Científicos de EEUU imprimen en 3D un cartucho que recupera minerales críticos a partir de residuos industriales

La dependencia global de los minerales críticos se ha convertido en uno de los grandes retos para las economías industrializadas. Desde los semiconductores hasta las baterías y los sistemas de defensa, múltiples sectores necesitan materiales cuya obtención y refinado involucran dificultades técnicas y geopolíticas.

En Estados Unidos, la startup Supra Elemental Recovery Inc., surgida como escisión de la Universidad de Texas en Austin, trabaja en una plataforma destinada a recuperar minerales críticos de flujos de residuos industriales y electrónicos. Su propuesta combina impresión 3D, polímeros especializados y principios de química supramolecular para reciclar estos desechos.

Hecho en EE.UU.: el sistema que recupera minerales críticos mediante impresión 3D

El eje de la tecnología desarrollada por Supra es un cartucho poroso fabricado mediante impresión 3D. Este componente, que se ve en la imagen destacada del artículo, actúa como una especie de esponja molecular capaz de capturar elementos concretos cuando un fluido atraviesa su estructura.

El proceso utiliza disolventes sencillos, como agua o alcohol, evitando el uso de reactivos agresivos habituales en otros métodos de refinado.

Cada cartucho incorpora polímeros nanoporo­sos en los que se integran receptores supramoleculares diseñados para unirse selectivamente a determinados iones metálicos.

Gracias a esta configuración, el sistema puede separar elementos que tradicionalmente resultan difíciles de aislar entre sí, algo habitual en el tratamiento de minerales críticos.

La impresión 3D permite adaptar el diseño del cartucho a distintas necesidades industriales. Según la compañía, el formato modular facilita su integración en líneas de producción existentes y posibilita escalar el sistema en función del volumen de residuos a tratar.

Además, varios cartuchos pueden colocarse en secuencia para capturar distintos elementos en una misma corriente líquida, ampliando así el abanico de materiales recuperables.

¿Cuáles son los minerales que suelen quedar atrapados en residuos industriales y electrónicos?

Cada año, millones de toneladas de residuos industriales, relaves mineros y aparatos electrónicos desechados contienen cantidades aprovechables de minerales críticos. Entre ellos se encuentran el litio, el cobalto, el galio o el escandio, fundamentales para la fabricación de chips, imanes, baterías y componentes aeroespaciales.

Pese a su valor estratégico, la recuperación de estos elementos a partir de residuos ha sido limitada por los costes y la complejidad técnica. Los métodos tradicionales suelen requerir grandes infraestructuras, un elevado consumo energético y sustancias químicas que generan impactos ambientales.

Además, no siempre logran niveles altos de pureza ni una separación eficaz de elementos con propiedades similares.

La propuesta de Supra parte de la idea de que los residuos constituyen una fuente infrautilizada. En lugar de depender exclusivamente de la extracción primaria, el modelo apuesta por tratar los desechos como un recurso secundario.

Esto podría contribuir a reducir la presión sobre las cadenas de suministro internacionales, especialmente en un contexto marcado por restricciones a la exportación y tensiones comerciales.

La ciencia detrás de la recuperación de minerales críticos

El desarrollo tecnológico se apoya en la colaboración de especialistas en distintas disciplinas. Entre los investigadores implicados figura Jonathan L. Sessler, referente en química supramolecular, junto a expertos en química de polímeros, semiconductores y dinámica de fluidos.

La combinación de estos campos ha permitido diseñar un sistema que integra reconocimiento molecular y optimización del flujo de líquidos.

La química supramolecular desempeña un papel central al permitir que los receptores incorporados en los polímeros identifiquen y se unan a iones específicos. Esta selectividad es clave para separar minerales críticos presentes en concentraciones bajas o mezclados con otros metales.

Además, la geometría interna del cartucho se ha diseñado para maximizar el contacto entre el fluido y el material absorbente, mejorando la eficiencia del proceso. Al tratarse de un componente reutilizable, el sistema busca reducir costes operativos frente a tecnologías convencionales basadas en grandes instalaciones de refinado.

¿Qué impacto podría tener el cartucho 3D de Supra y qué pasos aguardan?

La recuperación doméstica de minerales críticos tiene implicaciones económicas y estratégicas. Estados Unidos, al igual que la Unión Europea, depende en buena medida de proveedores externos para acceder a materiales considerados esenciales para la industria tecnológica y de defensa.

La diversificación de fuentes y el aprovechamiento de residuos internos podrían reforzar la resiliencia de la cadena de suministro.

Supra ha anunciado planes para poner en marcha sistemas piloto comerciales en los próximos años, así como para colaborar con productores de residuos industriales, refinerías y explotaciones mineras interesadas en recuperar valor de sus corrientes de desecho. El objetivo es validar la tecnología a escala industrial y demostrar su viabilidad económica.

En paralelo, la empresa ha cerrado rondas iniciales de financiación con fondos vinculados al ecosistema universitario y al capital riesgo especializado en tecnología climática e industrial.

Estos recursos se destinarán a optimizar el rendimiento de los cartuchos y ampliar la gama de minerales críticos que pueden capturarse.