- La fabricación de microchips y smartphones requiere agua ultrapura y grandes volúmenes de agua dulce, con unos 130 litros por chip y hasta 16.000 por móvil.
- La industria de semiconductores depende de seis etapas clave en las que el agua es esencial, y afronta riesgos ambientales, regulatorios y de escasez hídrica.
- Grandes tecnológicas impulsan eficiencia, reciclaje y proyectos de restauración de agua, mientras surgen tecnologías de tratamiento avanzadas como la PFRO.
- Una gestión sostenible del agua reduce costes, mejora la resiliencia del negocio y responde a la creciente presión social y ambiental sobre el uso del recurso hídrico.
Vivimos rodeados de tecnología hasta el punto de que, sin darnos cuenta, nuestra vida diaria gira alrededor de microchips y dispositivos electrónicos: el móvil, el ordenador del trabajo, los servidores en la nube, los coches conectados o la inteligencia artificial que usamos a diario. Detrás de todo ese mundo digital hay un ingrediente muy físico y muy terrenal que suele pasar desapercibido: el agua dulce.
La paradoja es clara: el silicio, la base de la mayoría de los chips actuales, es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre, mientras que el agua dulce es un recurso limitado y sometido a una presión creciente por el cambio climático, la agricultura intensiva y el aumento de la población. Cada vez que se fabrica un chip, un smartphone o cualquier aparato electrónico se está consumiendo una cantidad nada despreciable de agua, y eso ha convertido a la industria de los semiconductores en un punto crítico de la conversación sobre la sostenibilidad.
Por qué la fabricación de un chip necesita tanta agua
Para entender cuánta agua se necesita para fabricar un chip hay que empezar por las obleas de silicio ultralimpias sobre las que se construyen los circuitos. Las líneas actuales de fabricación trabajan a escalas de nanómetros; a esos niveles, una partícula minúscula que no veríamos a simple vista puede ser un auténtico “pedrusco” bloqueando el camino de los electrones en un chip.
Por eso la industria recurre a lo que se denomina agua ultrapura (UPW), un tipo de agua tratada hasta el extremo para que prácticamente solo queden moléculas de H₂O, con un pH controlado y sin sales, sin materia orgánica, sin partículas en suspensión y sin casi nada que pueda interferir con el proceso.
Durante muchos años, producir esa agua ultrapura implicaba un derroche enorme: se necesitaban alrededor de dos litros de agua de entrada para obtener un litro de agua tratada. Gracias a mejoras tecnológicas, empresas como Intel han logrado eficiencias superiores al 90 %, reduciendo la proporción a aproximadamente 1,1 litros de agua de alimentación por cada litro de agua ultrapura usable.
El agua no solo sirve para el enjuague de las obleas. En una fábrica de semiconductores también se usa para refrigerar equipos, estabilizar temperaturas, limpiar salas y circuitos, alimentar calderas y sistemas auxiliares y, de forma indirecta, producir la energía que mueve toda la planta. Si sumamos todos estos usos, el consumo se dispara.
Las cifras ilustran ese impacto: se suele tomar como referencia que la fabricación de un microchip individual requiere en torno a 130 litros de agua. Puede parecer poco… hasta que recordamos que una sola fábrica de grandes fabricantes como TSMC puede producir millones de chips al mes, con lo que el volumen de agua implicado se vuelve gigantesco.
Las seis grandes etapas del proceso de fabricación de semiconductores
El proceso estándar para fabricar dispositivos semiconductores sobre silicio suele desglosarse en seis pasos universales: oxidación, litografía, grabado, dopaje, deposición química en fase vapor y metalización. Variarán los detalles técnicos según la empresa o la generación de chips, pero la estructura general se mantiene.
En la fase de oxidación se genera una fina capa de óxido en la superficie de la oblea. Aquí el agua ultrapura se usa para limpiar y enjuagar antes y después del proceso, garantizando que la superficie sea homogénea y que no haya impurezas que deformen la capa de óxido.
