{"id":503478,"date":"2024-02-12T10:49:17","date_gmt":"2024-02-12T13:49:17","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=503478"},"modified":"2024-02-12T10:49:17","modified_gmt":"2024-02-12T13:49:17","slug":"el-destino-de-los-paneles-solares-al-final-de-su-vida-util","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-destino-de-los-paneles-solares-al-final-de-su-vida-util\/","title":{"rendered":"El destino de los paneles solares al final de su vida \u00fatil"},"content":{"rendered":"

En un galp\u00f3n de 2.000 metros cuadrados del municipio de Valinhos, en el interior del estado de S\u00e3o Paulo, se han venido almacenando, mes a mes, cientos de paneles solares. Tan solo en el mes de mayo, el material acopiado, b\u00e1sicamente m\u00f3dulos inutilizados para la producci\u00f3n de energ\u00eda fotovoltaica, lleg\u00f3 a sumar 80 toneladas (t). No se trata de una nueva central de energ\u00edas renovables, sino de una empresa inaugurada hace poco m\u00e1s de tres a\u00f1os que ha decidido apostar por un mercado a\u00fan incipiente, pero en expansi\u00f3n, que se disparar\u00e1 en los pr\u00f3ximos a\u00f1os: el reciclado de los paneles solares desechados.<\/p>\n

\u201cEl a\u00f1o pasado tuvimos un crecimiento superior a un 700 % en cuanto al volumen de material recibido y las proyecciones para este a\u00f1o son mucho mayores\u201d, dice el empresario Leonardo Duarte, de 27 a\u00f1os, fundador de SunR, una de las pocas empresas de Brasil dedicadas exclusivamente al reciclado de m\u00f3dulos fotovoltaicos fuera de servicio. \u201cDesde nuestra apertura, hemos recibido m\u00e1s de 25.000 paneles, lo que equivale a 730 toneladas de material\u201d, dice.<\/p>\n

Qu\u00e9 hacer con los paneles solares en desuso es una cuesti\u00f3n que ha venido plante\u00e1ndose en todo el mundo, especialmente en pa\u00edses europeos como Alemania, que empez\u00f3 a incorporar la energ\u00eda solar a\u00fan en la d\u00e9cada 1990. La vida \u00fatil estimada de los paneles solares es de 25 a 30 a\u00f1os, y una gran cantidad de m\u00f3dulos en suelo europeo y en otros lugares ya se ha convertido en chatarra.<\/p>\n

Un informe elaborado en 2016 por la Agencia Internacional de Energ\u00edas Renovables (Irena) a prop\u00f3sito de la gesti\u00f3n de los paneles solares fotovoltaicos al completar su vida \u00fatil advierte que el volumen anual de estos residuos a principios de la d\u00e9cada de 2030 llegar\u00e1 a acumular entre 1,7 y 8 millones de toneladas. Para 2050, este tipo de material de descarte podr\u00eda llegar a sumar en todo el planeta unos 78 millones de toneladas.<\/p>\n

Por otra parte, en 2016, la agencia estim\u00f3 que el valor de los materiales susceptibles de recuperarse de estos dispositivos podr\u00eda llegar a 450 millones de d\u00f3lares en 2030, un monto suficiente para volver a fabricar 60 millones de paneles solares. Veinte a\u00f1os m\u00e1s tarde, el valor de los productos reciclados superar\u00eda los 15.000 millones de d\u00f3lares, cantidad suficiente para producir 2.000 millones de paneles, seg\u00fan las proyecciones de la Irena.<\/p>\n

El 90 % de los m\u00f3dulos, aproximadamente, est\u00e1 compuesto por vidrio y aluminio, pero tambi\u00e9n contiene una peque\u00f1a proporci\u00f3n de metales valiosos, como plata y cobre, aparte de otras sustancias m\u00e1s contaminantes, como plomo y pol\u00edmeros (v\u00e9ase la infograf\u00eda<\/em>). En Brasil, donde la tecnolog\u00eda fotovoltaica comenz\u00f3 a adoptarse a gran escala a partir del decenio de 2010, el tema cobrar\u00e1 proporciones significativas dentro de unos a\u00f1os, pero ya est\u00e1 empezando a generar preocupaci\u00f3n.<\/p>\n\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span>\n

