CIENCIA APLICADA

TIERRAS RARAS

TIERRAS RARAS

“EL NUEVO ORO AL FONDO DE LA TABLA”

Arrinconadas durante décadas al fondo de la tabla periódica de los elementos, las tierras raras son hoy todo lo contrario: cotidianas, pues están presentes en los ‘gadgets’ de consumo masivo y en las tecnologías verdes. China domina este nuevo ‘oro’. La esperanza del desarrollo de energías limpias y demás tecnologías verdes depende de unos materiales conocidos como tierras raras. Arrinconados durante décadas en el fondo de la tabla periódica, hoy estos elementos químicos con propiedades extraordinarias son indispensables para fabricar los dispositivos electrónicos. LA FIEBRE DEL ‘ORO’ VERDE Las energías alternativas despegan en China, que ha iniciado la construcción de un enorme parque eólico (capaz de generar 1.000 megavatios) en la bahía de Bohai, a solo tres horas de Pekín. Cuando se termine en 2020 será el mayor parque eólico del mundo situado

mar adentro. Esta buena noticia a escala global, pues contribuirá a limitar las emisiones de gases de efecto invernadero, preocupa en la Europa que aspira a ser más ‘verde’. Para producir un megavatio de energía eólica, un aerogenerador requiere una tonelada de imanes permanentes fabricados con neodimio y disprosio, dos metales del grupo de las tierras raras. China es el productor del 97% de estos materiales y en el resto del mundo preocupa que el gigante asiático suba su demanda interna. Los fabricantes de coches híbridos y eléctricos también miran con recelo a los molinos de viento chinos. El modelo más popular, el Toyota Prius, contiene un kilogramo del súper magnético neodimio en su motor, y al menos otros 10 kilos de lantano en sus baterías recargables. Las tierras raras también son fundamentales para las placas solares, las bombillas de bajo consumo, las pilas de combustible, el almacenamiento de hidrógeno, etc. Si estas tecnologías ‘verdes’ fueran implantadas a gran escala, lo suficiente para reducir de manera apreciable la emisión de CO2, entonces tendríamos un problema para cubrir la demanda de algunas de las tierras raras. Pero no hace falta imaginar un futuro más verde. En el presente, estos metales ya son una especie de oro del siglo XXI. Los discos duros de los portátiles o los auriculares y altavoces de los teléfonos móviles serían imposibles sin los diminutos y potentes imanes fabricados con tierras raras, que tienen un sinfín de aplicaciones industriales, médicas y militares. NO TAN RARAS La alta tecnología que impregna nuestra vida cotidiana depende de estos metales tan especiales, que afortunadamente no son tan escasos, tan raros, como podríamos pensar por su nombre. La denominación científica de ‘elementos de tierras raras’ incluye el escandio, el ytrio y los 15 lantánidos: lantano, cerio, praseodimio, neodimio, promecio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio. La Tierra es bastante rica en estos elementos de nombre tan poco familiar.

Los más abundantes, como el cerio, se encuentran en proporciones similares a las del cobre, y mayores que el plomo, estaño, zinc u otros metales comunes. Los más escasos, como el tulio, tienen una abundancia natural 200 veces mayor que la del oro. El problema con las tierras raras es su extracción, compleja y potencialmente contaminante EL PATITO FEO DE LA QUÍMICA Descubiertos a finales del siglo XVIII en la mina de Ytterby (Suecia), que da nombre a cuatro de estos elementos, las tierras raras habían tenido pocas aplicaciones hasta mediados del siglo XX. Arrinconado al fondo de la tabla periódica y al final de los libros académicos, este grupo era un patito feo en la química que se ha convertido en un preciado metal, algo así como codiciado ‘oro verde’.

DISTRIBUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN MUNDIAL A LA FECHA

ÚNICOS POR SU ELECTRICIDAD Y

MAGNETISMO

PROPIEDADES

Los lantánidos, el Ytrio y el Escandio todos

tienen las propiedades químicas muy similares.

Esto sí que es raro: tener 17 elementos tan

parecidos. Por eso se encuentran juntos en los

depósitos geológicos, como los de monacita

(un fosfato mixto de varios de estos elementos)

y por eso es difícil separarlos o incluso

distinguirlos, lo que complica la minería de las

tierras raras.

Todos son metales, blandos y de color más o

menos plateado. La mayoría se oxidan con

mucha facilidad. Son muy buenos conductores

de la electricidad y destacan aún más por sus

propiedades magnéticas. Los imanes

permanentes más potentes que se ha

conseguido fabricar están hechos con

aleaciones de tierras raras. Y variando estas

aleaciones, se puede ‘personalizar’ su

magnetismo para crear imanes con

comportamientos muy específicos.

