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PFAS: los polémicos 'químicos eternos' que están en todas partes y son esenciales para la tecnología

Cada vez hay más pruebas de que los materiales imprescindibles para la producción de chips son tóxicos para el ser humano y el medio ambiente. Pero aún quedan muchos años para encontrar alternativas seguras.

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Cuando Mark Newman entró en el lobby de un hotel de Tokio para asistir a una conferencia con clientes a fines de 2022, el CEO del gigante químico estadounidense Chemours tuvo la rara experiencia de ser acosado.

"Me sentí como una estrella de rock", recuerda Newman. "La gente me acosaba diciendo: necesitamos más".

El "más" en cuestión es una clase de productos químicos conocidos como PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas), fundamentales para la producción de todo tipo de productos, desde smartphones y trajes de bomberos hasta aviones y autos eléctricos, pero sobre todo microchips. Cualquiera que intentara asegurarse el suministro para este año se iba a llevar un chasco. Según Newman, uno de los principales PFAS "estaba completamente agotado".

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Pero las sustancias químicas tan útiles para los fabricantes de chips y para el desarrollo de la economía mundial basada en datos, también pueden tener importantes efectos sobre la salud y el medio ambiente.

Los políticos están cada vez más preocupados por los riesgos de estas 'sustancias químicas eternas', llamadas así porque no se descomponen fácilmente en el medio ambiente. Estas sustancias se han relacionado con problemas de fertilidad, reducción del crecimiento fetal, enfermedades hepáticas y aumento del riesgo de cáncer en los seres humanos.

En marzo, la Unión Europea inició una consulta pública sobre las propuestas para prohibir hasta 10.000 sustancias químicas de esa clase, con un periodo de 'transición' de 13,5 años para la industria de los chips. De aplicarse, sería "la mayor restricción [de sustancias químicas]... de la historia", según Frauke Averbeck, que dirige la propuesta de Alemania, uno de los cinco países europeos que respaldan la prohibición.

Algunas empresas químicas no están esperando la regulación. En diciembre, 3M anunció que detendría la producción de PFAS para 2025, alegando que los beneficios potenciales no valían los riesgos. Ya se enfrentaba a múltiples demandas por contaminación en el pasado.

Las medidas han hecho saltar las alarmas en las sedes de los principales fabricantes de chips del mundo y de sus proveedores, una larga lista de empresas industriales de punta entre las que figuran Intel, Infineon, TSMC, STMicroelectronics, BASF y muchas otras.

Tras la decisión de 3M, Intel y TSMC convocaron a sus proveedores a reuniones. "Quieren asegurarse de que la producción de chips pueda continuar y no se vea afectada por la salida de 3M", afirma un proveedor estadounidense de equipos para chips de TSMC e Intel. Los proveedores también fueron cuestionados sobre las implicaciones de una prohibición europea y las crecientes restricciones en EE.UU.

3M anunció que detendría la producción de PFAS para 2025, ya que los beneficios no valían los riesgos 

Incluso con el periodo de transición propuesto por la UE, los fabricantes de chips y sus proveedores tendrán que desarrollar toda una nueva clase de productos químicos y revisar los procesos de producción en múltiples sectores. Muchos expertos del sector creen que no es posible en ese plazo.

Pero una prohibición sin productos químicos que sustituyan a los PFAS podría poner en peligro la ambición de Europa, fuertemente subvencionada, de hacerse con el 20% del mercado mundial de chips para 2030, y provocar un efecto dominó en una gama mucho más amplia de industrias, desde las automotrices hasta la energética. El dilema demuestra la dificultad de satisfacer las demandas de la tecnología moderna sin arruinar la salud humana y el medio ambiente.

"Sin algunos PFAS, la producción de chips es sencillamente imposible", afirma un importante ejecutivo europeo del sector. "Todavía no hay alternativas en el mercado".

MATERIALES "MARAVILLOSOS"

Construidos a partir de una cadena de átomos de carbono y flúor enlazados, los PFAS contienen uno de los enlaces más fuertes de la química orgánica, lo que hace que los materiales derivados de ellos sean muy resistentes al agua, el aceite y el calor.

Empresas como Chemours, Daikin de Japón y los fabricantes europeos de productos químicos Arkema y Solvay son líderes en la producción de estos materiales milagrosos.

En la producción de chips, los componentes fabricados o recubiertos con PFAS son muy resistentes a los productos químicos corrosivos utilizados, lo que garantiza la pureza de los procesos de fabricación y apuntala la calidad de los chips de última generación.

