cuento de nunca acabar?
Paradoja ambiental
Podríamos hablar de tres áreas de desarrollo en cuanto al cuidado ambiental en torno a la masificación de los autos eléctricos. El primero tiene que ver con el uso del ciclo de vida de los materiales del automóvil, tales como metal, plástico y todo lo relacionado con los sistemas electrónicos incorporados.
El segundo es la generación de energía para la alimentación de los vehículos. En algunos países, las energías limpias están lejos de ser un tema común todavía. Este es un asunto de infraestructura que requerirá de apoyo y de mucha inversión; la Agencia Internacional de Energías Renovables (o IRENA, por sus siglas en inglés) ha publicado que 90 % de la electricidad que se genera en el mundo, deberá tener su origen en las energías renovables para el año 2050, hecho que implica políticas públicas comprometidas en este objetivo y que, en algún punto, se cruzaría con la masificación del auto eléctrico.
Dicho de otra manera, si lo anterior se cumple, conforme más carros eléctricos existan, mayor energía limpia habría para abastecerlo. Al menos hasta aquí, parece que las cosas pintan bien.
Pero en el tercer punto es donde tenemos que “ponernos las pilas”. La contaminación asociada con las baterías de los autos eléctricos es tal vez lo que más preocupa. Algunos de los problemas más comunes relacionados con ellas van desde la extracción misma de las materias primas, hasta su disposición como desecho. Sobre todo, ahora preocupan los daños posibles en el subsuelo.
Las materias primas como el litio, el cobalto y el níquel, podrían significar deforestación y degradación del suelo, así como el uso excesivo y contaminación de agua. En el proceso de fabricación, también se requieren recursos y energía en cuyos procesos se generan emisiones de carbono, por lo que un objetivo es buscar procesos de producción masivos limpios y eficientes.
Otro punto es que las baterías tienden a degradarse de manera rápida, lo que disminuye la autonomía del vehículo y se convierte en un incentivo perverso para reemplazarlas de manera prematura.
Esto nos lleva al reto del reciclaje y de la disposición adecuada de los minerales contenidos en las baterías. Cuando éstas se descomponen o se dañan, los metales tóxicos como el cobalto y el níquel pueden lixiviar en el suelo y el agua circundantes. Esto ha generado mucho interés para que los canales de reciclaje de estas baterías se desarrollen a la par del mercado y evitar el riesgo que conlleva tener enormes vertederos.
El futuro de las pilas
Por ahora, los vehículos eléctricos utilizan diferentes tipos de baterías para almacenar y suministrar energía. Como ejemplo están las baterías de iones de litio, las de litio de estado sólido, de polímeros de iones de litio (LiPo), de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) o de níquel-metal hidruro.
La evolución de las tecnologías de las baterías se encamina hacia varias áreas, como el incremento de la cantidad de energía almacenada en espacios y densidad menores, el incremento de su vida útil (y con ello la autonomía del vehículo), la seguridad para al auto (básicamente, no flamabilidad), la reducción de costos y, desde luego, el aumento de su índice de reciclaje.
Es en este sentido, el campo de investigación y de ingeniería está centrado tanto en materiales como en los sistemas de almacenamiento de carga. Los más sobresalientes por ahora son las baterías de estado sólido, que al eliminar líquidos y materiales inflamables, representan una opción para mejorar tanto aspectos ecológicos como de seguridad.
Por otro lado están las baterías de flujo, con electrolitos líquidos pero almacenados en tanques separados, con los que se busca lograr mayor capacidad de almacenamiento. Las baterías de sodio-ion también están en proceso de desarrollo como alternativa para los iones de litio, pues el sodio es menos costoso y más abundante. Por la misma línea están las baterías de aluminio-ion, que además de menos costosas, también pueden ser más ligeras.
Otras líneas de investigación tienen que ver con el reciclaje avanzado. Éstas tienen especial relevancia debido a que buscan mitigar el problema que las baterías actuales podrían provocar en el futuro inmediato. Así, la idea de desarrollar métodos de reciclaje mejores y eficientes no deja de ser prioridad mientras se crean otras baterías cuyo impacto ambiental sea mínimo.
La sostenibilidad no solo se trata de la tecnología de la batería en sí, sino también de cómo se extraen, producen y reciclan los materiales utilizados en estas baterías. Por lo tanto, el punto anterior es parte de un esfuerzo mayor de la industria en torno del ciclo de vida de las baterías para hacer que los vehículos eléctricos sean más amigables con el medio ambiente.
Al final, de nada servirá tener autos eléctricos si para mantenerlos circulando la industria sigue generando un impacto negativo en el ambiente. Sería, como dicen por ahí, hacer un hoyo para tapar otro.