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26 febrero 2021

La guerra de las tierras raras

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Limpiar nuestras emisiones contaminantes llevará, si no cambiamos algo, a ensuciar más el planeta. En el centro de esta paradoja de la sostenibilidad están las tierras raras, esos peculiares metales que se han convertido en indispensables para fabricar desde smartphones hasta aerogeneradores de energía eólica. Este recurso tan crítico estaba casi exclusivamente en manos de China y la actual pugna por su dominio amenaza también a los equilibrios geopolíticos. Es uno de los principales frentes de la guerra comercial abierta con la otra superpotencia, EEUU —con el telón de fondo del golpe de estado en Myanmar, un país casi tan ignorado hasta ahora como estos elementos químicos arrinconados al fondo de la tabla periódica.

La revolución de las energías renovables ha traído buenas y malas noticias. Por un lado, en tan solo una década hemos multiplicado por 7 la producción de energía eólica y por 44 la de energía solar. Por otro lado, esto complica la transición hacia una movilidad y un transporte más verdes. La clave de esta complicación está en los metales del grupo de las tierras raras, como el neodimio y el disprosio. Un aerogenerador con potencia de producción de un megavatio necesita para funcionar una tonelada de imanes permanentes fabricados con estos dos elementos supermagnéticos. Y un coche de “cero emisiones” necesita del orden de un kilogramo de neodimio para su motor y también unos diez kilogramos de otras tierras raras para sus baterías recargables.

Junto con otros métales como el litio o el vanadio, las tierras raras se han ganado el apelativo de “oro verde”, pues indispensables en la producción de bombillas de bajo consumo, placas solares o pilas de combustible y forman parte de los sistemas de almacenamiento de hidrógeno. Esas y otras tecnologías verdes dependen tanto de estos preciados metales que, si los líderes del mundo acordaran apostar mucho más por ellas para lograr una importante reducción de las emisiones de CO2 en la próxima década, tendríamos serias dificultades para cubrir el salto en la demanda de tierras raras, a las que muy pocos países tienen acceso directo.

El “oro verde” para una energía y coches mas limpios

El gran dominador mundial de este recurso crítico, China, ha pasado de producir tan solo 44.600 gigavatios de energía eólica en 2010 a multiplicar por diez esa cifra en 2020, con una gran inversión en parques eólicos marinos que pueblan el golfo de Bohai, en la costa noroeste el gigante asiático. Este impulso al sector eólico chino abre una esperanza para el planeta pero preocupa a los fabricantes europeos de automóviles, que temen por los suministros de tierras raras para fabricar sus coches híbridos y eléctricos.

Un bloque de europio puro, tras su extracción y procesado para separarlo de otros metales de tierras raras. Crédito: Alchemist-hp

Y es que la única mina de Europa donde se obtenían estos materiales cerró en 1933. Estaba en Ytterby (Suecia) y allí se descubrieron a finales del siglo XVIII los denominados científicamente elementos de tierras raras: el escandio, el ytrio y los 15 del grupo de los lantánidos: lantano, cerio, praseodimio, neodimio, promecio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio. Esta lista de extraños nombres (cuatro de ellos en homenaje a la mina sueca) resulta ajena hasta para muchos estudiantes de química, pues estos elementos han permanecido arrinconados tanto en un extremo de la tabla periódica como en los capítulos finales de los libros de texto de esta materia.

UNA RAREZA ÚNICA EN LA QUÍMICA

Las tierras raras eran el patito feo de la química, con muy pocas aplicaciones hasta mediados del siglo XX, cuando empezaron a destacar por sus especiales propiedades magnéticas: imanes permanentes de una potencia nunca vista se han podido fabricar en las últimas décadas usando aleaciones de tierras raras. Y también se han creado imanes con comportamientos muy específicos, variando estas aleaciones metálicas para personalizar su magnetismo. Las posibles matices de esa magnetización a la carta son inagotables, porque se trata de 17 elementos con propiedades muy parecidas —eso sí que es raro, una semejanza inédita dentro de los 118 elementos catalogados hasta ahora—, todos ellos metales plateados y blandos, que se oxidan muy fácilmente.

Producción global de elementos de tierras raras, por países y hasta 2015. Crédito: Weng,Zhehan et al. / Economic Geology

La rareza única de tal parecido entre los distintos elementos de un mismo grupo químico hace que, en la naturaleza, estos elementos se encuentren geológicamente muy juntos, lo cual facilita localizarlos pero dificulta separarlos, y hasta distinguirlos. La minería de tierras raras es una actividad compleja, con una extracción que tiene un potente impacto sobre el entorno (al realizarse en minas a cielo abierto) y un procesamiento que genera gran cantidad de residuos tóxicos (pues para separar los diferentes minerales hay que lavarlos con ácidos). Tales condiciones, inaceptables para las sociedades occidentales de finales del siglo XX, dejaron la producción de tierras raras en manos de China, donde están los mayores yacimientos del mundo —y además hay una legislación ambiental y unas condiciones laborales que permitieron a esta superpotencia asumir ese liderazgo.