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Pero los enlaces son tan fuertes que las moléculas de PFAS de los materiales desechados no se descomponen fácilmente, sino que se acumulan en el medio ambiente y en los órganos. Los científicos están cada vez más preocupados por las graves consecuencias para la salud. Diversos estudios han detectado PFAS en la sangre del 99% de los estadounidenses y niveles inseguros en el agua potable y el suelo en EE.UU. y Europa. La Agencia de Protección del Medio Ambiente estadounidense advirtió de que incluso niveles cercanos a cero de PFAS podrían suponer una amenaza para la salud.

Según el Consejo Nórdico de Ministros, los costos sanitarios europeos relacionados con los PFAS podrían alcanzar los 84.000 millones de euros anuales para el tratamiento de enfermedades vinculadas a la exposición, como daños hepáticos, cáncer de riñón y enfermedades tiroideas.

Pero sustituir los PFAS no es tarea sencilla. Los fluoropolímeros, el tipo de plástico duro de los PFAS, son considerados por muchos ejecutivos del sector químico y de los chips como los más difíciles de sustituir. Se utilizan para fabricar materiales de revestimiento críticos y piezas resistentes a los productos químicos en la cadena de suministro de chips, como en tuberías, bombas y juntas de fábricas. El sector de chips consume el 45% de los fluoropolímeros utilizados en la industria electrónica, según la Agencia Europea de Sustancias y Preparados Químicos.

Uno de los principales proveedores de productos químicos probó sustituir algunas de las 153.000 juntas a base de PFAS utilizadas en su planta de fabricación alemana. "Probamos muchos materiales diferentes, incluidos... los plásticos de los que están hechos los ladrillos de Lego. Pero las fugas de sustancias químicas... eran 1000 veces superiores a las de los materiales a base de PFAS. Eso hace que nuestra planta no sea segura en absoluto", afirma el ejecutivo.

Varios productores de PFAS -Chemours, Daikin, 3M, AGC, Arkema, Solvay y Shandong Dongyue- controlan alrededor del 60% del mercado mundial de fluoropolímeros. Sólo dos -Chemours y la japonesa Daikin- producen el plástico específico de alta gama que puede convertirse en el equipo necesario para la producción de chips avanzados, según confirmaron las comprobaciones de FT.

Según Newman, de Chemours, las incertidumbres regulatorias obstaculizan los planes de expansión de la capacidad para satisfacer la creciente demanda del sector de los chips. La posible prohibición de la UE sabotearía los planes europeos en materia de chips, expulsaría las inversiones del bloque y, añade, sería "inaplicable".

Los PFAS son esenciales para la fabricación de todo tipo de productos, desde smatphones hasta microchips

Muchas de las empresas químicas, como Bayer, Arkema y Solvay, sostienen que la UE debería adoptar un enfoque "diferenciado" para regular los PFAS. Los que no se haya demostrado que no son seguros, y que son fundamentales para industrias clave, deberían permitirse, sostienen varios ejecutivos.

Pero Chemtrust, una organización ecologista, calcula que se tardarían miles de años en determinar la seguridad de cada compuesto, porque son muchos.

"Diferenciado" ya se ha intentado antes. Cuando en el pasado se restringieron determinadas sustancias químicas, dice el profesor William Dichtel de la Universidad Northwestern, "simplemente los sustituyeron por otros PFAS que ahora demuestran ser igual de malos o incluso potencialmente peores".

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"Al regularlos se crea un enorme incentivo financiero... para ofrecer soluciones que sean más seguras".

EL RELOJ ESTÁ CORRIENDO

Algunos químicos y ecologistas creen que la industria de los chips no se ha esforzado lo suficiente por encontrar soluciones más seguras.

Sin embargo, las empresas insisten en que han intentado encontrar alternativas. TSMC -el mayor fabricante de chips del mundo, con Apple, Nvidia y Qualcomm como clientes- viene trabajando en sustitutos desde 2006 y afirma haber "avanzado" en la fotolitografía, que coloca circuitos integrados precisos en obleas de silicio.

Aunque TSMC afirma que quiere prescindir de los PFAS en el futuro, no aclara cuándo. "Llevará tiempo verificar los nuevos productos químicos y materiales que utilizamos en los procesos de fabricación", afirma.

Bosch, la empresa alemana de ingeniería que suministra chips a la industria automovilística, también afirma que se necesita más tiempo para el cambio, haciéndose eco de la opinión de que una norma legal que prohíba los PFAS "demasiado pronto" pondrá en peligro la competitividad de Europa.

Kevin Gorman, vicepresidente senior de Merck, proveedor clave de la industria de chips, afirma que los científicos de la empresa llevan trabajando en alternativas libres de PFAS desde 2020. "Se necesita más trabajo para llevarlas al nivel necesario para su uso comercial", afirma. "Todavía faltan varios años".

Pero está claro que el reloj está corriendo. Apple, uno de los mayores usuarios de estas sustancias químicas, se comprometió el año pasado a eliminarlas a largo plazo.

