Informe Grafeno (Diego Silva)
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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS El grafeno: ¿la nueva amenaza para el cobre? DIRECCIÓN Y GESTIÓN DE PROYECTOS MINEROS Alumno: Diego Silva Calquín Profesor: Marcos Márquez Delgado 11/12/2013 El presente documento muestra una apreciación del autor y una síntesis de información recopilada de distintos medios acerca del Grafeno, desde el punto de vista de sus características, propiedades y potencial amenaza como nuevo sustituto al cobre.
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Analisis del estado actual del grafeno como competidor dle cobre.
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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE MINAS
El grafeno: ¿la nueva amenaza para el cobre?
DIRECCIÓN Y GESTIÓN DE PROYECTOS MINEROS
Alumno: Diego Silva Calquín Profesor: Marcos Márquez Delgado
11/12/2013
El presente documento muestra una apreciación del autor y una síntesis de información recopilada de distintos medios acerca del Grafeno, desde el punto de vista de sus características, propiedades y potencial amenaza como nuevo sustituto al cobre.
El grafeno: ¿la nueva amenaza para el cobre? 1
Diego Silva Calquín, U. de Santiago, 2014.
REFLEXIÓN INICIAL
La posibilidad de que el cobre, viga maestra de la economía, corra la misma suerte del
salitre y sintamos un fuerte impacto como primer productor mundial de metal rojo es
algo que se siente al pensar en el grafeno. En cuanto a política industrial en Chile hay
mucho, pero se hace poco. Nuestra dependencia del cobre y la poca inversión en
ciencia es clara en nuestro país. El grafeno es un compuesto de alta tecnología que
amenaza con sacar del camino al cobre. Y muchos son los que nos advierten del duro
destino de los que solo escarban la tierra, frente a los que se ponen a investigar.
¿QUÉ ES EL GRAFENO?
Se trata de un compuesto de carbono que podría "competirle"
duramente al cobre cuando sus altos costos de producción sean
competitivos.
El grafeno es un compuesto formado por el elemento
fundamental para la vida, el carbono, organizado formando
láminas de paneles hexagonales de carbono, una estructura
plana de tan sólo un átomo de espesor. Es sumamente ligero, por
ejemplo una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77
miligramos. Es el componente estructural básico de todos los
demás elementos grafíticos, incluidos el propio grafito,
los nanotubos de carbono y los fullerenos.
El Premio Nobel de Física de 2010 se les otorgó a Andréy Gueim y a Konstantín
Novosiólov por sus revolucionarios descubrimientos acerca de este material.
¿QUÉ HACE TAN ATRACTIVO AL GRAFENO?
LA MEJOR CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y TÉRMICA EXISTENTE (USOS EN ELECTRÓNICA)
SE CALIENTA POCO AL CONDUCIR ELÉCTRICIDAD Y ADEMÁS SE AUTOENFRÍA
PUEDE SER USADO PARA PRODUCIR ELECTRICIDAD AL SER ALCANZADO POR LUZ
ELÁSTICO Y MUY DURO (CASI COMO EL DIAMANTE Y 200 VECES MÁS QUE ACERO)
SUMAMENTE LIGERO
RAZÓN AREA/VOLUMEN ALTA (FUTURO EN MERCADO SUPERCONDENSADORES)
CON REACCIÓNES SE PUEDE VARIAR SUS PROPIEDADES (GRAN POTENCIAL)
SE AUTOREPARA ATRAYENDO ATOMOS CERCANOS A SU ROTURA
El grafeno: ¿la nueva amenaza para el cobre? 2
Diego Silva Calquín, U. de Santiago, 2014.
¿QUÉ DIFICULTADES TIENE EL GRAFENO?
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN ES DE PEQUEÑA ESCALA
COSTO DE PRODUCCIÓN MUY POR SOBRE EL COBRE
¿UNA AMENAZA PARA EL COBRE?
En el estudio "La minería del Cobre 2012", publicado por el Grupo de Estudios
Internacionales del Cobre, la industria cuprífera cubre un 54 por ciento de la
comercialización de equipamiento electrónico, componentes de vehículos y de
maquinaria industrial para todo el mundo. Dadas las propiedades del grafeno y su
versatilidad, podría competir en esta misma cancha con el cobre que aporta cerca de
un 20 por ciento de los ingresos fiscales de Chile. No obstante, hasta el momento, este
componente que Geim y Novoselov extrajeron con un simple papel celofán, aún no se
encuentra en un estado de producción a gran escala dado que los costos son altos.
Paradójicamente, el grafeno está hecho por uno de los compuestos más abundantes del
planeta: el carbono.
