Muévete, hierro y aluminio.
Los elementos de tierras raras son críticos para la tecnología cotidiana, lo que los hace extremadamente valiosos. Los fabricantes dependen de las tierras raras para producir teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos y componentes de energía renovable.
Aunque los elementos de tierras raras son abundantes, son difíciles de extraer y procesar, dejando a los funcionarios gubernamentales buscando formas de aumentar la capacidad. Quien controle las tierras raras tendrá una inmensa cantidad de poder político, por lo que China, Estados Unidos y otros productores están corriendo para satisfacer la creciente demanda de estos minerales.
Aprende más sobre qué son los elementos de tierras raras, por qué son tan especiales y qué papel juegan en las relaciones geopolíticas.
¿Qué son los elementos de tierras raras?
Un elemento de tierras raras es uno de 17 sustancias metálicas encontrados en la Tabla Periódica. A pesar de su nombre, estas sustancias no son tan raras. Simplemente son difíciles de extraer.
Estos son los 17 minerales clasificados como elementos de tierras raras:
- Lantano
- Cerio
- Praseodimio
- Neodimio
- Prometio
- Samario
- Europio
- Gadolinio
- Terbio
- Disprosio
- Holmio
- Erbio
- Tulio
- Iterbio
- Lutetio
- Escandio
- Itrio
Propiedades que hacen especiales a las tierras raras
Los elementos de tierras raras tienen algunas propiedades físicas y químicas que los hacen extremadamente útiles para los fabricantes:
- Magnetismo: El neodimio, el samario y el disprosio tienen propiedades magnéticas poderosas. Por ejemplo, un imán hecho de neodimio puede almacenar aproximadamente 18 veces más energía que un imán de hierro de tamaño similar. Cuando se combinan con otros metales, los elementos magnéticos de tierras raras retienen su fuerza y ganan durabilidad.
- Propiedades eléctricas: Ciertos minerales de tierras raras son altamente conductivos, lo que significa que permiten corrientes eléctricas moverse libremente. Esto es crítico para la fabricación de productos electrónicos, ya que altos niveles de conductividad se asocian con una transferencia y almacenamiento de energía eficientes.
- Luminiscencia: Sustancias luminiscentes emiten luz cuando se exponen a radiación electromagnética. Algunos elementos de tierras raras, incluidos el erbio y el itrio, son luminiscentes, lo que los hace esenciales para la fabricación de luces y láseres.
Usos comunes de los elementos de tierras raras
Los fabricantes utilizan elementos de tierras raras para estas aplicaciones:
- Electrónica: Debido a su luminiscencia, algunos elementos de tierras raras se utilizan para fabricar fósforos para marcadores digitales, teléfonos inteligentes y televisores. Los fósforos emiten luz cuando se exponen a la radiación electromagnética, por lo que son útiles para fabricar pantallas. También puedes encontrar elementos de tierras raras en discos duros, cámaras digitales y luces LED.
- Defensa y aeroespacial: Imanes hechos de elementos de tierras raras se encuentran en láseres, submarinos, vehículos aéreos no tripulados (UAVs) y aviones militares, por lo que son críticos para las industrias de defensa y aeroespacial.
- Energía renovable: Muchos aerogeneradores contienen imanes hechos de hierro, boro y neodimio. Los fabricantes utilizan praseodimio y neodimio para fortalecer los imanes, junto con terbio y disprosio para reducir el riesgo de desmagnetización. Los elementos de tierras raras también se utilizan para fabricar paneles solares y vehículos eléctricos.
- Tecnologías médicas: Los elementos de tierras raras se encuentran en equipos médicos, agentes antitumorales y los medicamentos utilizados en la diálisis renal. El gadolinio también se utiliza como material de contraste en imágenes de resonancia magnética (IRM) y tomografía computarizada (CT) escaneo.
¿De dónde provienen las tierras raras?