En la etapa de litografía, el agua ultrapura vuelve a ser protagonista. Tras exponer la oblea a la luz a través de máscaras que definen los patrones de los circuitos, hay que retirar los restos de fotorresina y contaminantes. El enjuague meticuloso con agua ultrapura asegura que los patrones se transfieran con la máxima precisión posible.
Los procesos de grabado y dopaje, donde se esculpen físicamente las estructuras y se añaden impurezas controladas (dopantes) para modificar la conductividad del silicio, también exigen limpiezas constantes. Aunque parte del agua se usa de manera indirecta, la presencia de agua ultrapura entre pasos es clave para que no se acumulen residuos químicos.
Por último, en la deposición química en fase vapor (CVD) y la metalización, el agua ultrapura se usa como disolvente, para preparar soluciones precursoras y para enjuagar cámaras y obleas. La idea es que cada capa metálica o cada película delgada se depositen en un entorno lo más limpio posible, evitando defectos que arruinen el rendimiento del chip.
Los números del agua en la industria del chip y la tecnología
Cuando se habla de consumo de agua, tendemos a pensar en el grifo de casa, en duchas o en riegos. Sin embargo, la mayor parte del agua dulce del planeta se destina a actividades económicas que muchas veces no vemos de forma directa. Aproximadamente el 70 % del agua mundial va a parar a la agricultura.
Para hacernos una idea, producir una simple sandía requiere unos 400 litros de agua, mientras que un tomate ronda los 13 litros. La ganadería es aún más intensiva: medio kilo de carne puede necesitar del orden de 10.000 litros y un solo huevo se asocia a unos 450 litros.
Si bajamos al detalle de lo que comemos y bebemos, los ejemplos impresionan: una taza de té ronda los 35 litros de agua en su cadena de producción, una copa de vino cerca de 120, un vaso de cerveza unos 75 y un vaso de leche cerca de 200 litros. Todo esto suma en la llamada huella hídrica de nuestra dieta.
La tecnología no se queda atrás. Además del dato de los 130 litros aproximados por microchip, la fabricación de un smartphone completo puede requerir entre 12.000 y 16.000 litros de agua según estimaciones recientes. La mayor parte de este volumen no se consume en el montaje final, sino en etapas previas como la extracción de minerales, el refinado de metales, la producción de chips y pantallas o el tratamiento de componentes.
Si lo desglosamos, se calcula que entre 4.000 y 6.000 litros se concentran en la minería de minerales críticos como el litio o el coltán; alrededor de 3.000 litros se asocian a la fabricación de componentes electrónicos (chips, placas, memorias), y el ensamblaje, las limpiezas industriales y las pruebas de calidad sumarían otros 5.000 litros o más.
La huella hídrica oculta de un smartphone y otros productos cotidianos
Un único teléfono móvil nuevo puede equipararse, en términos de agua, al consumo de una familia durante varios meses, si solo contamos el agua potable directa. Ese volumen es lo que se conoce como “agua virtual”: el agua que no vemos, pero que se ha gastado en todas las etapas necesarias para que ese producto llegue a nuestras manos.
El impacto se vuelve abrumador cuando recordamos que cada año se fabrican del orden de 1.500 millones de smartphones en el mundo. Multiplicar esa cifra por decenas de miles de litros por unidad nos lleva a hablar de billones de litros de agua implicados en la industria del móvil.
Y los móviles son solo la punta del iceberg. Muchos otros productos tienen una huella hídrica gigantesca: un kilo de carne puede superar los 10.000 litros, medio kilo de pollo rondar los 2.000, medio kilo de pasta situarse alrededor de 500 y un litro de cerveza requerir unos 300 litros en su producción.
La ropa también suma lo suyo: un pantalón vaquero puede incorporar unos 3.000 litros de agua a lo largo de toda su cadena de producción; un traje de caballero, cerca de 5.500 litros, y un par de zapatillas deportivas, unos 4.400 litros. Incluso una simple hoja de papel A4 tiene detrás en torno a 10 litros de agua.
