Los Materiales que No Existían: Inventos y Descubrimientos

El encuentro “Los Materiales que No Existían: Inventos y Descubrimientos”, celebrado en la Sala Conai A4, fue moderado por Francesco Mambretti, Post Doc en Simulaciones Atómicas en el Instituto Italiano de Tecnología. En el escenario, el profesor Marco Beghi del Politécnico de Milán y la profesora Silvia Gross de la Universidad de Padua guiaron al público en un fascinante recorrido, desde la escala atómica hasta los grandes desafíos geopolíticos de nuestro tiempo.

“El descubrimiento concierne a un fenómeno nuevo, típicamente inesperado, algo que nadie buscaba porque nadie imaginaba que existiera”, explicó Marco Beghi. El ejemplo por excelencia es la superconductividad, observada por primera vez por Kamerlingh Onnes mientras estudiaba el comportamiento de los metales a temperaturas extremadamente bajas, posibles gracias a su capacidad de licuar helio. Un descubrimiento puro, por lo tanto, que abrió el camino a innumerables invenciones.

La invención, en cambio, es “el resultado tenazmente perseguido durante décadas”, como en el caso de los vidrios sensibles de nuestros teléfonos inteligentes. Una idea nacida con las primeras interfaces gráficas de las computadoras que requirió décadas de esfuerzos específicos e ingentes inversiones para hacerse realidad.

Beghi subrayó que el éxito de un material no depende solo de sus propiedades intrínsecas, sino también de las tecnologías que permiten su producción y utilización. El acero, una aleación de hierro y carbono, fue el pilar de la Revolución Industrial. Del mismo modo, el silicio mantuvo su dominio sobre el arseniuro de galio, potencialmente más rápido, no por sus cualidades absolutas, sino porque la tecnología para producir cristales de silicio perfectos a gran escala estaba mucho más avanzada. Esto impulsó una miniaturización cada vez más extrema, llevando a tener hoy hasta 100 millones de transistores en un milímetro cuadrado, lo que hace que los dispositivos sean increíblemente más rápidos.

El profesor concluyó su intervención mostrando la complejidad de un moderno hilo superconductor: para hacerlo estable y funcional, cientos de microscópicos tubitos de niobio rellenos de estaño se ensamblan en un hilo de menos de un milímetro de diámetro. “La superconductividad es un descubrimiento”, comentó Beghi, “pero para hacer un hilo así, está claro que todo esto es invención y tecnología”.

Mientras Beghi se centró en la creación de nuevos materiales, la profesora Silvia Gross invirtió la perspectiva, partiendo de “materiales que ya existían, que están volviéndose escasos o, como se dice técnicamente, críticos, pero que es necesario recuperar”.

La transición ecológica y digital, explicó Gross, es en realidad una “transición de materiales”. Un sistema energético basado en renovables es mucho más intensivo en el uso de metales que uno tradicional. Basta pensar que un coche eléctrico contiene una cantidad de materias primas críticas, como metales para las baterías y los imanes, enormemente superior a la de un coche con motor de combustión interna.

La Unión Europea, consciente de su dependencia de países como China que tiene el monopolio de muchos de estos elementos (las llamadas “tierras raras”), ha elaborado una lista de materias primas definidas como “críticas”. La criticidad se determina por dos factores: la importancia estratégica para las tecnologías europeas y el alto riesgo de interrupción de los suministros, también por tensiones geopolíticas.

La solución, según la profesora Gross, reside en la economía circular y en la explotación de las “minas urbanas”: nuestros residuos electrónicos. “La concentración de metales en una tonelada de teléfonos móviles es 100 veces mayor que la que se encuentra en la roca de una mina”, afirmó, destacando el enorme potencial, también económico, del reciclaje. Extraer metales de los residuos, además, requiere mucha menos energía y produce menos aguas residuales que la minería tradicional.

El desafío tecnológico es inmenso: un teléfono móvil contiene entre 30 y 40 elementos diferentes, y separarlos de manera selectiva es un proceso complejo. Aquí entra en juego la creatividad de la química, con el desarrollo de nuevas moléculas “inteligentes” capaces de “capturar” selectivamente un solo metal, o el uso de disolventes innovadores y más sostenibles para extraer litio y cobalto de las baterías agotadas.

El encuentro concluyó con un fuerte llamado a la responsabilidad y a la inteligencia, como subrayó el moderador Francesco Mambretti, invitando a un enfoque no ideológico sobre el tema de la recuperación. Invitó a continuar el diálogo visitando la exposición “Homo Faber”, curada por la asociación Euresis, para experimentar de primera mano cómo el ser humano puede conocer y manipular la materia para construir un futuro más sostenible.