Hoy es complicado el proceso de extracción del grafeno, haciendo del mismo una
piedra preciosa cuyo gramo cuesta U$S 100 dólares, el doble del precio del oro. Y esto
ocurre porque acaba de ser descubierto; los avances en las investigaciones podrían
permitir pronto que se transforme en un producto más común y barato, lo que sería
un gran problema para países productores de cobre, como es el caso de Chile.
TECNOLOGÍAS EN GRAFENO
La resistencia del grafeno al flujo de electricidad es casi cero: es un conductor
eléctrico 1000 veces más eficiente que el cobre y 100 veces mejor que el silicio. Es
ideal para cables de internet, donde se podrán almacenar “on line” 500.000 músicas
en un segundo; para construir filtros capaces de eliminar cualquier impureza,
incluyendo la sal de líquidos o que podría por ejemplo transformar un mar en una
reserva de agua potable. Una botella de grafeno a diferencia de una de plástico es
impermeable contra gases como helio y oxígeno. En muchos casos como el de la leche
triplicaría los plazos del vencimiento. Empresas como IBM y Nokia ya estudian la
creación de tablets con materiales resistentes y pantallas traslúcidas; además de
computadoras de mesa 100 veces más rápidas construidas con chips realizados con
circuitos de grafeno. Para las empresas aéreas la noticia promete cambiar su negocio:
Boeing y Airbus ya están trabajando en aviones cuyas estructuras estén parcialmente
compuestas de grafeno para que reduzcan un 10% el peso de las aeronaves. Esto
permitiría reducir en igual medida el uso de combustible en los vuelos, el principal
gasto que tienen las compañías aéreas. Para esto es necesario mezclar el grafeno con
otras sustancias como el cobre y el aluminio para utilizarlo.
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Diego Silva Calquín, U. de Santiago, 2014.
Se estima que en 20 años habrá técnicas capaces de extraer el grafeno más puro y de
forma barata. Dependerá mucho de las investigaciones que seguramente no tardarán.
Lo demuestra que en 2007 había muy poco avanzado y publicado al respecto; ya en
2011 fueron registrados 10 mil trabajos científicos sobre grafeno en todo el mundo.
En 2012 hubo un registro de 2200 patentes de prototipos de productos hechos con
grafeno sólo en China y otros 1754 hechos en los Estados Unidos
CHINA ENCABEZA AL MUNDO EN PRODUCCIÓN DE GRAFENO
China encabeza al mundo en la producción masiva de películas de grafeno usadas en
la fabricación de teléfonos celulares y de pantallas táctiles de computadora gracias al
inicio de operaciones hoy de una nueva línea de producción.
Dicha línea se encuentra en un parque industrial de grafeno en la municipalidad de
Chongqing, suroeste de China. Puede producir decenas de millones de películas de
grafeno cada año. Se prevé que una base de industrialización de grafeno a nivel estatal
con ingresos de ventas de 100.000 millones de yuanes (16.350 millones de dólares
USA) sea concluida dentro de cinco años, según ejecutivos del parque industrial.
El grafeno es un material relativamente nuevo con propiedades eléctricas, químicas y
mecánicas destacadas que lo vuelven atractivo porque los conductores flexibles se
usan en dispositivos como pantallas táctiles. China encabeza al mundo en la
industrialización del grafeno porque empezó con la producción masiva. Actualmente,
científicos de Europa, Estados Unidos, Japón y la República de Corea están realizando
investigación de laboratorio sobre el grafeno también.
REFLEXIÓN FINAL
Debido a que nuestra actividad industrial es de baja complejidad y se sustenta en la
explotación de recursos naturales y con escaso contenido tecnológico, lo que queda de
manifiesto en indicadores de complejidad económica o de exportaciones de alta
tecnología, es que no pocos viven pensando en que se repita “la historia del salitre”, o
en otras palabras, que algún adelanto tecnológico o productivo amenace la industria
que sostiene buena parte de nuestra economía. Es por ello que nosotros como
personas del rubro minero y miembros de un país tan dependiente de la explotación
de cobre, es que debemos reflexionar frente a esto y ser capaces de generar valor
agregado a nuestro mineral, ser capaces de desarrollar investigación en torno a
potenciar nuestro producto, ser capaces de ser generadores de conocimiento, a modo
de estar bien parados cuando llegue un momento hipotético donde o se encuentre un
mineral alternativo o que los costos y demanda de cobre lleguen a tal que éste llegue a
precio de sustitución y se desplome nuestra industria y nuestra economía país. Por
otro lado los ejecutivos deberían seguir la línea de empresas como BHP Billiton que
poseen carteras de activos de metales muy diversificadas, lo que les confiere una tasa
de riesgo mucho menor frente a distintos escenarios externos.
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Diego Silva Calquín, U. de Santiago, 2014.
REFERENCIAS
http://grafeno.com/
http://www.ojocientifico.com
http://ciperchile.cl
Apuntes de Economía Minera, Usach 2013.