En el ámbito energético y de materiales, las cifras siguen siendo contundentes: refinar un barril de petróleo puede requerir unos 7.000 litros, fabricar un coche rozar los 148.000 litros, y producir envases de plástico o tupperwares puede llevar asociados miles de litros por unidad (unos 2.000 litros se mencionan como referencia para un tupper, alrededor de 80 litros para una botella de plástico de un litro), sin olvidar que el litro de agua embotellada en sí mismo suele implicar aproximadamente tres litros de agua total en el ciclo completo.
Agua, conflicto y estabilidad social
Más de mil millones de personas carecen de acceso a agua potable segura, y se estima que alrededor de la mitad de las hospitalizaciones globales están relacionadas con enfermedades transmitidas por agua contaminada. En este contexto, que industrias enteras utilicen enormes volúmenes de agua dulce genera tensiones obvias.
No es raro escuchar la frase de que “las guerras del futuro serán por el agua”. Puede sonar alarmista, pero ya se observan conflictos locales por el uso de ríos, acuíferos y lagos compartidos. Se calcula que unos 200 ríos y unos 300 lagos cruzan fronteras internacionales, y no siempre las relaciones entre países vecinos son amistosas.
Investigaciones como las del economista Edward Miguel, de la Universidad de Berkeley, apuntan a que en regiones vulnerables (por ejemplo, en partes de África) la abundancia o escasez de lluvia influye directamente en la probabilidad de conflictos armados. Años húmedos, con cosechas menos estresadas, tienden a asociarse a menor riesgo de guerras civiles.
Autores como Peter H. Diamandis han popularizado esta idea al señalar que la distribución desigual del agua y la mala gestión de este recurso están detrás de muchos desequilibrios económicos y sociales. El acceso al agua no solo condiciona la salud, sino también la educación, la productividad y la estabilidad política.
Mientras tanto, el mundo industrial continúa demandando agua como si fuera prácticamente infinita: se calcula que, en conjunto, las empresas consumen unas 700 veces más agua dulce al año que petróleo. En las últimas seis décadas, las reservas renovables de agua en ríos y acuíferos se han reducido alrededor de un 60 %, lo que agrava aún más la presión sobre este recurso.
Cómo afrontan las grandes tecnológicas su huella hídrica
Ante este panorama, algunos de los gigantes del sector tecnológico han empezado a mover ficha. Intel, por ejemplo, lleva más de una década dándole vueltas a la manera de reducir y compensar su impacto sobre el agua. Hace aproximadamente 12 años comenzó a desarrollar estrategias internas, hace unos siete asumió públicamente el compromiso de restaurar el 100 % del agua que consume y, desde hace unos cuatro años, se ha marcado como meta lograr un balance de agua neto positivo para 2030.
Alcanzar un balance de agua neto positivo significa que la compañía debe “devolver” a las cuencas hídricas, litro a litro, un volumen de agua equivalente o superior al que utiliza en cada región donde opera. No se trata solo de gastar menos, sino de restaurar ecosistemas y apoyar proyectos externos de ahorro de agua.
La estrategia se apoya en tres grandes pilares. El primero es el de la eficiencia directa en el uso del agua: si se puede consumir menos, se consume menos. De ahí mejoras como la reducción de 2 litros de agua bruta a unos 1,1 por litro de agua ultrapura, o el diseño de procesos que pierdan menos agua por evaporación.
El segundo pilar es la recuperación y reciclaje dentro de las propias fábricas. En instalaciones como las de Arizona, Intel ha puesto en marcha sistemas capaces de recuperar y reutilizar más de 10 millones de galones de agua al día, que se reinyectan en la operación industrial. Aun así, la empresa reconoce que la evaporación inherente a los procesos (que puede llevarse en torno al 25 % del agua total en lugares como México) hace imposible cerrar el ciclo al 100 % solo con medidas internas.