\u201cEl mayor error es creer que los residuos solo empezar\u00e1n a acumularse al cabo de 30 a\u00f1os. Nada m\u00e1s equivocado\u201d, dice Duarte, quien trabaja directamente con centrales, ensambladoras e importadoras de m\u00f3dulos solares en todo Brasil. \u201cSeg\u00fan nuestros c\u00e1lculos, m\u00e1s del 7 % de los paneles solares se desecha antes de que alcancen los 15 a\u00f1os de vida \u00fatil\u201d.<\/p>\n

Los accidentes durante su traslado, carga y descarga, errores en su instalaci\u00f3n o de mantenimiento, eventos externos como tormentas e incendios, sumado al descarte en la producci\u00f3n de las ensambladoras de paneles, son algunos de los motivos se\u00f1alados por el empresario para el retiro anticipado o la p\u00e9rdida de los m\u00f3dulos de silicio cristalino. Este material es el elemento semiconductor que se emplea en la mayor\u00eda de los paneles solares que se comercializan en Brasil y en el resto del mundo.<\/p>\n

Las capas de pol\u00edmero adhesivo que protegen el producto de la exposici\u00f3n a la intemperie dificultan su desguace y reciclado. La parte m\u00e1s f\u00e1cil de recuperar en el proceso es la estructura de aluminio y los cables de cobre exteriores. A continuaci\u00f3n, viene el vidrio, que constituye una proporci\u00f3n importante del panel (de un 70 % a un 95 %) y cuya industria de reciclado ya est\u00e1 afianzada. Otros materiales presentes en las c\u00e9lulas solares plantean un reto mayor. Plata, esta\u00f1o, cobre y el propio silicio son elementos valiosos, aunque la cantidad es \u00ednfima en comparaci\u00f3n con el vidrio. No obstante, los expertos estiman que ellos representan m\u00e1s de un 40 % del valor de los paneles.<\/p>\n

\u201cLa separaci\u00f3n de los materiales no es una tarea sencilla. Todav\u00eda hace falta mucha investigaci\u00f3n y desarrollo para avanzar en este sentido\u201d, dice el f\u00edsico Carlos Frederico de Oliveira Graeff, de la Facultad de Ciencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en campus de la ciudad de Bauru, quien trabaja en el desarrollo de los paneles solares. Uno de sus proyectos m\u00e1s recientes, que cont\u00f3 con el apoyo de la FAPESP, tiene por objeto investigar la estabilidad de las c\u00e9lulas solares de perovskita, un elemento semiconductor cuya eficiencia es superior a la del silicio, pero de momento es poco duradero (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 260<\/em><\/a>).<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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M\u00e1s all\u00e1 de la disminuci\u00f3n de los residuos y las emisiones de carbono asociadas a ellos, el reciclado de los m\u00f3dulos fotovoltaicos tambi\u00e9n tiene el potencial de reducir el consumo de energ\u00eda necesario para la explotaci\u00f3n y producci\u00f3n de los materiales originales, como la plata y el silicio, as\u00ed como de mitigar el impacto ambiental asociado a la extracci\u00f3n de estos metales. \u201cEn teor\u00eda, podr\u00eda reutilizarse m\u00e1s de un 95 % del material que constituye los paneles\u201d, dice. \u201cEste es un mercado en ciernes\u201d, dice Graeff.<\/p>\n

El f\u00edsico Francisco das Chagas Marques, del Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin de la Universidad de Campinas (Unicamp), investigador del \u00e1rea de la energ\u00eda fotovoltaica, afirma que el principal desaf\u00edo es el desarrollo de una tecnolog\u00eda de reciclado rentable, ya que los procesos actuales son costosos y, por ahora, no cubren los costos operativos. \u201cLo habitual ha sido centrarse solamente en la recuperaci\u00f3n del cobre de los cables, el aluminio de los marcos y el vidrio\u201d, detalla.<\/p>\n

Seg\u00fan el investigador, esta es un \u00e1rea en desarrollo, especialmente en Estados Unidos y Europa. No hay fabricantes de paneles solares en Brasil. Los m\u00f3dulos se importan o \u00fanicamente se ensamblan en el pa\u00eds, utilizando c\u00e9lulas de silicio que tambi\u00e9n vienen del exterior, al igual que el vidrio, la pasta de plata, los encapsuladores y otros elementos, subraya Marques. El mayor productor mundial de paneles solares es China.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves\/Revista Pesquisa FAPESP<\/span>M\u00f3dulos almacenados en un dep\u00f3sito de la empresa recicladora SunR, de Valinhos, en el interior paulistaL\u00e9o Ramos Chaves\/Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/p><\/div>\n

