Diecisiete elementos químicos de la tabla periódica -escandio, itrio y lantánidos- hoy presentes en prácticamente todos los objetos electrónicos (y en muchos otros) de nuestra vida cotidiana.Las tierras raras representan no solo una materia prima muy codiciada en los dispositivos electrónicos y tecnológicos de la época contemporánea -comunicaciones, transporte, energía e incluso medicina-, sino un verdadero nodo ecológico, económico y geopolítico de nuestro tiempo ya que su extracción ya no está Medios exentos de problemas de contaminación y disputas internacionales.Baste decir que en la película No mires hacia arriba con Leonardo DiCaprio, las potencias fuertes ven en la inminente precipitación de un cometa sobre la tierra, no la devastación del planeta sino una gran oportunidad para apoderarse de estos metales tecnológicos.Según la definición de la IUPAC, las tierras raras (en inglés rare-earth elements o metales de tierras raras) son un grupo de 17 elementos químicos de la tabla periódica, a saber, escandio, itrio y lantánidos.Se abrevian como RE (tierras raras), REE (elementos de tierras raras) o REM (metales de tierras raras) y también se dividen en ligeros (LREE, de lantano a prometio), medios (MREE, de samario a holmio) y pesados ​​( HREE, de erbio a lutecio).El término deriva de los minerales de los que se aislaron por primera vez, que eran "óxidos poco comunes" que se encuentran en el mineral negro iterbita (también conocido como gadolinita) extraído de una mina en el pueblo de Ytterby, Suecia en 1787 por Carl Axel Arrhenius.Aquí está la lista de tierras raras con el número atómico correspondiente y las iniciales.De hecho, aparte del prometio, que es muy inestable, los elementos de tierras raras se encuentran en concentraciones bastante altas en toda la corteza terrestre.Después del descubrimiento de la ictericia, luego analizada por Johan Gadolin, profesor de la Universidad de Turku que encontró un óxido desconocido al que llamó "ytteria", Anders Gustav Ekeberg aisló el berilio de la gadolinita pero no pudo reconocer los otros elementos contenidos en el mineral. .En 1794, Jöns Jacob Berzelius y Wilhelm Hisinger volvieron a examinar un mineral de Bastnäs cerca de Riddarhyttan, Suecia, que se pensaba que era un mineral de hierro y tungsteno.En 1803 obtuvieron un óxido blanco al que llamaron "ceria", mientras que Martin Heinrich Klaproth descubrió de forma independiente el mismo óxido, al que llamó "ocroia".En resumen, después de unos 15 años, en 1803 solo se conocían dos tierras raras, el itrio y el cerio, y los investigadores tardaron 30 años en determinar los otros elementos que contenían esos minerales (su separación era muy difícil debido a sus propiedades químicas muy similares). ).Desde 1839 hasta principios del siglo XX, todos los demás elementos fueron separados y descubiertos.Hoy en día, las principales fuentes de tierras raras son los minerales de bastnasita, monacita y loparita y las arcillas de laterita que se encuentran en abundancia en la tierra pero que son más difíciles de extraer que las fuentes equivalentes de metales de transición y, por lo tanto, bastante caras.Es por ello que su uso industrial fue muy limitado en el pasado al menos hasta las décadas de 1950 y 1960, cuando con innovadoras técnicas de separación -como el intercambio iónico, la cristalización fraccionada y la extracción líquido-líquido- su uso experimentó una aceleración sorprendente.Pero, ¿para qué sirven las tierras raras y por qué son tan buscadas?Sus características "tecnológicas" son muchas: desde el punto de vista químico, tienen altas capacidades conductoras y magnéticas, por lo que se utilizan en muchos campos.Las tierras raras se encuentran en muchos objetos porque son superconductores;imanes;agentes de aleación en numerosas aleaciones de metales;catalizadores;componentes de vehículos híbridos;aplicaciones de optoelectrónica (por ejemplo, láseres Nd: YAG);fibras ópticas;resonadores de microondas.Además, los óxidos de tierras raras se mezclan con tungsteno para mejorar sus propiedades a altas temperaturas para soldar, reemplazando al torio, que puede ser peligroso para trabajar.La insostenibilidad ambiental (y social) del proceso de extracción de tierras raras es, de hecho, un gran problema.De hecho, la extracción de materia implica un alto nivel de degradación ambiental, así como riesgos para la salud y la contaminación del suelo y el agua.Y claro, en varios casos, también está el tema del trabajo infantil y la explotación de mano de obra barata.Pero si los movimientos ecologistas claman por el cierre de minas y sitios de extracción que contaminan el aire, el agua y la tierra circundantes, también es cierto que la economía mundial ahora está doblemente ligada a la alta tecnología.En la práctica, sería necesario que la extracción de REE dejara de ser indispensable para la era tecnológica contemporánea.Las alternativas, sin embargo, son muy pocas, al menos por el momento.Para disminuir la dependencia de las tierras raras estaría la diversificación de fuentes, la reducción de su uso, el reciclaje.Y si la primera opción ya está en marcha, en cuanto a reducción de empleo y reposición, nos apoyamos en la comunidad científica que de momento no ha dado grandes alternativas o al menos ninguna alternativa que dé el mismo rendimiento con el uso de menos elementosUna solución ampliamente defendida es la del reciclaje que, sin embargo, no solucionaría el problema de forma inmediata, dado que actualmente solo se recicla el 1% de los RAEE.El hecho es que el tema de las tierras raras representa uno de los nodos más controvertidos de la transición ecológica, ya que estos materiales son indispensables pero crean una verdadera paradoja: la