Ahí entra el tercer pilar: la restauración externa de agua. La compañía colabora con organizaciones locales, cooperativas agrarias y expertos en riego eficiente para modernizar prácticas de agricultura en las cuencas donde opera. La lógica es sencilla: si el sector agrícola es el mayor consumidor de agua, cualquier mejora de eficiencia en riego libera una cantidad enorme de agua que puede considerarse “restaurada” desde el punto de vista de la cuenca.
Riesgos de un uso insostenible del agua en semiconductores
La expansión acelerada de la industria de los semiconductores, impulsada por la inteligencia artificial, el 5G y la digitalización masiva, ha convertido el agua en un factor de riesgo estratégico. Un informe de S&P Global advierta de que la escasez de agua será un riesgo clave en la próxima década para el subsector de hardware tecnológico, con especial énfasis en los fabricantes de chips.
Un primer bloque de riesgos es el impacto medioambiental directo: extraer grandes volúmenes de agua en zonas donde ya existe estrés hídrico puede agotar fuentes locales, dañar hábitats acuáticos y reducir la biodiversidad. Si, además, las aguas residuales industriales se vierten sin el tratamiento adecuado, se genera contaminación química que puede persistir durante décadas.
Las normativas ambientales son cada vez más estrictas. Los organismos reguladores imponen límites tanto a la calidad como a la cantidad de vertidos, así como a las captaciones de agua. El incumplimiento puede traducirse en multas, restricciones operativas e importantes daños reputacionales. En los últimos años, se ha puesto especial atención a los PFAS (sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquilílicas), compuestos sintéticos muy usados en distintos sectores y que también aparecen en procesos asociados a la fabricación de chips.
Estos compuestos son persistentes, se acumulan en el medio ambiente y pueden afectar a la salud humana. Aunque gran parte de la regulación se ha centrado en el agua potable, está creciendo la preocupación por su presencia en corrientes de aguas residuales industriales. Es de esperar que las normas específicas sobre PFAS en vertidos se endurezcan, añadiendo presión regulatoria a los fabricantes de semiconductores.
A todo ello se suman los problemas de infraestructura de tratamiento: las plantas públicas de depuración (POTW) a menudo tienen capacidad limitada para recibir grandes volúmenes de efluentes industriales. Esto puede frenar la expansión de nuevas líneas de fabricación o complicar el cumplimiento de la normativa, obligando a las empresas a invertir en sistemas propios de tratamiento avanzado.
Escasez de agua, costes y continuidad del negocio
En regiones ya afectadas por sequías recurrentes o sobreexplotación de acuíferos, el agua se convierte en un cuello de botella para la producción. Cualquier corte en el suministro, ya sea por restricciones municipales, por conflictos con otros usuarios o por fallos en la infraestructura, puede detener la fabricación de chips con pérdidas millonarias.
Los costes financieros ligados al agua no se reducen a la factura de consumo. Hay que sumar la inversión en infraestructuras de captación y tratamiento, la gestión de aguas residuales, los químicos necesarios para depurar, la energía asociada al bombeo y a la refrigeración, y las posibles penalizaciones por incumplimiento regulatorio.
Desde el punto de vista de la reputación, una noticia sobre contaminación de ríos o acuíferos ligada a un gran fabricante de chips puede dañar seriamente la imagen de la marca y erosionar la confianza de inversores, clientes y comunidades locales. En un entorno en el que la sostenibilidad pesa cada vez más en las decisiones de compra y de inversión, esto no es un tema menor.
Por otro lado, la competencia por el agua con agricultura, ganadería y uso doméstico genera tensiones sociales y políticas. Si una planta de semiconductores se percibe como un “depredador de agua” en una zona con restricciones para la población, el rechazo social puede traducirse en protestas, bloqueos o presiones para recortar permisos.
Todo ello ha llevado a que la gestión del agua se considere ya un elemento central de la resiliencia del negocio. Las empresas que anticipen estos riesgos, reduzcan su huella hídrica y se coordinen con el territorio donde operan estarán mejor posicionadas para evitar sobresaltos.