"Sin algunos PFAS, la producción de chips es sencillamente imposible", dijo un alto ejecutivo del sector

Estas promesas han abierto oportunidades a posibles disruptores. Impermea Materials, con sede en Massachusetts, trabaja en soluciones sin PFA para envases alimentarios y textiles, y ahora se aventura en el sector tecnológico.

"Nadie estaba dispuesto a cambiar a materiales sin PFAS porque su argumento era que los PFAS funcionan muchísimo mejor que todas las alternativas", afirma David Zamarin, fundador y CEO de Impermea. "Pero ahora, con tanta normativa, las cosas podrían cambiar".

Pero los clientes tendrán que aceptar que los productos nuevos costarán inicialmente más. "Nuestras soluciones, en un caso para un revestimiento electrónico, podrían ser tres veces más caras de lo que buscan nuestros clientes potenciales", dice Zamarin.

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Sin embargo, incluso los que creen que los PFAS deberían prohibirse coinciden con la industria en que las alternativas no estarán disponibles pronto. Zhanyun Wang, especialista en PFAS e investigador en Empa, el Laboratorio Federal Suizo de Ensayo e Investigación de Materiales, calcula que pasarán más de 10 años antes de que cualquier nuevo producto químico se adopte de forma generalizada.

LA BATALLA POR LA REGULACIÓN

FT se puso en contacto con más de 20 proveedores de chips de Europa, EE.UU. y Asia para preguntarles por sus planes en materia de PFAS.

Sólo unos pocos, entre ellos TSMC, Merck y Bosch, dijeron que tenían un plan de reducción a largo plazo para eliminar las sustancias químicas. Intel se ha comprometido a no utilizar 'nuevos' PFAS en su cadena de suministro.

Empresas como Samsung, Nvidia, Qualcomm, Broadcom, Texas Instruments, GlobalFoundries, ADI, ASML, NXP, Infineon, STMicroelectronics, Lam Research, Applied Materials y BASF se negaron a responder, o remitieron las preguntas a asociaciones industriales y grupos de lobby.

Incluso quienes creen que los PFAS deberían prohibirse dicen que las alternativas no estarán disponibles pronto

La industria ha reclutado asesores para presentar peticiones a Bruselas con la esperanza de retrasar la prohibición u obtener exenciones. Una cuarta parte de las empresas, que gastan más de 3 millones de euros al año en presionar a la UE, son importantes químicos: Bayer, Dow Europe y BASF.

Según LobbyFacts, una herramienta para investigar las actividades de los grupos de lobby en las instituciones de la UE, en 2022 gastaron 12 millones de euros en PFAS o en el marco de la UE para regular las sustancias químicas tóxicas, denominado Reach.

El Consejo Europeo de la Industria Química gastó 10 millones de euros el año pasado en actividades de presión en la UE en general y celebró al menos cinco reuniones de alto nivel con funcionarios de la UE en el segundo semestre de 2022 sobre Reach, en cuyo marco se enmarcaría cualquier normativa sobre PFAS.

"El sector ha conseguido sistemáticamente diluir o aplazar la normativa destinada a proteger la salud humana y prevenir la contaminación ambiental", afirma Vicky Cann, investigadora de Corporate Europe Observatory researcher.

Según Mikael Kahn, experto en PFAS de Suez, uno de los principales grupos mundiales de residuos y agua, la normativa es necesaria para igualar las condiciones de las empresas, preocupadas por las desventajas competitivas.

"Harán falta miles de millones de dólares de inversión de la industria electrónica y de chips cada año para contener la contaminación por PFAS", afirmaKahn.

"Si no hay presiones regulatorias, ningún fabricante de chips o empresa tecnológica querrá un aumento significativo de los costos o gastar mucho dinero si son los únicos que asumen el costo", añade Kahn.

Algunos grupos de lobby de la industria química admiten que las empresas tendrán que aceptar la inevitabilidad de unas restricciones más estrictas.

En lugar de luchar contra la prohibición, "el mejor planteo podría ser buscar tiempo ilimitado para [exenciones a la prohibición] para algunas aplicaciones industriales vitales después de que la restricción siga adelante", afirma Andreas Geiger, socio director de Alber & Geiger, un estudio de abogados especializado en relaciones gubernamentales de la UE.

Eso no significa que la industria de los chips deba seguir con el statu quo.

Martin Mulvihill, químico y fundador de Safer Made, una empresa de venture capital dedicada a las tecnologías limpias, cree que estas sustancias químicas se utilizan en exceso.

"Ya hemos visto en ciertos sectores, como el alimentario y el textil, que hemos sido absolutamente capaces de eliminar los PFAS", afirma Mulvihill. "No digo que podamos llegar al 100% de eliminación [en el sector de chips], pero apuesto a que podemos deshacernos del 70-80%".

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