UNA REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA, UNA PESADILLA ECOLÓGICA

La consecuencia ha sido una pesadilla ambiental en la Mongolia Interior, la región china donde están las mayores minas de tierras raras del mundo. Su actividad ha creado hasta un un lago artificial, lleno por completo de residuos tóxicos, y la contaminación se ha introducido en la cadena alimentaria, provocando problemas de salud pública. Este ha sido uno de los costes ocultos de la revolucionaria transformación de la electrónica de consumo: un claro ejemplo de ella son los pequeños y ligeros auriculares de hoy en día, que dan una calidad de sonido antes solo al alcance de grandes altavoces, y que son una realidad gracias a diminutos y potentes imanes de neodimio. Y es que, en general, la espectacular miniaturización de los componentes electrónicos en las últimas décadas hubiera sido imposible sin las tierras raras. Sin ellas, no habría smartphones. Pero tampoco las baterías recargables (que alimentan nuestra vida digital gracias al lantano) o las pantallas LED (a las que da color el europio) o los láseres de alta presión de samario, imprescindibles para muchas aplicaciones industriales y militares.

BBVA-OpenMind-Fuco-La guerra de las tierras raras-3-La minería de tierras raras tiene un gran impacto ambiental, como muestran estas instalaciones en China. Crédito: Kevnmh
La minería de tierras raras tiene un gran impacto ambiental, como muestran estas instalaciones en China. Crédito: Kevnmh

Los modernos aparatos médicos de rayos X y de resonancia magnética nuclear también emplean estos metales, que además son críticos en refinerías de petróleo y en aeronáutica. No solo las energías alternativas y los últimos gadgets dependen de las tierras raras. Por eso China cortó el suministro de estos materiales a Japón en 2010, como medida de presión en medio de un conflicto pesquero entre ambos países. Y por eso EEUU se está pensando mucho las sanciones a Myanmar tras el golpe militar de principios de 2021. El hermético país del Sudeste asiático se ha convertido en la última década en el tercer productor mundial de minerales de tierras raras, solo por detrás de China (58% del total) y muy cerca de EEUU (16%). Hace tan solo diez años China superaba el 90% de la producción mundial y el actual reparto muestra cómo estos materiales se han convertido en una cuestión estratégica. Mientras que en la Unión Europea se proyectan en Suecia nuevas minas casi un siglo después, EEUU ha reabierto su mina de Mountain Pass (California), que en su día fue la mayor del mundo, y también planea abrir sus primeras plantas de procesamiento —la parte más tóxica de su fabricación, que en la actualidad sólo se hace en China.

UN PROBLEMA GLOBAL QUE REQUIERE ACCIÓN INDIVIDUAL

Afortunadamente, las tierras raras no son raras en el sentido de escasas. No son materias primas en riesgo de extinción. Son mucho más abundantes que el verdadero oro, y se encuentran en mayores proporciones en la corteza terrestre que metales tan comunes como zinc, plomo o estaño. Sin embargo, su minería y procesamiento son tan complejos y contaminantes que nos obligan a buscar otros caminos si queremos cortar las emisiones de CO2 , que nos han llevado a la emergencia climática, sin crear otros graves problemas ambientales. Numerosos países son candidatos a albergar minas de tierras raras, pero el rechazo social a esta actividad hace que muchas prospecciones ni siquiera se inicien. Ante esta situación, gobiernos y grandes empresas ponen en marcha ambiciosos programas de reciclaje de tierras raras, conscientes de que los vertederos a los que van a parar nuestros gadgets se han convertido en importantes yacimientos de estos preciados metales. Así, en 2020 Apple anunció que solo usa tierras raras 100% recicladas para la fabricación de todos los terminales de su gama de iPhone 12.

Keyboard (detail) with Neodymium element - 3d made-El neodimio es clave para producir altavoces, espejos retrovisores, coches híbridos y láseres. Crédito: Terence Wright
El neodimio es clave para producir altavoces, espejos retrovisores, coches híbridos y láseres. Crédito: Terence Wright

Al margen de guerras comerciales, de equilibrios geopolíticos y de estrategias verdes de grandes multinacionales, las tierras raras plantean un dilema que nos afecta individualmente a todos. El actual ritmo de comercialización de dispositivos electrónicos con una vida efímera no es compatible con la transición hacia una energía y un transporte más ecológicos. No podemos tener una sociedad cada vez más hiperconectada, y más limpia en emisiones, sin un coste: o cambiamos nuestros hábitos de consumo y reciclaje de tecnología, o ese coste lo volverá a pagar el planeta.

Francisco Doménech
@fucolin

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