contaminación para la extracción de productos poco contaminantes necesarios para la economía verde.Hoy en día se estudian diversas alternativas de extracción, como las de origen vegetal o microbiano, que a través de la biotecnología o tecnologías biogeoquímicas permitan extraer sin los riesgos ambientales actuales.Estos son métodos que ciertamente tendrían un buen rendimiento en términos de costos de energía y químicos dañinos, pero que aún no pueden reemplazar la tecnología actual.Otras soluciones provienen de la economía circular.Recientemente, de hecho, invertimos en tecnologías para tratar de recuperar tierras raras de fuentes secundarias, ya sea la recuperación de residuos de otras plantas mineras o el reciclaje de materiales que ya están en el mercado.La mejor solución hoy en día parecería ser la del reciclaje: reutilizar las tierras raras presentes en los dispositivos fuera de servicio.Esto permitiría reducir el impacto ambiental, pero también solucionar el problema de la dispersión de estos elementos en el medio ambiente al final de su uso.Por tanto, la investigación avanza en todos los frentes, tanto en la mejora de los métodos de extracción como en las nanotecnologías, el dióxido de carbono supercrítico o el grafeno: hoy, sin embargo, solo se recupera el 1% de las tierras raras de los residuos.Procesamiento de tierras raras en China: foto de ShutterstockTodas las tierras raras pesadas del mundo (como el disprosio) provienen de depósitos chinos como Bayan Obo, aunque las minas ilegales de tierras raras son comunes en las zonas rurales de China y se sabe que liberan desechos tóxicos en los recursos hídricos.Para evitar la escasez y el monopolio chino, se buscaron otras fuentes de tierras raras, especialmente en Sudáfrica, Brasil, Vietnam, Canadá y Estados Unidos.Una mina de tierras raras en California reabrió en 2012, mientras que otros sitios notables son el lago canadiense Thor en los Territorios del Noroeste y Quebec.En términos generales, la mayor parte del suministro actual de itrio se origina en depósitos de arcilla en el sur de China y proporciona concentrados que contienen aproximadamente un 65 % de óxido de itrio.Evidentemente, el interés por las REE ha ido creciendo junto con la evolución tecnológica y la transición energética pero la dependencia mundial de estos materiales trae consigo varios temas críticos relacionados con los procesos de extracción y producción que ahora forman parte de una especie de “cuasi-monopolio” chino. , que creció hasta la crisis de 2010, cuando las economías más avanzadas empezaron a buscar alternativas a la importación de REE desde China.Si de hecho, hacia fines del siglo pasado, América también contaba con una especie de cuenca de extracción y producción, las minas de California se cerraron cuando los precios chinos resultaron mucho más baratos, pero esto dio paso al proceso que condujo al monopolio chino. : los países de hecho delegaron la actividad de extracción y producción de tierras raras, debido a las criticidades ambientales y sociales y las regulaciones vigentes en los distintos países, obteniendo lo que su mercado de productos terminados requiere, sin contaminar su propio territorio.Por su parte, China podría contar con el apoyo gubernamental a la investigación (también es uno de los mayores inversores en la búsqueda de renovables), la protección de los recursos de REE y la producción no regulada y el bajo coste de producción frente a los extranjeros.Desde 2011 empezaron a llegar restricciones tanto por motivos medioambientales como de dominancia y China empieza a restringir las exportaciones, con una ley que también permite limitar la exportación de tierras raras a aquellos países que atenten contra los intereses de la nación.De hecho, a día de hoy la producción de REE está en manos de cuatro países siendo China (58%) y Estados Unidos (16%) la producción mayoritaria.Y muchos países, incluida la Unión Europea, están buscando alternativas para reducir la dependencia de estas materias primas y sobre todo de los países productores.De hecho, si EE. UU. se concentra en la Iniciativa de Gobernanza de Recursos Energéticos que contempla la participación de Europa y Japón;en Europa existen algunos programas de reciclaje y búsqueda de alternativas como EXMAMA (Exploring new magnetic materials from first-principles).En cuanto a la Unión Europea, en particular, la dependencia de China para las tierras raras y otras materias primas es muy evidente y la adopción del Pacto Verde Europeo y la transición ecológica empuja hacia una emancipación de este vínculo.Así como hacia una posible emancipación del uso generalizado de Ree, tanto que no faltan experiencias de particulares y consorcios que se centren en tecnologías sin Tierras Raras como la Movilidad sin Tierras Raras.La estrategia europea, en los últimos años, apunta por tanto a una cierta independencia que también se manifiesta con Erma -Alianza Europea para las Materias Primas- que tiene como objetivo fortalecer y diversificar el suministro interno y externo de la UE en Tierras Raras, buscando proyectos en suelo europeo que puedan estar operativa en 2025. Sin embargo, las dificultades para recuperar y reciclar estos materiales chocan con los objetivos de economía circular que forman parte de la Agenda 2030 y el Green Deal.Además, las comunidades y asociaciones ambientales toman una posición firme contra los proyectos de sitios mineros que podrían comprometer los ecosistemas y los hábitats de las especies protegidas y el hogar de los sitios arqueológicos.En la práctica, si bien las estrategias, estudios y conflictos ambientales y sociales en torno a las tierras raras son muchas y de diversa índole, la cuestión no parece fácil de resolver.