En la empresa SunR, de Valinhos, luego de la extracci\u00f3n de la estructura de aluminio, los componentes electr\u00f3nicos y los conectores, los paneles son sometidos a un proceso de trituraci\u00f3n mec\u00e1nica. El material pasa por un cribado densim\u00e9trico y granulom\u00e9trico, en el que se separa el vidrio de los metales. \u201cNuestro material de salida incluye aluminio, cableado, caja de conexiones, pl\u00e1stico, vidrio y una mezcla de varios metales, entre los que se cuentan silicio, plata, cobre, esta\u00f1o y otros\u201d, dice Duarte.<\/p>\n

Esta mezcla de metales, se\u00f1ala, se vende a industrias interesadas en su separaci\u00f3n qu\u00edmica. \u201cComo el volumen met\u00e1lico del panel es reducido, no tiene sentido que nos transformemos en una industria qu\u00edmica para hacerlo; nuestro proceso es 100 % mec\u00e1nico\u201d, dice. \u201cDisponemos de soluciones viables, pero que no garantizan el aprovechamiento de todo el material. Estamos estableciendo nuevas colaboraciones y estudios para sacar el m\u00e1ximo provecho de cada uno de ellos\u201d. Seg\u00fan Duarte, el porcentaje de la mezcla met\u00e1lica que llega a reciclarse depende del comprador, es decir, si este pretende aprovechar la totalidad de los materiales o \u00fanicamente la plata o el silicio.<\/p>\n

En el exterior, algunas empresas prometen reciclar m\u00e1s del 90 % de los materiales que componen los paneles solares, incluyendo la plata y el cobre. La firma francesa Rosi, con sede en Grenoble, inaugur\u00f3 en junio su primera planta industrial, donde afirman que se utilizan procesos f\u00edsicos, t\u00e9rmicos y qu\u00edmicos para una separaci\u00f3n adecuada de los materiales. En Estados Unidos, SolarCycle fue fundada en 2022 en California como una startup<\/em>, y ha construido un centro de reciclado en Texas, donde informan que extraen el 95 % del valor de los materiales de los paneles solares y los reintroducen en la cadena de suministros.<\/p>\n

La empresa estadounidense desarroll\u00f3 m\u00e1quinas especiales que extraen el vidrio del panel completo, una vez retirados el marco, los cables y la caja de conexiones. El resto de los materiales se separan: por un lado, el pl\u00e1stico, por otro los metales (mayoritariamente silicio met\u00e1lico, cobre, plata, plomo y esta\u00f1o). De momento, los metales se venden a terceros, pero la empresa est\u00e1 a punto de inaugurar una nueva planta en la que realizar\u00e1 el proceso qu\u00edmico de recuperaci\u00f3n de los metales, principalmente plata y silicio.<\/p>\n\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span>\n

En Alemania, investigadores del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energ\u00eda Solar y del Centro Fraunhofer para la Tecnolog\u00eda Fotovoltaica de Silicio anunciaron en 2022 el desarrollo de una soluci\u00f3n conjunta con la mayor empresa local de reciclado, Reiling GmBH & Co. KG. El Instituto Fraunhofer es una asociaci\u00f3n alemana de investigaci\u00f3n que cuenta con 76 unidades en todo el pa\u00eds con diferentes enfoques en ciencia aplicada. El proceso apunta a la recuperaci\u00f3n del silicio de los m\u00f3dulos desechados y a su reutilizaci\u00f3n para producir nuevas c\u00e9lulas solares mediante la tecnolog\u00eda Perc (Passivated Emitter Rear Cell), que se emplea en las nuevas generaciones de paneles solares, con c\u00e9lulas fotovoltaicas m\u00e1s delgadas.<\/p>\n

Tras pasar por el proceso de reciclado mec\u00e1nico y separaci\u00f3n de otros materiales, los fragmentos de las c\u00e9lulas solares con un tama\u00f1o de entre 0,1 y 1 mil\u00edmetro son sometidos a un ataque qu\u00edmico. A continuaci\u00f3n, se transforman en lingotes de silicio monocristalino de los que se obtienen los wafers<\/em> (obleas o l\u00e1minas que componen los paneles).<\/p>\n

