Tierras raras
Las tierras raras se conocen mundialmente como metales especiales, al conjunto de 17 elementos químicos metálicos: el Escandio (número atómico 21), el el Itrio (número atómico 39) y el llamado grupo de los lantánidos –Lantano, Cerio, Praseodimio, el Neodimio, Prometio, Samario, el Europio, Gadolinio, el Terbio, el Disprosio, Holmio, Erbio, Tulio, Iterbio y Lutecio-, cuyos números atómicos están comprendidos entre 57 y 71.
TIERRAS RARAS:HISTORIA
El descubrimiento de la primera tierra rara se produjo en 1787 por el lugarteniente de artillería sueco C.A. Arrhenius. El halló un feldespato en Ytterby, pequeño pueblo situado a 30 Kms de Estocolmo y lo llamó Ytterbita (Galonita, actualmente). En su composición se halló un nuevo mineral que fue bautizado como Itrio. A lo largo del siglo XIX y comienzos del XX se descubren todas las demás tierras raras. En la segunda mitad del siglo XX se logran aislar todos sus elementos a nivel industrial y se inicia su incorporación a diferentes productos comerciales.
En general, podemos clasificar la historia de las Tierras Raras en tres etapas:
- Etapa Inicial (1787-1950): Se descubre el Itrio por Gadolin y, posteriormente, todas las demás tierras raras a excepción del Prometio. Hallazgos importantes: el ferromagnetismo del Gadolinio (Gd) y la superconductividad del Lantano (La). Termina cuando se consigue obtener industrialmente elementos de las tierras raras con gran pureza.
- Etapa de Desarrollo (1950-1970): Los métodos para obtener metales en estado puro sufren una evolución constante. Se descubre el efecto láser y se dan las primeras aplicaciones en magnetismo, óptica, pigmentos, etc.
- Etapa de Oro (1970 a la fecha): Las tierras raras se incorporan a muchos de los materiales que utilizamos en la vida cotidiana. Se descubren nuevas propiedades como absorción de grandes cantidades de hidrógeno, de imanes permanentes, de superconductores de alta temperatura, magneto resistencia, de iridiscencia, etc.
TIERRAS RARAS: EXPLOTACIÓN
Las tierras raras se encuentran más presentes en la corteza terrestre que su nombre lo sugiere. Pero están repartidas de forma irregular, normalmente en muy poca concentración lo que hace su extracción demasiado cara para ser viable hoy y con las técnicas de explotación que conocemos salvo en China donde las normas de protección del medio ambiente tal como las vigentes en Occidente no son respetadas. Las tierras raras son un grupo de metales con propiedades similares y con un aspecto metálico bastante blando, maleable y dúctil. Estos elementos son químicamente reactivos, especialmente a temperaturas elevadas y tienen propiedades magnéticas extraordinarias.
TIERRAS RARAS: SITUACIÓN
Las tierras raras son parte de los metales estratégicos más codiciados. El mayor yacimiento de tierras raras del mundo se encuentra en China, en zona del interior de Mongolia y produce 97% de la demanda mundial. China disfruta de una posición dominante reduciendo la oferta e imponiendo cupos de exportación.
La estrecha analogía en el comportamiento químico de las tierras raras hace que el proceso de extracción y posterior separación y purificación, a partir de los diferentes minerales en los que se encuentran asociados, sea tedioso y complicado (en algunos casos puede implicar más de 1,500 etapas). A pesar de todo esto y por sus excepcionales propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas, las tierras raras se han hecho casi insustituibles en la industria actual.
TIERRAS RARAS: APLICACIONES
Las aplicaciones de las tierras raras son bastante amplias y aumentan continuamente. A día de hoy se usan ya para producir discos duros de ordenador, equipos de sonido, catalizadores de automóviles, pilas de combustible, imanes permanentes, teléfonos móviles inteligentes, pantallas de T.V., pantallas táctiles, turbinas eólicas, paneles solares o lámparas de bajo consumo, materiales para cerámicos, materiales ópticos, entre otros muchos objetos. Gracias a sus propiedades ópticas y magnéticas estos metales se han convertido en indispensables para la producción de casi todos los equipos modernos.
La imagen cada vez más nítida de la televisión se debe al europio. El indio, que es parte del material de la pantalla de una computadora o tableta o del teléfono celular, permite encenderlos con solo el roce de los dedos (el famoso touch screen). La información que buscamos en internet llega a nosotros gracias a que la fibra óptica por donde viaja está pavimentada con erbio.
Debido a su casi nula toxicidad las tierras raras también son ideales para la generación de pigmentos inorgánicos, ya que los actuales presentan elementos como cobalto, cadmio, cromo, plomo, etc. que traen problemas medioambientales.
Otro 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 pesados.
Sus aplicaciones como láseres, por ejemplo, son muy amplias. Los láseres de tierras raras son excelentes fuentes de radiación monocromática de alta intensidad, coherencia y direccionalidad. Por ello se pueden usar en investigación (espectroscopia óptica, fusión láser, medicina, etc.), procesado de materiales (cortado, soldadura, perforado, moldeado), comunicaciones (óptica integrada, transmisión de datos a alta velocidad, comunicaciones vía satélite) y militares (detectores, blancos).
También tienen un uso muy importante en los catalizadores de tres vías (CTV) que utilizan los automóviles y que reducen eficazmente la contaminación ambiental. Son los famosos “coches híbridos” en los que Occidente confía su salvación en términos de dependencia de combustibles. El modelo más popular, el Toyota Prius, del cual se vendieron 3 millones de unidades en el 2013, contiene un kilogramo del supermagnético neodimio en su motor, y al menos otros 10 kilos de lantano en sus baterías recargables. Y este solo uso representa el 35% del uso global de las tierras raras.
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.