¿Qué tienen en común el teléfono móvil, la tableta o el ordenador desde el que está leyendo este artículo, el sistema de seguridad antifalsificación de los billetes de euro, los vehículos eléctricos, los aerogeneradores y los agentes de contraste empleados en el diagnóstico médico mediante resonancia magnética?
Minerales de tierras raras empleados para fabricar un teléfono inteligente. U.S. Department of the Interior, Bureau of Land Management.
La respuesta no es sencilla ni tampoco evidente, pero en todos ellos desempeñan un papel clave las conocidas como tierras raras. Bajo esta denominación se agrupan 17 elementos químicos metálicos. En concreto, la serie de los 15 lantánidos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio), junto con el escandio y el itrio.
Desde la década de 1960, estos elementos han adquirido una creciente relevancia para el desarrollo económico, industrial y tecnológico, hasta el punto de ser catalogados en la actualidad como auténticas “vitaminas industriales”.
Esta progresiva importancia alcanzó su punto álgido en 2011, con la inclusión de las tierras raras en la primera lista de materias primas críticas elaborada por la Comisión Europea, en la que se han mantenido tras las sucesivas actualizaciones.
Los elementos de las dos mentiras
Existe una expresión popular referente a la localidad manchega de Puertollano que la califica como “el pueblo de las dos mentiras, porque ni es puerto ni es llano”. La denominación de tierras raras para estos elementos encierra una paradoja similar, puesto que ni son tierras, en el sentido coloquial del término, ni son tan raras, si por ello se entiende escasas o poco abundantes. ¿De dónde procede, entonces, esta denominación aparentemente contradictoria?
El término “tierra” es una herencia directa de la química antigua, que ha perdurado hasta nuestros días. Durante el último cuarto del siglo XVIII y todo el siglo XIX, se produjo una revolución en la química, con el descubrimiento de más de la mitad de los elementos, gracias en gran medida al desarrollo de la espectroscopía.
Debido a limitaciones técnicas, para reivindicar el descubrimiento de nuevos elementos era suficiente con demostrar el aislamiento de sus óxidos, que recibían el nombre de “tierras”. Este fue el caso de los elementos que nos atañen y heredaron desde entonces ese denominación.
Por su parte, el adjetivo “raras” no debiera entenderse como escasas. De hecho, el cerio (la tierra rara más abundante) se encuentra en la corteza terrestre en una concentración similar a la del cobre, y es también unas 30 y 800 veces más abundante que el estaño y la plata, respectivamente, todos ellos metales de uso más común. Por tanto, atendiendo al diccionario de la lengua española, el término raro debería interpretarse como “extraordinario; sobresaliente o excelente”.
De carácter estratégico
A pesar de su relativa abundancia en la corteza terrestre, estos elementos se encuentran muy dispersos, de modo que los yacimientos económicamente viables son escasos y están restringidos a localizaciones geográficas concretas.
La mina de Bayan Obo, en la región china de Mongolia Interior, constituye el mayor depósito mundial de tierras raras, con unas reservas estimadas superiores a 40 millones de toneladas.
Mina de Bayan Obo, imagen coloreada vista por satélite en 2006. NASA Earth Observatory / Wikimedia Commons., CC BY
La disponibilidad de estas reservas, junto con el desarrollo de las tecnologías para su extracción, separación y refinado, convierten a China en el actor protagonista en este mercado: controlan cerca del 90% de la producción mundial de tierras raras.
Consciente de este inmenso poder, China ha utilizado su posición privilegiada para ejercer un auténtico monopolio sobre su comercio, limitando o aumentando la producción para controlar los precios según sus intereses.
Ante este escenario, España y la Unión Europea han iniciado la exploración en busca de recursos propios, que permitan reducir la dependencia del gigante asiático.
Esenciales en nuestra vida
Las tierras raras poseen múltiples aplicaciones en los sectores industrial y tecnológico, pero también en áreas como la medicina, gracias a sus particulares propiedades químicas, ópticas y magnéticas. ¿Cuál es el origen de este inusual conjunto de propiedades?
La respuesta se halla en su estructura electrónica. La mayoría poseen electrones alojados en orbitales (regiones del espacio con elevada probabilidad de encontrar al electrón) 4_f_, siendo esta configuración la responsable de sus interesantes propiedades.
Cinco gramos de neodimio. Wikimedia Commons., CC BY
Actualmente, destacan dos aplicaciones por su volumen comercial. La primera es la fabricación de imanes permanentes, a base de neodimio, indispensables para el funcionamiento de dispositivos electrónicos, pero también de vehículos eléctricos y aerogeneradores. Por tanto, la producción de neodimio, casi exclusivamente en manos de China, podría comprometer la inaplazable transición energética.
Johns Jacob Berzelius, uno de los descubridores del cerio, en 1803. Johan Way.
La segunda aplicación, con el cerio como principal protagonista, es la preparación de catalizadores empleados en procesos industriales, como el refino de petróleo, y en los vehículos de combustión interna para la reducción de emisiones contaminantes.
Ante la creciente demanda de estos elementos y los previsibles problemas futuros de suministro, cabe plantearse cuestiones como: ¿vivimos en una auténtica “edad de las tierras raras”? ¿Estamos dispuestos a reducir nuestra dependencia y, con ello, volver a los años 60 del siglo pasado?
Adrián Bogeat Barroso, Profesor de Química Inorgánica, Universidad de Salamanca.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