Entre los cofundadores de la empresa estadounidense SolarCycle se encuentra el ingeniero brasile\u00f1o Pablo Ribeiro Dias, actual Director de Tecnolog\u00eda de la firma, quien obtuvo su t\u00edtulo de grado, un m\u00e1ster y un doctorado en ingenier\u00eda en la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS). Junto con Hugo Marcelo Veit, director de su tesina de maestr\u00eda, Ribeiro Dias invent\u00f3 un m\u00e9todo espec\u00edfico para extraer y recuperar la plata de los m\u00f3dulos fotovoltaicos, con una eficiencia de entre el 92 % y el 94 %, utilizando procesos mec\u00e1nicos con molinos e hidrometal\u00fargicos con soluciones \u00e1cidas y sales para promover la lixiviaci\u00f3n y decantaci\u00f3n del metal.<\/p>\n

La patente de la tecnolog\u00eda le fue concedida por el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) el a\u00f1o pasado. \u201cEl proceso a escala industrial todav\u00eda no ha sido adoptado por ninguna empresa\u201d, dice Veit, quien no forma parte del equipo de SolarCycle y trabaja a tiempo completo en la UFRGS. \u201cSi alguna compa\u00f1\u00eda quisiera hacer el proceso a escala industrial en Brasil, tiene que solicitar la licencia\u201d. Esta patente solamente est\u00e1 protegida en Brasil.<\/p>\n

Los dos investigadores han presentado otras dos solicitudes de patente, una de las cuales se refiere a un m\u00e9todo desarrollado en Australia; Ribeiro Dias hizo parte de su doctorado en la Universidad Macquarie y Veit realiz\u00f3 estudios posdoctorales en la Universidad de Nueva Gales del Sur, ambas en S\u00eddney. \u201cEl segundo m\u00e9todo es m\u00e1s un proceso qu\u00edmico que mec\u00e1nico, pero utiliza un disolvente org\u00e1nico, mientras que el primero emplea \u00e1cidos, para recuperar no solamente la plata sino tambi\u00e9n otros componentes. Es un m\u00e9todo un poco m\u00e1s amplio\u201d, explica el profesor de la UFRGS.<\/p>\n

La tercera solicitud de patente se present\u00f3 en Australia en 2021 y se refiere a otra tecnolog\u00eda con un proceso mec\u00e1nico y qu\u00edmico para reciclar todos los componentes de los paneles solares. Ninguno de los tres m\u00e9todos patentados por los investigadores brasile\u00f1os se utiliza en SolarCycle, que emplea otra ruta de reciclado.<\/p>\n

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Carl de Souza\u2009\/\u2009AFP via Getty Images<\/span>Central de energ\u00eda solar fotovoltaica en Pirapora, Minas Gerais, una de las mayores de Am\u00e9rica LatinaCarl de Souza\u2009\/\u2009AFP via Getty Images<\/span><\/p><\/div>\n

Seg\u00fan Veit, diversos grupos de investigaci\u00f3n de todo el mundo intentan desarrollar m\u00e9todos m\u00e1s eficaces para el reciclado de m\u00f3dulos. \u201cEl costo de fabricaci\u00f3n de un panel no es algo que pueda ignorarse, ya que consume muchas materias primas. El inter\u00e9s en este campo est\u00e1 creciendo porque el volumen y la cantidad de paneles desechados han empezado a llamar la atenci\u00f3n\u201d, comenta Veit.<\/p>\n

Los resultados de los estudios sobre el reciclado de paneles solares del equipo de Rio Grande do Sul se publicaron en las revistas Resources<\/em>, Conservation and Recycling<\/em>, en 2021, y Renewable and Sustainable Energy Reviews<\/em>, en 2022. El proceso descrito en uno de estos art\u00edculos proporcion\u00f3 las directrices a SolarCycle, pero fue modificado, dice Dias. En la actualidad, la empresa no adopta las tecnolog\u00edas descritas en las solicitudes de patente brasile\u00f1a o australiana.<\/p>\n

\u201cTuvimos que evolucionar ese proceso en varias capas. Hoy en d\u00eda es m\u00e1s avanzado. Con nuestra tecnolog\u00eda, podemos retirar todo el vidrio del panel antes de separar los metales y los pl\u00e1sticos. Es una forma diferente y mucho m\u00e1s eficaz y eficiente de reciclar los paneles\u201d, comenta Dias.<\/p>\n

