Startup brasileña reutiliza residuos de minería en el almacenamiento de energía

La empresa desarrolló, con apoyo de FAPESP, un proceso para transformar subproductos en materiales de alta tecnología para baterías

Por Roseli Andrion  |  Agência FAPESP – La transición energética es un tema actual y urgente. Si se le suma la reutilización de residuos de minería, de forma que se agregue valor a la cadena productiva nacional y se ofrezca una solución más eficiente y sostenible, es aún mejor. Y eso es precisamente lo que está desarrollando Teiú Energia, fundada por dos investigadores brasileños: materiales con estos subproductos para el almacenamiento de energía.

La startup surgió durante el doctorado de sus fundadores – ambos investigan sobre almacenamiento de energía. Ellos notaron que, durante la minería de niobio y vanadio en Brasil, grandes cantidades de óxidos de hierro y titanio eran descartadas como residuos. Este material, almacenado en pilas secas, luego se vende a precios muy bajos (alrededor de 16 dólares por tonelada) para enriquecer el mineral de hierro.

Los investigadores, entonces, desarrollaron un proceso para transformar estos subproductos en materiales de alta tecnología para baterías, lo que reduce el impacto ambiental de toda la cadena productiva. Los residuos se combinan con niobio y vanadio, elementos que existen en abundancia en Brasil y que se consideran estratégicos para el almacenamiento de energía. “Un material beneficiado para baterías alcanza precios de entre 10.000 y 20.000 dólares por tonelada”, compara João Victor Bonaldo, cofundador de la startup. Es decir, se agrega valor a lo que antes eran solo residuos.

La diferencia de la tecnología desarrollada por la startup es el equilibrio entre la densidad de potencia y la densidad de energía. Esto permite una gama más amplia de aplicaciones: desde vehículos eléctricos hasta sistemas de almacenamiento estacionario. Además, al utilizar residuos extraídos de la minería, la solución reduce significativamente el impacto ambiental. “En la minería del niobio, por ejemplo, por cada kilo del metal se produce una tonelada de hierro.”

El uso del niobio en las baterías ofrece ventajas. “Permite una carga rápida, aumenta la estabilidad de la celda, incrementa la densidad de energía, es más seguro que el grafito porque es más puro y ofrece la posibilidad de crear una infinidad de materiales”, explica Bonaldo.

La tecnología nacional promete, además, reducir significativamente el costo del almacenamiento de energía. “Aunque el material tiene un costo de producción similar, permite duplicar la eficiencia de la batería”, destaca. “Entonces, el costo de la energía, que sería el watt por dólar, se reduce a la mitad.”

Para el consumidor final, eso representa ahorro y mejor rendimiento. “Las baterías con niobio alcanzan carga completa más rápidamente. Algunos resultados muestran que es posible alcanzar la carga total en 5 minutos – actualmente, se necesitan 30 minutos”, compara.

Paralelamente, como la tecnología permite mayor densidad energética, los vehículos eléctricos pueden ser más livianos y, así, ganar más autonomía. “La batería es como el corazón de la transición energética. Cualquier mejora en ella impacta en todos los demás eslabones del ecosistema.”

Alianzas estratégicas

Teiú Energia desarrolló las ideas iniciales de los materiales durante su participación en el programa Catalisa ICT, del Sebrae (Servicio Brasileño de Apoyo a las Micro y Pequeñas Empresas, organización sin fines de lucro). Posteriormente, obtuvo apoyo del programa Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE), de FAPESP, y llevó a cabo las pruebas de concepto de los materiales y su rendimiento – aún en escala de laboratorio, para determinar cómo se comportarían estos materiales en una celda.

Actualmente, la startup trabaja en la creación de los ánodos y cátodos con los materiales desarrollados y en el montaje de celdas para pruebas. Paralelamente, integra un esfuerzo global para la creación de una cadena de suministro de iones de litio, en el que participan empresas como Petrobras y WEG. “Además, participamos en una incubación cruzada en Sudáfrica. El objetivo era muy similar al nuestro: promover una cadena de minería”, relata.

El nombre de la empresa fue inspirado en un lagarto que existe en toda América Latina y simboliza la visión de los fundadores sobre la necesidad de integración de los países latinoamericanos para escapar del neocolonialismo tecnológico. “Creemos que esta etapa de transición energética es la única forma de escapar del neocolonialismo”, destaca. “Esta es nuestra última oportunidad, y solo sucederá si nos unimos como América Latina, porque aquí tenemos todos los recursos que necesitamos: cobre en Chile, niobio y vanadio en Brasil, y así sucesivamente.”

Perspectivas y próximos pasos

Los materiales ya se encuentran en una fase avanzada de desarrollo y la empresa planea comenzar a producir las primeras celdas tipo botón (como las que se usan en relojes y controles remotos) hacia finales de 2025. En 2026, pretende iniciar la producción piloto tanto del ánodo como del cátodo para, potencialmente, ingresar en la industria a comienzos de 2027.

Para escalar la producción, Teiú Energia ya está asociándose con empresas mineras brasileñas. “Podemos eliminar muchas etapas y ellas están muy abiertas a este proceso”, describe Bonaldo. “Nuestra expectativa es que nuestros materiales sean utilizados en la próxima generación de baterías, especialmente porque sus características ofrecen más beneficios.”

La iniciativa de la startup acompaña una tendencia global en la que diversos países buscan desarrollar sus propias soluciones para reducir la dependencia tecnológica. “Imaginamos que podemos democratizar el acceso a estas tecnologías renovables y reducir la dependencia tecnológica del Sur Global. La transición energética sucederá según la realidad de cada país.”

Esa necesidad de reducir la dependencia se ha observado en diferentes países. “Estados Unidos, por ejemplo, busca desarrollar un material basado en el petróleo para reducir su dependencia”, señala. “Ya hemos ayudado a algunas empresas de allá que intentaban desarrollar grafito a partir de residuos de la minería, en lugar de usar petróleo.”

A su vez, la tendencia a nacionalizar tecnologías de almacenamiento de energía representa una oportunidad para la empresa brasileña. “Actuamos entre quienes extraen minerales y quienes producen baterías. Como hacemos el procesamiento, podemos atender a todos esos mercados, especialmente en América Latina y América del Norte.”

Componentes esenciales para vehículos eléctricos y sistemas fotovoltaicos, las baterías aún tienen un costo elevado, lo que dificulta la democratización de estas tecnologías. “En un vehículo eléctrico, el 75 % del costo proviene de la batería. De la misma manera, añadir almacenamiento a un sistema fotovoltaico duplica el costo de instalación”, explica Bonaldo.

Actualmente, el mercado global de baterías está dominado por China, que controla la producción de grafito – uno de los elementos fundamentales para fabricar estos componentes. “El mundo depende prácticamente al 100 % de China para obtener baterías. China tiene las dos fábricas más grandes, y luego está Corea del Sur, también con dos fábricas.”

Al mismo tiempo, la explotación de cobalto (otro material esencial en la composición de las baterías) en África se realiza muchas veces abusando de los recursos humanos. Brasil, por su parte, no produce ninguno de los dos materiales. “Por eso, estas tecnologías son muy costosas para nosotros. Es necesario que este acceso sea verdaderamente para todos, para que no se vuelva tan estratificado.”

Esta concentración tecnológica y geopolítica vuelve los precios de la tecnología prohibitivos para muchos mercados, especialmente en los países en desarrollo. “Si el futuro debe ser sostenible para todo el mundo, hoy aún estamos lejos de alcanzar esa meta”, critica Bonaldo. Además, el almacenamiento de energía representa uno de los mayores desafíos para la transición energética.