Empiezo este post con un mapa, la distribución de los yacimientos de tierras raras en el mundo, y con un dato: cada año, el comercio mundial de Tierras Raras mueve 250.000 toneladas de estos elementos químicos. Se utilizan, principalmente, en teléfonos móviles y en aerogeneradores, aunque cada uno lleva cantidades ínfimas de estos elementos.
Con problemas y en un camino lleno de obstáculos, gran parte de los Gobiernos del mundo están promoviendo diversos procesos de transición hacia economías de bajas emisiones de carbono, una meta ineludible para tratar de limitar el calentamiento global y la emergencia climática asociada. Uno de los factores clave de esta transición son las denominadas tierras raras, minerales cuya extracción no está exenta de dificultades.
Antes de la primacía de China
Entre las décadas de 1950 y 1980, la mayor parte de las tierras raras del mundo se extraían de la mina a cielo abierto de Mountain Pass, situada en el estado de California, en EE. UU. La empresa que explotaba ese yacimiento era Molycorp Minerals. Con uno de los depósitos de mayor calidad del mundo y más del 7 % de contenido de tierras raras, Mountain Pass se convirtió en la principal fuente mundial desde la década de 1960 hasta la de 1990. Posteriormente, China estableció una posición dominante en toda la cadena de suministro de tierras raras, dato que analizaré con más detalle en otro post.
En 2017, la compañía MP Materials adquirió Mountain Pass. En ese momento, la mina estaba completamente inactiva. Los nuevos dueños reiniciaron la producción y se han embarcado en un plan con objeto de restaurar la cadena completa de suministro de tierras raras en EE. UU.; desde entonces se ha aumentado la producción y se han obtenido 38.500 toneladas de tierras raras en 2020. Esto representa más del 15 % de la producción mundial y un récord en toda la historia de ese yacimiento.
¿Por qué queremos las tierras raras?
Queremos disponer de vehículos eléctricos impulsados por baterías de iones de litio con mayor autonomía cada vez, con motores eléctricos cada vez más compactos y eficientes, además de sencillos de mantener. Por otra parte, imaginamos un territorio en el que proliferan instalaciones de energías renovables, como las constituidas por huertos solares fotovoltaicos o por enormes aerogeneradores, instalados tanto en tierra como en el mar.
Aunque todavía difícil de imaginar, la tecnología aeronáutica será capaz de fabricar pequeños aviones eléctricos que podrán realizar trayectos cortos. En las ciudades y pueblos, todos los sistemas de iluminación podrán ser de bajo consumo. Si todo esto evoluciona en esa dirección, parece factible pensar que la dependencia de los combustibles fósiles tocará a su fin.
Pero no todo es tan idílico como parece: las nuevas tecnologías necesarias para llevar a cabo la deseada transición energética y la revolución digital –ambas estrechamente relacionadas– quizá nos liberen de la quema de hidrocarburos, pero requieren de cantidades ingentes de tierras raras; materias primas que, obviamente, también son finitas y en cuyo proceso de extracción seguimos dependiendo de los combustibles fósiles.
Utilidades de las tierras raras
Como ya indiqué en anteriores post publicados en este mismo blog, las tierras raras tienen múltiples usos en sectores muy diversos; desde telecomunicaciones, tecnologías renovables de producción de electricidad y electrónica, hasta defensa, iluminación, etc. Están incorporadas a televisores, ordenadores, teléfonos móviles, baterías, pantallas de cristal líquido y todo tipo de imanes.
Se usan en aleaciones de propiedades excepcionales, como catalizadores de diferentes reacciones químicas, van incorporadas en láseres de estado sólido, en los sistemas de control y guía de misiles, en gafas de visión nocturna. En medicina se utilizan en tecnologías de diagnóstico y tratamiento: Resonancia Magnética Nuclear, imagen por Rayos X, Tomografía (TAC) y terapias anticancerígenas.
Algunas de las propiedades físicas y químicas de las tierras raras son tan excepcionales que gracias a ellas hemos dado un gran salto tecnológico; hoy son imprescindibles por su gran número de aplicaciones. Solo un par de ejemplos para hacernos una idea de su utilidad y de su necesidad:
Teléfono móvil:
Como ya vimos en un post anterior, cada teléfono móvil contiene entre 65 y 70 elementos químicos; algunos de ellos son extremadamente escasos, ocho son tierras raras y otros, como el cobalto, son muy conflictivos por los tremendos problemas sociales y ambientales que generan en los lugares de su extracción; es el caso de este metal, cuyas fuentes principales se encuentran en la República Democrática del Congo.
Vehículo eléctrico:
Un vehículo eléctrico contiene alrededor de 10 kilogramos de tierras raras, el doble que un coche de gasolina. De hecho, un vehículo eléctrico es un verdadero yacimiento de minerales con ruedas. Si hacemos unos números y extrapolamos hacia un futuro posible, en el que en el planeta puedan circular 2.000 millones de vehículos eléctricos, podemos ver la ingente cantidad de tierras raras que serán necesarias para poder fabricarlos.
El conflicto ya está aquí
Las tierras raras y, en general, los denominados minerales críticos son vitales para el desarrollo económico de la sociedad, pero el suministro dista mucho de estar asegurado, tanto por su dificultad de extracción como por motivos geopolíticos; estas cuestiones geopolíticas desde hace ya unos años están remodelando de forma radical un escenario mundial fuertemente dominado por China.
Uno de los grandes problemas de estos valiosísimos elementos es que nunca se encuentran en forma pura. Están dispersos por toda la corteza terrestre, formando parte de distintos tipos de minerales, en los que se encuentran en proporciones mínimas, en cantidades del orden de 100 gramos por tonelada. En sucesivos post ahondaré en la problemática de las tierras raras.
Es muy importante el desarrollo de la geomática para la localizació de áreas potenciales donde existan este tipo de minerales, es importante conocer la firma espectral de cada una para que esta etapa pueda ser más certera y obtener la carta metalogénica correspondiente- Soy usuario de la biblioteca espectral del servicio geológico de USA y la estamos aplicando en el centro norte de Chile para localizar áreas de alteración hidrotermal; los resultados son muy interesante, somos un equipo de trabajo compuesto por un geólogo, un ingeniero en minas y un experto en geomática.
¿Y cómo de factible es recuperar esos valiosos materiales de productos como teléfonos, baterías, etc. una vez desechados? Si es posible separarlos de la mezcla de tierras de una mina, no debería ser tan difícil separarlo de los restos del aparato.
Yo creo que es cuestión de eficiencia y utilizarlos prioritariamente para tecnologia mitigadora del csmbio climstico ( aerogenersdores, baterias de coches elegtrico , paneles fotovoltaicos y poner los revirsos necesarios para las materias primas criticas como el litio se puedan recupersr de baterias que hayan terminado su vida util, de placas fotovoltsicas y aerogenersdores desechados ( economia circular).