A medida que el mundo se descarboniza, el ácido sulfúrico puede escasear

9:45 minutos

Un movimiento hacia más fuentes de energía alternativas y un alejamiento de la producción de combustibles fósiles es un beneficio neto para el mundo. Pero hay un efecto secundario inesperado: una posible escasez mundial de suministro de ácido sulfúrico.

El ochenta por ciento del ácido sulfúrico del mundo es un subproducto de la producción de combustibles fósiles. Reducir el consumo de carbón, petróleo y gas natural significa producir menos ácido sulfúrico. Esto es importante ya que el ácido sulfúrico es fundamental para producir fertilizantes, así como para tecnologías ecológicas como paneles solares y baterías.

Ira habla con Mark Maslin, profesor de Ciencias del Sistema Terrestre en el University College de Londres, sobre su última investigación, que apunta a una inminente escasez de azufre.

Invierta en periodismo científico de calidad haciendo una donación a Science Friday.

Donar

Mark Maslin es profesor de Ciencias del Sistema Terrestre en el University College London de Londres, Inglaterra.

IRA FLATOW: Este es el viernes de la ciencia. Soy Ira Flatow. La descarbonización es netamente positiva para el mundo, ¿verdad? Reducir la producción de combustibles fósiles, reducir las emisiones de CO2. Pero hay un efecto secundario inesperado. Es posible que estemos enfrentando una escasez global de ácido sulfúrico, ya sabes, el material corrosivo que se encuentra en la batería de tu auto.

Resulta que el 80% del ácido sulfúrico del mundo es subproducto de la producción de combustibles fósiles. Si reducimos la producción de carbón, petróleo y gas natural, reduciremos nuestro suministro de azufre. El ácido sulfúrico es fundamental para fabricar tecnología verde, como paneles solares y baterías, y en la producción de fertilizantes. Me acompaña ahora para explicar más sobre este problema potencial Mark Maslin, profesor de ciencias del sistema terrestre en el University College London en Londres, Inglaterra. Bienvenidos al Viernes de Ciencias.

MARK MASLIN: Es un placer estar presente.

IRA FLATOW: Encantado de tenerte. Comencemos hablando de por qué el azufre es tan importante para la economía global. ¿Para qué se utiliza?

MARK MASLIN: Entonces, el azufre se usa para disolver cosas. Y lo realmente importante es que disuelve la roca. Entonces, para la producción de fertilizantes, se disuelven las rocas de fosfato y se extrae el fosfato, porque sabemos que cuando realmente queremos fertilizar la tierra para la agricultura, necesitamos nitrógeno y también fosfato. Y es una forma muy, muy rápida de disolver las rocas y sacarlas.

Pero también disuelve la roca para llegar a esos metales esenciales. Entonces estamos pensando en el litio. Estamos analizando, por ejemplo, el níquel y cosas así, que son esenciales para fabricar baterías ligeras para nuestros coches eléctricos, pero también para paneles solares. Y para darte un ejemplo, estos metales son muy raros. Entonces, incluso cuando ocurren en una veta rica, son solo alrededor del 1% de la roca. Entonces, lo que sucede es que se usa este ácido sulfúrico y se disuelve el 99% para dejar estos valiosos metales atrás.

IRA FLATOW: Y antes de leer su investigación, no entendía realmente para cuántas cosas se usaba el azufre. ¿Qué te interesó tanto en esto?

MARK MASLIN: Siempre estoy observando estos sistemas, cómo funciona la economía global y qué tan conectado está todo. Así, por ejemplo, la invasión de Ucrania impide que Ucrania exporte cereales al resto del mundo, lo que hace que los precios de los alimentos suban en África. Entonces vivimos en un mundo muy conectado.

Y cuando analizamos la descarbonización, analizamos cómo afectaría esto a muchos minerales y metales diferentes. Y de repente descubrimos que se había olvidado del azufre. Y la razón por la que se ha olvidado es porque es el quinto elemento más común en el planeta Tierra. Hay una gran cantidad de él, excepto que está encerrado en rocas, mientras que ahora lo que hacemos es obtener azufre agradable en su forma elemental amarilla real al extraerlo de los combustibles fósiles.

Y tenemos que hacer eso porque la legislación en todo el mundo dice, las compañías de combustibles fósiles, limpien su gas, petróleo y carbón porque no queremos el azufre en los combustibles fósiles reales porque cuando se quema, produce dióxido de azufre. lo que crea lluvia ácida. Eso es malo. Básicamente, deshazte de él.

IRA FLATOW: Entonces, ¿se deshacen de él? Quiero decir, ¿podemos extraer azufre y esos minerales de forma segura y respetuosa con el medio ambiente?

MARK MASLIN: Entonces, el gran problema, y ​​la razón por la que estábamos tan interesados ​​en publicar este artículo, es que queremos evitar extraer azufre porque la forma en que realmente se extrae azufre es bombeando vapor supercrítico muy caliente, es decir, básicamente, agua increíblemente caliente. – a través de las rocas, que luego disuelve el azufre real de estas rocas sedimentarias. Y lo que se hace es sacar este ácido sulfúrico por el otro extremo. Y ese ácido sulfúrico luego lo recolectas y lo pasas por todo el mundo.

Entonces eso causa dos problemas. Uno, en realidad, a medida que disuelve el azufre, también disuelve otras sustancias desagradables como el mercurio y, por supuesto, el arsénico, que pueden llegar al agua del área circundante. Entonces eso es realmente malo. Lo segundo es que luego tienes que transportar ácido sulfúrico por todo el mundo, lo que en realidad es peligroso y difícil, mientras que transportar el azufre sólido amarillo y luego producir ácido sulfúrico en el sitio donde lo necesitas es mucho más seguro y fácil.

