Qué son las tierras raras y cuáles son sus aplicaciones domesticas e industriales

Aunque los minerales llamados tierras raras, son desconocidos para muchos, su presencia entre nosotros no es escasa. Están presenten en muchos de los elementos tecnológicos que tenemos en nuestro hogar, así como en la medicina, la astronomía y en incontables procesos y equipos del sector industrial.

Pero qué son, por qué se llaman así y como se extraen, son algunas de las preguntas que queremos resolver en este artículo.

Las tierras raras son un conjunto de minerales que se abundan en la corteza terrestre y están compuestas por el grupo de elementos de la tabla periódica, conocidos como lantánidos y dos adicionales que no pertenecen a este grupo, en total son 17 elementos: Lantano, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Prometio, Samario, Europico, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Holmio, Erbio, Tulio, Iterbio, Lutecio Escandio e Itrio.

El nombre tierras, proviene de la química antigua, ciencia en la cual a los óxidos se les llamaba de esta manera, dado que estos elementos no aparecen aislados de manera natural, sino en forma de compuestos que son fundamentalmente óxidos, se les atribuye ese nombre.

A pesar de sus nombres poco comunes y casi nunca escuchados, no son tan raros o escasos en nuestro planeta, algunos de ellos son muy abundantes, pero no se encuentran es estado puro, requieren procesos complejos para su extracción y almacenamiento.

Hasta el momento, se han encontrado yacimientos en China, principal productor, aunque también se extraen en India, Rusia, Malasia, Mongolia, Brasil y Estados Unidos. Su producción es de aproximadamente 160.000 t/año.

El uso de estos metales, es amplio, a continuación, se detallan los principales:

Lantano (La): fabricación de gafas ópticas especiales, mejora en la maleabilidad del acero, tratamiento de aguas residuales y refinería de petróleo.

Praseodimio (Pr): se emplear en tecnología láser, fabricación de gafas de soldadura y como colorante de vidrios y esmaltes.

Samario (Sm): se usa en potentes imanes para motores eléctricos y junto a otros compuestos en tratamientos de radioterapia contra el cáncer.

Iterbio (Yb) y el terbio (Tb): se emplean en el almacenamiento de datos informáticos, gracias a sus extraordinarias propiedades magnéticas.

Europio (Eu) y el itrio (Y): son empleados en la fabricación de pantallas de alta definición para televisores, computadoras, teléfonos celulares, tabletas, etc.

Gadolinio (Gd): sus usos principales son en laser, aditivos para el acero, además es ampliamente usado en la medicina, rayos X, pruebas de densidad ósea y como agente de contraste para resonancias magnéticas.

Cerio (Ce): es el más abundante de las tierras raras, se usa como catalizador en convertidores catalíticos junto con el erbio (Er): son elementos clave en las aleaciones metálicas especiales de hierro, manganeso y aluminio.

Holmio (Ho) y Neodimio (Nd): a estos elementos se les atribuyen los últimos avances de los cristales laser, el Neodimio tiene una gran variedad de usos adicionales: colorantes en esmaltes cerámicos y cristales y en la fabricación de gafas para soldadura soldadores (tienen la capacidad de absorber la luz ámbar de la llama del arco voltaico).

Calibración de unos espectrómetros y filtros de radiación infrarroja (en astronomía), fabricación de rubíes sintéticos, equipos odontológicos y médicos.

Finalmente, el neodimio se utiliza en imanes permanentes de gran intensidad de campo comunes en productos como auriculares, altavoces, discos duros de ordenadores, sensores, etc.

Otros usos en los que podemos encontrarlos son: procesos catalíticos en refinerías del petróleo, cerámicas superconductoras, fibras ópticas, refrigeración, almacenamiento de energía, vidrios especializados, baterías nucleares, tubos de rayos X y microondas.

Ahora que conocemos sus usos, es fácil intuir por que las tierras raras son muy apetecidas, el potencial económico de las regiones que tiene yacimientos ricos en ellos, es enorme.

Hasta el momento, China, es el país que concentra la mayor cantidad de toneladas de tierras raras extraídas, con el 95% del total mundial. Mucho más atrás están Rusia e India, cada una con un 2% seguidos por Malasia y Brasil, cada uno con 0,5% y 0,3% respectivamente.

Lo anterior plantea cuestionamientos relacionados con el riesgo que implica tener un productor dominante y la necesidad de diversificar su producción a otros países como Rusia, Australia y Estados Unidos, que también tienen reservas, pero cuya explotación aún es muy incipiente.

Considerando su demanda creciente, su elevado valor en el mercado* y los retos que representa la complejidad de sus métodos de extracción** que implican el desarrollo procesos limpios, y amigables con el medio ambiente, podemos concluir que esta industria se encuentra en plena etapa de crecimiento, que representa grandes oportunidades de generación de riqueza y desarrollo y a su vez, trae consigo grandes desafíos para los países que tienen reservas de estos elementos.

*  Algunos elementos pueden considerarse más valiosos que el oro.

** Para evitar la contaminación del producto final y las afectaciones ambientales, dada la necesidad de usar elementos radioactivos y de complicado manejo.

Autor: Gloria Bibiana Zambrano, Ingeniera Industrial

Fuentes

• https://www.icog.es/TyT/index.php/2019/05/que-son-las-tierras-raras/
• https://mineriaenlinea.com/2018/08/todo-sobre-las-tierras-raras/
• https://www.elconfidencial.com/tecnologia/2019-05-30/que-son-tierras-raras-minerales-guerra-comercial-eeuu-china_2044334/

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