Los expertos sostienen que, adem\u00e1s de la tecnolog\u00eda, se necesitan mecanismos pol\u00edticos y organismos reguladores para desarrollar y promover un tratamiento adecuado de los residuos industriales de los paneles. La actual Ley n\u00ba 12.305\/2010, la Pol\u00edtica Nacional de Residuos S\u00f3lidos, no alude ni expl\u00edcita ni espec\u00edficamente a los m\u00f3dulos solares.<\/p>\n

\u201c\u00bfQui\u00e9n y en qu\u00e9 medida es responsable de los residuos procedentes de los sistemas fotovoltaicos?\u201d, plantea el ingeniero el\u00e9ctrico Cl\u00f3vis B\u00f4sco Mendon\u00e7a Oliveira, docente de la Universidad Federal de Maranh\u00e3o (UFMA), quien public\u00f3 este a\u00f1o un art\u00edculo de revisi\u00f3n sobre el tema en la revista Social Sciences & Humanities Open<\/em>, junto con su estudiante de maestr\u00eda Nelson Monteiro de Sousa y Darliane Cunha, docente de la maestr\u00eda profesional en Energ\u00eda y Medio Ambiente de la UFMA.<\/p>\n

\u201cSe necesitar\u00e1n soluciones tecnol\u00f3gicas m\u00e1s eficientes y el desarrollo de procesos que aborden cabalmente los problemas que surgen al final del ciclo de vida de los sistemas fotovoltaicos\u201d, subrayan los autores en el art\u00edculo. \u201cCon todo, a\u00fan es necesario m\u00e1s: tambi\u00e9n habr\u00e1 que desarrollar y aplicar mecanismos pol\u00edticos y marcos reguladores en la fase final de la vida \u00fatil para preparar, fomentar y desarrollar aplicaciones adecuadas para el tratamiento de los residuos industriales\u201d.<\/p>\n

Para Oliveira, la discusi\u00f3n de los aspectos normativos es una cuesti\u00f3n urgente. \u201cSi solamente dispusi\u00e9ramos de una ley espec\u00edfica para este tema dentro de 20 a\u00f1os, solo tendremos un retorno efectivo dentro de 40 a\u00f1os, ya que no se puede dar marcha atr\u00e1s en una norma como \u00e9sta, que implica un costo financiero. Tenemos que actuar ya mismo\u201d. Los pa\u00edses de la Uni\u00f3n Europea, Jap\u00f3n y Canad\u00e1, que han avanzado m\u00e1s en este campo, ya han actualizado su legislaci\u00f3n al respecto.<\/p>\n

Proyecto
\n<\/strong>Optimizaci\u00f3n de la estabilidad de las c\u00e9lulas solares de perovskita (no<\/sup>\u200920\/12356-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico; Investigador responsable <\/strong>Carlos Frederico de Oliveira Graeff (Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$\u20091.914.365,90.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>DIAS, P. et al<\/em>. Comprehensive recycling of silicon photovoltaic modules incorporating organic solvent delamination \u2013 technical, environmental and economic analyses<\/a>. Resources, Conservation and Recycling<\/strong>. v. 165. feb. 2021.
\nDIAS, P. R. et al<\/em>. High yield, low cost, environmentally friendly process to recycle silicon solar panels: Technical, economic and environmental feasibility assessment<\/a>. Renewable and Sustainable Energy Reviews<\/strong>. v. 169. nov. 2022.
\nSOUSA, N. M. et al<\/em>. Photovoltaic electronic waste in Brazil: Circular economy challenges, potential and obstacles.<\/a> Social Sciences & Humanities Open<\/strong>. v. 7. 2023.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El desechado y el reciclado de los m\u00f3dulos fotovoltaicos conllevan retos ambientales y oportunidades en el marco de la transici\u00f3n energ\u00e9tica","protected":false},"author":468,"featured_media":503479,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[296],"coauthors":[778],"class_list":["post-503478","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-energia-es","position_at_home-sumario"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/503478","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/468"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=503478"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/503478\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":503516,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/503478\/revisions\/503516"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/503479"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=503478"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=503478"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=503478"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=503478"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}