Tierras raras: elevados daños ambientales ocasionados por la fabricación tecnológica

Las consecuencias de la extracción y procesamiento de las llamadas tierras raras, elementos químicos usados en gran cantidad de aparatos electrónicos (como los móviles) y en tecnologías a priori beneficiosas para el medio ambiente (como los aerogeneradores o los coches eléctricos), son aun desconocidas para la gran mayoría de la sociedad. Por ello, su conocimiento y reducción del despilfarro de los materiales que las contienen son esenciales para luchar contra la contaminación que generan.

¿Qué son las tierras raras?

Según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, las tierras raras son un conjunto de diecisiete elementos químicos conformados específicamente por los quince lantánidos, el escandio y el itrio.

Entre los lantánidos el lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometeo y samario son conocidos como las tierras raras livianas o Light Rare Earth Oxides. Junto a ellos, el europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio, son conocidos como las tierras raras pesadas o Heavy Rare Earth Oxides. Salvo el prometeo, todos los demás lantánidos se encuentran como óxidos metálicos contenidos en unos 25 minerales, de los cuales los más importantes y que se explotan económicamente son la bastnaesita (flúor carbonato de tierras raras), monazita (fosfato de tierras raras) y xenotima (fosfato de itrio).

La denominación “tierra” proviene de la antigua denominación que se daba a los óxidos, y en cuanto a “raras”, hace referencia a la dificultad de extraer y procesar los materiales, ya que los yacimientos de estos elementos normalmente se mezclan con otros materiales geológicos y resulta complicado extraerlos individualmente.

¿Para qué sirven?

Sus configuraciones electrónicas únicas los vuelven básicos para multitud de aplicaciones actuales. De utilizarse hace unas décadas en las piedras de los mecheros, se pasó a necesitarlos en imanes, tubos de rayos catódicos para televisiones, láseres, pigmentos, lámparas fluorescentes, microscopios electrónicos, máquinas de los hospitales y hasta en billetes para detectar falsificaciones mediante radiación ultravioleta.

En la actualidad, las tierras raras se han convertido, gracias al avance de las nuevas tecnologías, en elementos insustituibles al emplearse también en aparatos comunes de nuestra vida diaria, como teléfonos móviles, ordenadores o auriculares, y en las denominadas tecnologías verdes, tales como coches eléctricos, aerogeneradores, paneles fotovoltaicos, iluminación LED, etc.

Con ello, de una forma más técnica y por tipo de elemento: el cerio y el erbio participan de la composición de aleaciones metálicas especiales; el neodimio, holmio y disprosio son necesarios en ciertos tipos de cristales de láser; el samario es un componente esencial de los imanes permanentes más intensos que se conocen y que han abierto el camino para la creación de nuevos motores eléctricos; el iterbio y el terbio tienen propiedades magnéticas que se aprovechan en la fabricación de burbujas magnéticas y dispositivos ópticos-magnéticos que sirven para el almacenaje de datos en las computadoras; y el europio y el itrio, que provocan al fósforo rojo en las pantallas a color.

Otras aplicaciones tienen que ver con fenómenos catalíticos en la refinación del petróleo, elaboración de cerámicas superconductoras, fibras ópticas, refrigeración y almacenaje de energía, vidrios de alto índice, polvos de pulido en óptica, baterías nucleares, captura de neutrones, tubos de rayos X, comunicación por microondas, tubos de haz electrónico o equipos de imágenes en medicina, entre otros usos relevantes de las tecnologías modernas.

¿Cómo afectan al medio ambiente?

Tanto la extracción como el procesamiento de las tierras raras causan un elevado impacto ambiental. La extracción se hace en minas a cielo abierto y para su procesamiento se requieren productos químicos muy agresivos. Además, en los minerales de los que se extraen es muy común la presencia de elementos radiactivos como el torio o el uranio. En este contexto, la producción de una tonelada da lugar a entre 9.600 y 12.000 metros cúbicos de gas residual que contiene polvo concentrado, ácido fluorhídrico, dióxido de azufre y ácido sulfúrico, unos 75.000 litros de agua residual ácida y alrededor de una tonelada de residuos radiactivos. Con ello, suponen la eliminación total de la vegetación del área de la mina y también de sus alrededores dada la contaminación que se genera (siendo esta de naturaleza diversa -radiactiva, de partículas o de productos químicos-, afectando al aire, la tierra y a las aguas circundantes).

Junto al impacto ambiental, cabe añadir los consiguientes impactos sociales, sobre todo en el contexto de la producción agroalimentaria y de la salud. Además, los supuestos buenos resultados económicos son más que discutibles si se toman en consideración los gastos derivados de un adecuado control de emisiones y de contaminación, la restauración del medio natural, así como los gastos sanitarios resultantes de atender las enfermedades contraídas por los ciudadanos como consecuencia de la producción de tierras raras.

Control chino de las tierras raras

Pese a contar únicamente con el 35% de las reservas mundiales, China concentra en la actualidad el 95% de la producción mundial de tierras raras, y países como Estados Unidos o Japón, grandes consumidores de estos elementos, dependen de China para abastecerse.

De hecho, dado el incremento previsto de esta demanda, varios países han comenzado a barajar la posibilidad de extraer estos óxidos, muchas veces bajo las protestas de las organizaciones defensoras del medio ambiente, para evitar que China pueda controlar el precio mundial de lo que ya nadie duda que es el insumo del futuro.

¿Cómo combatir su contaminación?

Los expertos recomiendan:

• Reciclar todo lo posible para luchar contra el daño ambiental de las tierras raras.
• Utilizarlas solo en aplicaciones realmente útiles y que puedan reciclarse. Su uso en aerogeneradores, coches eléctricos o lámparas de bajo consumo merece la pena, porque además de ser positivos para el medio ambiente, estos aparatos contienen la cantidad suficiente de tierras raras que justifica su posterior reciclado y recuperación.
• No caer en el consumismo del usar y tirar, y evitar el derroche. Cambiar cada poco tiempo de teléfono para estar «a la última» o utilizar aparatos como auriculares de baja calidad que apenas se emplean una vez no debería estar en la cabeza de un consumidor responsable. Incluso, en caso de necesidad, optar por el cambio de piezas obsoletas en lugar del aparato entero. Las empresas deberían unificar criterios para evitar incompatibilidades que conlleven un mayor uso de componentes, cables, conectores, etc.; en definitiva, apostar por la calidad y la duración de los productos.
• Disminuir su cantidad y sustituirlos por otros materiales o aplicaciones. Los fabricantes, para no ser tan dependientes de las tierras raras chinas, trabajan en nuevos modelos con la menor cantidad posible o incluso sin ellas.

A la búsqueda de sustitutos

La volatilidad de los precios y la incertidumbre en torno al suministro han motivado que algunos empiecen a buscar materiales alternativos. Un ejemplo es Ford Motor Company, quien ha reducido a la mitad el uso de disprosio en sus nuevos modelos híbridos Fusion y C-MAX adoptando baterías de iones de litio y eliminando la necesidad de neodimio, que se utilizaba en modelos anteriores con baterías de níquel-hidruro metálico.

Junto a ello, son también numerosos en todo el mundo los programas y proyectos de grupos de investigación que se han embarcado en la búsqueda de posibles sustitutos y de medidas de reciclado. En este contexto, hay numerosos avances tecnológicos, como la simulación por ordenador, que están acelerando este proceso de manera rápida y barata.

Fuentes: 

• www.consumer.es, 29 de enero de 2015
• www.tendencias21.net, 10 Marzo 2012
• www.neoteo.com
• compassmag.3ds.com
• www.relec.es, 14 septiembre 2012