IRA FLATOW: Entonces, ¿es posible hacer eso, transportar la materia amarilla de manera más sólida por todo el mundo?

MARK MASLIN: No, porque la única manera de obtener azufre sólido es a partir de combustibles fósiles o extrayéndolo de los volcanes. Entonces, en Indonesia, hay mucha gente que la extrae en las laderas de los volcanes y literalmente corta la roca amarilla y la derriba. Pero eso es a muy pequeña escala. Quiero decir, necesitamos millones y millones de toneladas de azufre. Entonces, en nuestro artículo, lo que sugerimos es, bueno, ¿qué tal reducir la necesidad de ácido sulfúrico, lo que luego reduce la necesidad de obtener azufre y, con suerte, detendrá la expansión de la minería en los próximos años?

IRA FLATOW: Lo entiendo. Entonces, ¿cómo se puede reducir la necesidad de ácido sulfúrico?

MARK MASLIN: Bueno, lo primero es, si piensas en los fertilizantes, el fosfato. Bueno, ¿por qué crear fosfato nuevo cuando podemos reciclarlo? Así que hay mucho fosfato en nuestras aguas residuales. Así que hay sistemas realmente interesantes en los que podríamos reciclar esas aguas residuales y sacar el fosfato y tener una especie de economía circular mediante la cual fabricamos fertilizantes, los ponemos en la tierra, van a nuestras aguas residuales, luego los recuperamos y los ponemos. de nuevo a la tierra. Entonces podemos empezar a pensar en una economía mucho más circular en lo que respecta a eso.

Cuando se trata de metales, nuevamente, ¿por qué no podemos reciclar cosas? Somos defensores de garantizar que todos nuestros productos, ya sean nuestras computadoras, nuestros teléfonos o la batería eléctrica de nuestro automóvil, estén diseñados desde el primer día para que sean reciclables. Y por lo tanto, todo ese litio que necesitamos, todo ese níquel y todos esos otros metales, en realidad, podemos reciclar muchos de ellos porque podemos recuperar todo lo que ya extrajimos, lo que reduce la minería dañina pero también significa que No necesitamos tanto ácido sulfúrico.

IRA FLATOW: ¿Y qué pasa con todas estas baterías nuevas de las que he oído hablar que pueden usar azufre en lugar de algunos de estos elementos de tierras raras?

MARK MASLIN: Bueno, nuevamente, esto es una especie de acto de equilibrio, es decir, ¿el azufre en las baterías significa que se necesita menos litio, lo que significa que se necesita menos ácido sulfúrico? Porque si lo piensas bien, para extraer algo como, digamos, cobalto, estás usando aproximadamente 250 veces la cantidad de ácido sulfúrico que el níquel que se obtiene. Entonces, si puedes reemplazar, digamos, 10 gramos de metal con 10 gramos de azufre en tu batería real, entonces, por supuesto, ganarás en ese acto de equilibrio.

Pero lo que sí tenemos que hacer es pensar en baterías nuevas. Y aquí es donde entra en juego la nueva tecnología. ¿Podemos realmente construir baterías que utilicen metales menos raros, que sean más fáciles de reciclar, que en realidad tengan un almacenamiento mucho mayor y también una vida útil más larga? Y la tecnología se está acelerando muy rápidamente.

IRA FLATOW: Bueno, si no encontramos una manera, y si no seguimos su consejo y reciclamos gran parte de estos desechos, ¿tendremos una escasez global de azufre?

MARK MASLIN: Habrá escasez en el futuro si no la abordamos ahora. Y lo que sucederá es que diferentes industrias podrán pagar el precio más alto. Por lo tanto, si lo piensas bien, en la industria de los metales, una tonelada de litio es mucho más cara y rentable que una tonelada de fertilizante.

Así que tenemos la idea de que tal vez la tecnología verde superaría a la industria de los fertilizantes. Y eso significa que los fertilizantes se volverían más caros, la producción de alimentos se volvería más cara y, por tanto, los alimentos que compramos en los lineales serían obviamente más caros. Entonces, lo que estamos tratando de hacer es dar una advertencia dentro de una década diciendo: miren, podemos ver esta crisis en el futuro. ¿Por qué no hacer algo al respecto?

IRA FLATOW: ¿Crees que esto sucederá? ¿Es usted optimista al respecto?

MARK MASLIN: Bueno, creo que estamos empezando a pensar de maneras muy diferentes. Creo que estamos empezando a pensar sistemáticamente en las implicaciones para la descarbonización del mundo, cómo producimos realmente suficiente electricidad renovable, cómo la transportamos, cómo la almacenamos de forma ecológica. Y nuevamente, creo que debido a que la gente ahora está pensando de manera más holística y de una manera más unida, podemos incluir estas crisis de recursos en la mezcla y encontrar la manera de mitigarlas.

IRA FLATOW: Muchas gracias, Dr. Maslin, por tomarse el tiempo para estar con nosotros hoy.

MARK MASLIN: Un placer.

IRA FLATOW: Mark Maslin, profesor de ciencias del sistema terrestre en el University College London, por supuesto, en Londres, Inglaterra.

Shoshannah Buxbaum es productora de Science Friday. Le atraen especialmente las historias sobre salud, psicología y medio ambiente. Es una orgullosa nativa de Nueva Jersey y estará encantada de compartir sus opiniones sobre por qué el estado merece un poco más de amor.

Los embalses son fuentes de energía renovable y uno de los mayores productores de gases de efecto invernadero del mundo.

Las turbinas eólicas son excelentes para producir energía verde. Pero cuando llegan al final de su vida útil, sus hojas son increíblemente difíciles de reciclar.