Tratamiento y reciclaje: de los métodos convencionales a soluciones innovadoras
Tradicionalmente, gran parte del tratamiento de aguas en la industria de los semiconductores se ha basado en sistemas con biorreactores de membrana (MBR) combinados con procesos de ósmosis inversa de alta eficiencia (conocidos como pH RO en algunos esquemas). Estos enfoques permiten alcanzar altas tasas de recuperación y tratar aguas con sílice y otros contaminantes difíciles.
Sin embargo, estos sistemas son intensivos en productos químicos, exigen un control muy fino de las condiciones de operación y pueden ser sensibles a pequeños errores, que dañen las membranas o reduzcan la eficiencia. Además, ocupan espacio y requieren inversiones significativas en capital y mantenimiento.
Frente a este modelo, están surgiendo tecnologías más recientes que prometen recuperaciones de agua muy elevadas con menos complejidad. Un ejemplo es la combinación de ósmosis inversa por flujo pulsado (PFRO) con sistemas como desalador MAX H2O, planteada por empresas especializadas en tratamiento de agua industrial.
La PFRO funciona como un proceso en una sola etapa que descarga la salmuera a alta velocidad en pulsos de pocos segundos, seguidos de periodos en los que se logra una recuperación del 100 % sin descarga. Estos ciclos cortos de concentración y enjuague, más breves que el tiempo de inducción de la cristalización, permiten llegar a niveles de supersaturación muy altos sin que se formen incrustaciones sólidas en las membranas.
Gracias a este comportamiento, se pueden alcanzar tasas de recuperación de agua superiores a las de una ósmosis inversa convencional, reduciendo, además, el consumo de energía, la necesidad de membranas y recipientes a presión y la recirculación de salmuera. Proyectos recientes con fabricantes de semiconductores han logrado, por ejemplo, una recuperación del 54 % en la etapa de PFRO, elevando la recuperación total de la instalación hasta cerca del 88 %.
Ventajas empresariales de una gestión sostenible del agua
Más allá del discurso ambiental, apostar por una gestión del agua responsable tiene beneficios muy tangibles para las cuentas de resultados de las empresas de semiconductores. Reducir el volumen de agua dulce necesaria disminuye el coste de compra y de tratamiento, y, en zonas con tarifas crecientes, el ahorro puede ser notable a medio plazo.
La reutilización de aguas residuales internas, gracias a tecnologías avanzadas, reduce también los costes de vertido y las tasas asociadas al cumplimiento normativo. Al tratar in situ una parte importante de los efluentes, la empresa depende menos de las capacidades limitadas de las depuradoras públicas.
Además, el agua y la energía van de la mano. Menos agua a calentar, enfriar y bombear suele traducirse en menor consumo energético, lo que no solo reduce la factura eléctrica, sino también la huella de carbono. En un sector presionado por la necesidad de recortar emisiones, esta sinergia es especialmente interesante.
Por último, las compañías que demuestran una gestión ejemplar del agua refuerzan su posición frente a inversores y clientes que integran criterios ESG (ambientales, sociales y de gobernanza) en sus decisiones. Esto puede facilitar el acceso a financiación, mejorar la valoración bursátil y abrir puertas en licitaciones o acuerdos donde la sostenibilidad pesa cada vez más.
Cuando miramos todo el cuadro —del agua ultrapura en la fábrica hasta la huella hídrica de cada móvil, pasando por la presión sobre ríos y acuíferos y los riesgos para la estabilidad social— queda claro que el reto no es solo industrial, sino compartido: la industria tiene que exprimir al máximo la eficiencia y la restauración, y los consumidores, alargar la vida útil de sus dispositivos, reparar antes que sustituir y exigir transparencia sobre la huella hídrica de aquello que compran, porque solo con ambas piezas encajando se podrá moderar el impacto del agua en la era del microchip.