Algunos de estos elementos son fluorescentes

y fosforescentes. Y la mayoría se utilizan para

fabricar láseres. Por sus excepcionales

propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas, las tierras raras se han

hecho casi insustituibles.

APLICACIONES

El gran beneficio de las tierras raras es

que han permitido la miniaturización de

dispositivos electrónicos. Por ejemplo, hoy

en día tenemos auriculares que suenan

como equipos de alta fidelidad de antaño

porque en su interior llevan unos diminutos

y ligeros imanes de neodimio,

increíblemente potentes, que han

sustituido a los de ferrita, mucho más

pesada. Los potentes imanes de neodimio

también se usan para fabricar discos duros

más pequeños y rápidos. Y son pieza

fundamental en los motores de los coches

híbridos y de herramientas o electrodomésticos inalámbricos, o en las

turbinas de los aerogeneradores.

Estos elementos, ‘raros’ hasta hace poco, están ahora en todas las

casas. Entre otros muchos usos:

■ El lantano se usa como electrodo en baterías recargables.

■ El praseodimio oscurece los cristales de las gafas de sol y produce

metales resistentes para motores de aviones.

■ El cerio se usa como catalizador en refinerías de petróleo.

■ El gadolinio se usa en hospitales, en sistemas de rayos X y

resonancia magnética nuclear.

■ El europio da color a las pantallas de cristal líquido (LCD).

■ El terbio, fluorescente, se usa en bombillas de bajo consumo.

■ El samario proporciona láseres de alta precisión, con aplicaciones

industriales y militares.

UNA EXTRACCIÓN DIFÍCIL, TÓXICA Y A VECES RADIACTIVA

MINERÍA

Aunque hay numerosas

reservas de tierras raras

repartidas por todo el

mundo, son pocas las

minas donde se extraen.

Para que sean rentables

debe haber una alta

concentración de estos

minerales, pues es

complicado separar las

tierras raras de otros

elementos con los que

se encuentran en la

naturaleza.

Suelen ser minas a cielo abierto y requieren mover grandes

cantidades de suelo. Además de ese impacto, hay riesgos

medioambientales. Para separar los elementos de estos minerales hay

que lavarlos con ácidos, lo que da lugar a millones de litros de

residuos tóxicos. De hecho, en Mongolia interior (China), donde están

las mayores minas de tierras raras de mundo, se han contaminado

lagos enteros, matando el ganado y provocando problemas de salud

pública.

También hay riesgo de radiactividad, pues es frecuente encontrar

uranio y torio en los minerales de los que se obtienen las tierras raras.

La legislación ambiental es más permisiva en China, pero en muchos

otros países la minería de tierras raras se considera una actividad

demasiado sucia y provoca fuerte rechazo social.

En Malasia, una plataforma ciudadana está tratando de frenar la

construcción de una refinería de tierras raras en Kuantan.

En Europa, la única mina permanece cerrada. Está en Ytterby

(Suecia), donde se descubrieron estos elementos.

EN EL PERÚ

En el Perú las principales rocas relacionadas con estos elementos

comprenden los intrusivos que se extienden a lo largo de batolitos y

stocks de tendencia alcalina a peralcalina.

Entre estos figura el Batolito de San Nicolás de edad paleozoica, que

está ubicado en la cordillera de la costa.

En tanto, en la Cordillera Occidental se tiene el Macizo de

Querobamba del Paleozoico y algunas facies de los intrusivos de la

Cordillera Blanca del Mioceno.

También está el potencial de tierras raras existente en la Cordillera

Oriental y que se encuentra en los intrusivos del Paleozoico y

Permotriásico, como es el caso de los batolitos de Aricoma, Limbani y

Coasa y el Granito de San Gabán en Puno.

La zona potencial para exploración de tierras raras está dada por la

naturaleza geoquímica de la Cordillera Oriental, donde ya se han

reconocido importantes anomalías de uranio que, por su naturaleza

geoquímica, se encuentran relacionadas muy de cerca a las tierras

raras, manifestó.

Según Humberto Chirif, Geólogo del Instituto Geológico Minero y

Metalúrgico (INGEMMET) añadió que en el centro y norte de Perú el

potencial se encuentra en los intrusivos de la Adamelita de

Pacococha, Batolito de San Ramón y Batolito de Pataz.

Por todo ello, es de esperar que el estudio de las tierras raras

despierte pronto el interés de jóvenes profesionales vinculados a

la geología, ingeniería química, ingeniería minera, ingeniería

industrial, economía y administración de empresas.

AUTOR: CRISTIAN ALBERTO LAGOS ZAMBRANO

INGEMMET 03 DE SEPTIEMBRE DEL 2013