Dentro de un móvil viejo hay cantidades diminutas de oro. También cobre, plata, paladio y otros materiales que costó extraer, refinar y transportar antes de terminar encerrados en una placa electrónica. Recuperarlos parece lógico. El problema es que separar un metal concreto de la sopa química que queda después de procesar esos residuos puede requerir una cantidad considerable de reactivos.
Un equipo de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign cree haber encontrado una forma bastante distinta de hacerlo. En lugar de seguir añadiendo sustancias para obligar a una molécula a capturar y posteriormente soltar el metal, han diseñado esa molécula para que pueda recibir órdenes mediante electricidad. El resultado, publicado en ACS Energy Letters, reduce el consumo químico de esta etapa entre uno y dos órdenes de magnitud: aproximadamente entre 10 y 100 veces.
La idea es casi una pinza molecular con interruptor eléctrico
El proceso parte de una técnica conocida como extracción líquido-líquido. Los metales se encuentran disueltos en una fase acuosa y una molécula extractante selecciona determinados iones y los mueve hacia una segunda fase orgánica.
El problema tradicional llega cuando toca controlar esa molécula. Capturar, liberar y regenerar el extractante puede exigir ácidos, bases, oxidantes, reductores y otros compuestos. El grupo dirigido por Xiao Su decidió rediseñar directamente la molécula para evitar buena parte de ese circuito químico.
Su nuevo extractante hace tres cosas simultáneamente: reconoce el ion metálico, permanece soluble en la fase orgánica y lleva incorporada una carga eléctrica permanente. Esta última propiedad permite que el medio conduzca corriente y que el estado redox de la propia molécula pueda modificarse electroquímicamente.
El funcionamiento es especialmente elegante: la electricidad cambia el estado químico de la molécula, esta captura el metal y lo transporta. Después, al invertir ese estado, lo libera y queda preparada para empezar de nuevo. El artículo científico informa de hasta un 91% de oxidación electroquímica del centro de ferroceno y cerca de un 95% de liberación del ion capturado durante la reducción.
Lo probaron con basura electrónica y consiguieron capturar el 89% del oro
La prueba más llamativa llegó con lixiviados reales de residuos electrónicos: soluciones que contienen los metales disueltos después del tratamiento inicial de componentes descartados.
En el sistema continuo, los investigadores lograron una captación de oro del 89% con elevada selectividad, demostrando que la molécula podía funcionar incluso frente a una mezcla compleja de elementos.
Eso no significa que hayan inventado una forma de meter un móvil en una máquina y sacar oro sin utilizar productos químicos. La tecnología actúa específicamente sobre la fase de separación y regeneración: los metales todavía tienen que ser liberados previamente del residuo y llevados a una solución. Lo que desaparece o se reduce drásticamente es buena parte de la química utilizada después para controlar el ciclo del extractante.
Y el oro es solo una demostración. Según el equipo, la misma arquitectura podría rediseñarse para reconocer metales del grupo del platino presentes en catalizadores usados, así como otros elementos valiosos contenidos en residuos industriales o mineros.
El verdadero premio está en los 62 millones de toneladas de electrónica que tiramos
La dimensión del problema explica por qué una mejora aparentemente química puede tener consecuencias enormes. En 2022 el mundo generó 62 millones de toneladas de residuos electrónicos y solo el 22,3% fue documentado como correctamente recogido y reciclado. Si la tendencia continúa, la cifra alcanzará unos 82 millones de toneladas en 2030.
Dentro de esa montaña hay miles de millones en materias primas aprovechables. El Global E-waste Monitor calcula que solo en 2022 quedaron sin recuperar recursos naturales valorados en unos 62.000 millones de dólares.
La tecnología de Illinois todavía tiene que demostrar que puede sobrevivir miles de ciclos, mantener la selectividad y resultar competitiva cuando salga del laboratorio. El propio equipo sitúa ahora el siguiente paso en el escalado industrial y ya estudia nuevos diseños moleculares, incluso mediante modelización computacional e inteligencia artificial. Pero la idea de fondo es poderosa: en lugar de gastar un reactivo cada vez que queremos separar un metal, utilizar electrones para decirle a una misma molécula cuándo debe agarrarlo y cuándo debe soltarlo.
En una economía que necesita cada vez más metales críticos, quizá parte de la próxima “mina” no esté bajo tierra. Puede estar en los millones de móviles, ordenadores y placas electrónicas que ya hemos tirado.