Mientras que China, Estados Unidos y Birmania son los tres principales productores de tierras raras en el mundo, China tiene una ventaja significativa. Mina aproximadamente 270,000 toneladas métricas de elementos de tierras raras al año, en comparación con 45,000 toneladas métricas de los Estados Unidos y 31,000 toneladas métricas de Birmania.
Estos países también tienen depósitos sustanciales de tierras raras:
- Australia
- Nigeria
- Tailandia
- Rusia
- Madagascar
- India
Los metales de tierras raras suelen ocurrir en menas minerales, como xenotima, bastnasita, loparita y monacita. Los depósitos son pequeños y están distribuidos por todo el mundo, lo que dificulta que las empresas mineras los extraigan en las cantidades requeridas.
Debido a que los elementos de tierras raras se encuentran en las menas minerales, deben separarse durante el proceso de refinamiento. Los elementos de tierras raras también deben ser purificados en óxidos o sales antes de que puedan usarse para la fabricación.
Desafíos ambientales y geopolíticos
Las actividades de minería y procesamiento tienen un impacto significativo en el entorno natural. Algunos de los desafíos ambientales más comunes incluyen:
- Contaminación del agua. La minería y refinación utilizan una cantidad tremenda de agua. Estas actividades también pueden causar que productos químicos tóxicos se filtren en el suelo, contaminando los suministros locales de agua. El radio y el torio, que son radiactivos, también pueden causar contaminación del agua.
- Disrupción del ecosistema. La minería puede destruir hábitats de animales y plantas, lo que lleva a una reducción de la biodiversidad. Cuando las empresas mineras eliminan la vegetación y la capa superficial del suelo, también contribuyen a un mayor riesgo de erosión del suelo.
- Contaminación del aire. La minería a cielo abierto a veces libera productos químicos tóxicos y/o partículas nocivas en el aire. Las plantas de procesamiento también pueden emitir elementos radiactivos y metales pesados, poniendo en riesgo la salud de los residentes locales.
- Emisiones de gases de efecto invernadero. La minería y el procesamiento se han vinculado a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Estos gases atrapan calor, haciendo que el planeta sea más cálido.
La minería y el refinado de tierras raras también tienen implicaciones para la gestión de la cadena de suministro y las relaciones geopolíticas. China supera con creces a otros países en cuanto a capacidades de refinado, por lo que existe la posibilidad de que las escaseces globales puedan dificultar a los fabricantes obtener los elementos de tierras raras que necesitan.
Desde que China controla la industria de tierras raras, el aumento de las tensiones geopolíticas podría llevar al gobierno chino a implementar controles de exportación más estrictos. Otros países han respondido aumentando sus esfuerzos de minería y procesamiento de tierras raras.
Por ejemplo, EE.UU. ahora considera los elementos de tierras raras como esenciales para la defensa nacional. Las agencias federales están ofreciendo financiamiento para proyectos diseñados para aumentar la producción de tierras raras. El gobierno también está acelerando los procesos de otorgamiento de permisos para ayudar a las empresas mineras a evitar retrasos que podrían impedirles extraer cantidades adecuadas de minerales de tierras raras.
Debido a altos precios de tierras raras,, varios países también están explorando formas de reciclar estos elementos o encontrar materiales alternativos.
El futuro de las tierras raras
Para contrarrestar el impacto ambiental de la minería y el procesamiento de tierras raras, algunas empresas han adoptado prácticas mineras sostenibles. Estas prácticas tienen como objetivo reducir el desperdicio y hacer que el proceso de extracción sea más selectivo,lo que tiene el potencial de prevenir la erosión del suelo, la contaminación del aire y la contaminación del agua.
Los elementos de tierras raras siguen siendo esenciales para revolucionar la industria tecnológica y la transición hacia energías renovables. Las compañías mineras, las instalaciones de procesamiento y los gobiernos nacionales están trabajando para mantener el suministro constante mediante el reciclaje de chatarra y reutilizando estos minerales siempre que sea posible.