lunes, 15 de abril de 2024

Un asunto de pura química: ¿de qué está hecho nuestro dispositivo móvil?

En un teléfono móvil hay más de 70 elementos químicos distintos. Sin las rocas y minerales que extraemos de las minas, los móviles serían imposibles de fabricar.


En las carcasas de los móviles suele encontrarse carbono y aluminio, entre otros elementos.

En la carcasa encontramos carbono (C), hidrógeno (H), magnesio (Mg) y aluminio (Al), entre otros. La cubierta no solo se diseña para que sea vistosa: el níquel (Ni), por ejemplo, se usa como escudo para mitigar las interferencias electromagnéticas y el bromo (Br) como retardante del fuego.

Cabe aclarar que, en realidad, los elementos no aparecen siempre de forma aislada, sino unidos a otros  formando compuestos, aleaciones u otras sustancias. En el caso de las carcasas, son comunes las aleaciones de magnesio y aluminio.

Los cables del futuro ya están entre nosotros

Las personas que crecieron en los 80 abrían un aparato electrónico y se encontraban algún que otro cable. Si abrimos un móvil moderno es muy posible que no veamos ni un solo cable. Y es que hace décadas que los "cables" están impresos en placas de silicio (Si). Al igual que las conexiones, en las que se usan cobre (Cu), plata (Au), platino (Pt), paladio (Pd), tantalio (Ta) y oro (Au).

Un dato que no deja indiferente: en un kilogramo de móvil hay 100 veces más de oro que en un kilogramo del mineral del que se extrae el oro. Por otra parte, la mayoría de las soldaduras se realizan con estaño (Sn) acompañado de plomo (Pb), aunque también se emplea germanio (Ge) y bismuto (Bi).

Los circuitos impresos usan habitualmente cobre sobre silicio.

Nuestra preciada pantalla

La  pantalla es el medio de interacción con el usuario y uno de los aspectos más importantes a tener en cuenta. El indio (In) y el mencionado estaño son los responsables de que podamos usar la pantalla con nuestros dedos. El indio tiene la característica de que es transparente y además conductor de la electricidad. A pesar de que solo hay 0,02 g. de indio en un móvil, se estima que se acabarán las reservas mundiales para el año 2030. ¿Será el grafeno el sustituto? No es un elemento químico en sí, sino un derivado del carbono, y su flexibilidad y resistencia lo hacen un buen candidato.

Dependemos, también, de las tierras raras irremediablemente, así que en la pantallas se puede encontrar itrio (Y), lantano (La), terbio (Tb), praseodimio (Pr), europio (Eu), disprosio (Dy) y gadolinio (Gd).

Imanes en nuestros bolsillos

En los móviles están presente imanes por varios motivos: altavoces, micrófonos y sistemas de vibración. Se usan habitualmente imanes de neodimio (Nd) aleaciones de hierro (Fe) y boro (B), aunque también están presente en ocasiones los de praseodimio y disprosio.

Es la segunda vez que aparece el disprosio, una tierra rara. El 95 % de las tierras raras a nivel mundial es propiedad de China. Podemos imaginar lo que eso significa a nivel geopolítico...

Las baterías, ese dolor de cabeza

Con las baterías todos hemos tenido problemas. Que se agota rápido, que se estropea, etc. Lo más extendido y que, a su vez, lleva más tiempo con nosotros son las baterías de litio (Li), aunque en realidad están fabricadas con óxido de cobalto (Co) de litio y carbono en forma de grafito. Suelen estar recubiertas de una capa de aluminio.

Aquí entra de nuevo en acción el grafeno, pues es una alternativa que podría tomar partido en el futuro, al igual que las baterías de silicio. Por supuesto que hay muchos más candidatos y es un tema de estudio emergente en los últimos años.

La cámara de fotos

Ya hablamos de la pantalla, en la que hay un óxido capaz de detectar el toque de nuestros dedos. ¿Pero qué pasa con el cristal de las cámaras? Evidentemente no es el mismo. Suele usarse zafiro, que se compone de óxido de aluminio más cromo (Cr) y titanio (Ti), que es un mineral muchísimo más duro que el vidrio habitual. La dureza es la forma de medir la resistencia de un mineral a ser rayado. Esto significa que el vidrio de zafiro nos dará mejor resultado, pues tendremos imágenes más nítidas.

Los componentes electrónicos

Hay muchos componentes electrónicos en un móvil y, para fabricarlos, se usan muchos elementos. No es el objetivo aquí estudiar las leyes que gobiernan la electrónica, pero sí mencionar algunos de estos componentes.

El ya citado tantalio es utilizado en la fabricación de condensadores, que son componentes clave en la electrónica de los dispositivos móviles modernos. Estos condensadores son importantes porque permiten que los dispositivos se carguen rápidamente y se mantengan cargados durante períodos prolongados. Además, es utilizado en otros componentes, como diodos y resistencias.


Gracias al tantalio las baterías se cargan rápidamente y se mantienen cargadas durante períodos prolongados.

El wolframio (W) (también llamado tungsteno, que se extrae de la wolframita, se utiliza en los teléfonos móviles para fabricar filamentos de luz LED. Estos filamentos son más eficientes y duraderos que las lámparas convencionales y, por lo tanto, son una opción popular para la iluminación de las pantallas de los teléfonos móviles. También se utiliza tungsteno en otros componentes electrónicos, como contactos eléctricos y microprocesadores, debido a su alta resistencia y capacidad para mantener sus propiedades en condiciones extremas.

El lado oscuro de algunos de estos minerales

Los "minerales de conflicto" son minerales que se extraen en áreas afectadas por conflictos armados y violaciones de los derechos humanos, especialmente en países en desarrollo. Estos minerales suelen estar asociados con la financiación de grupos armados y la exacerbación de los conflictos debido a su valor económico y estratégico en la industria global.

Entre ellos se encuentran varios de los ya mencionados como el tungsteno, el oro, el estaño y el tantalio. La explotación de recursos minerales en estas regiones a menudo se lleva a cabo en condiciones de trabajo peligrosas e inhumanas, con graves consecuencias para los trabajadores y las comunidades locales.

Para abordar este problema, se han implementado diversas iniciativas a nivel internacional, incluidas regulaciones y estándares de transparencia en la cadena de suministro de minerales, así como programas de certificación y etiquetado que buscan garantizar que los minerales comercializados no provengan de áreas afectadas por conflictos o violaciones de derechos humanos.

Sin embargo, sigue siendo un desafío complejo debido a la naturaleza globalizada de la industria de los minerales y la dificultad de rastrear y controlar completamente la cadena de suministro.