Todo lo que debes conocer sobre las tierras raras

10 de octubre de 20210
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Es bastante probable que en algún momento hayas escuchado o leído algo sobre lo que se denominan tierras raras. Quizá lo más extraño es que ni son tierras ni son raras. Es un grupo de elementos químicos que pese a ser difíciles de encontrar, no son muy escasos. ¿Cuánto sabes sobre el tema? Ponte cómodo, que te lo contamos todo.

Como buena historia, comencemos por el principio. Se denominan tierras por un tema histórico de la química. A los óxidos se les llamaba tierras, de ahí que a este grupo de elementos se les asociase con este nombre. ¿Son tan raras? Como hemos dicho, ni raras ni escasas. Algunos incluso son bastante abundantes, como el cerio, el elemento número veinticinco en la tabla de abundancia en la corteza terrestre, parecido al cobre. Se les llama raras porque son difíciles de extraer y de encontrar en estado puro.

Es un conjunto de diecisiete elementos químicos. A ver si conoces alguno. Son el escandio, itrio y los 15 elementos del grupo de los lantánidos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometeo, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio). Es más, al escandio y al itrio los meten en el saco de las tierras raras porque aparecen mezclados de forma frecuente con los lantánidos en los mismos yacimientos.

Vamos a complicarlo un poco. Y es que estos elementos no aparecen de forma aislada en la naturaleza. Más bien todo lo contrario. Lo hacen en forma de multitud de minerales –a veces hasta ciento ochenta– y compuestos de ellos, sobre todo óxidos. A excepción del Prometeo, el resto de los lantánidos se encuentran como óxidos metálicos contenidos en unos veinticinco minerales.

 

«Se denominan tierras por un tema histórico de la química. A los óxidos se les llamaba tierras, de ahí que a este grupo de elementos se les asociase con este nombre. ¿Son tan raras? Ni raras ni escasas. Algunos incluso son bastante abundantes, como el cerio»

 

De estos los más importantes y que se explotan económicamente son bastnaesita (flúor carbonato de tierras raras), monacita (fosfato de tierras raras), xenotima (fosfato de itrio), loparita (óxido de cerio, sodio, calcio, titanio y niobio de fórmula (Ce,Na,Ca)(Ti,Nb)O3), cerita (silicato de fórmula (Ce,La,Ca)9(Mg,Fe+3)(SiO4)6(SiO3OH)(OH)3) y gadolinita (silicato de cerio, lantano, neodimio, itrio berilio y hierro de formula (Ce,La,Nd,Y)2FeBe2Si2O10).

Por norma general, son cuatro los tipos de roca con los que se asocian a estos minerales en los yacimientos comerciales. Carbonatitas –rocas ígneas con contenido superior al cincuenta por ciento de carbonatos–, rocas ígneas alcalinas, arcilla lateríticas y los depósitos tipo placer. Y esto no es todo. Hay evidencias de la existencia de tierras raras en las costras de manganeso cobaltífero en los fondos marinos cuya explotación está ahora mismo investigándose.

 

Producción mundial de tierras raras

La producción mundial de estos minerales es de ciento sesenta mil toneladas al año. De ellas, el noventa y  cinco por ciento proceden de China y las reservas de tierras  raras se cifran entre ochenta y ciento veinte megatoneladas. Simplificando, es lo necesario para cubrir la demanda de los próximos seiscientos veinticinco años. La principal problemática es que estas reservas se encuentran fundamentalmente en China, con la tensión política y comercial que esto acarrea.

 

 

Uso de las tierras raras

Las aplicaciones industriales de estos elementos son muy extensas. Por ejemplo, el samario se utiliza en la fabricación de potentes imanes permanentes que permiten el desarrollo de los motores eléctricos modernos. O el iterbio y terbio, cuyas propiedades magnéticas se usan para mejorar el almacenado de datos informáticos que se guardan en equipos cada vez más pequeños y con mayor capacidad.

Si abandonaste las viejas televisiones de tubo por una plana y disfrutas de intensos colores, ello se debe en gran parte al europio y el itrio. Cerio y erbio son elementos clave en las aleaciones metálicas especiales y los últimos avances de los cristales láser son cosa del neodimio y el holmio.

El neodimio se usa también como colorante en esmaltes cerámicos y cristales de varios tipos y en la fabricación de las gafas que usan los soldadores ya que absorbe la luz ámbar de la llama del arco voltaico. También son usados por los astrónomos para calibrar unos dispositivos llamados espectrómetros y filtros de radiación infrarroja.

Algunos cristales que contienen neodimio se utilizan en la fabricación de rubíes sintéticos empleados en láser de radiación infrarroja (1054-1064nm). Láseres de neodimio son el YAG (cristal de itrio y aluminio) usado en odontología y medicina, el YLF (fluoruro del itrio y litio), y el  YVO (vanadato del itrio).

Finalmente, el neodimio se utiliza en los imanes permanentes del tipo de Nd2Fe14B, de gran intensidad de campo. Estos imanes son más baratos y potentes que los imanes de samario-cobalto, y son comunes en productos como auriculares, altavoces, discos duros de ordenadores, sensores, etcétera.

 

¿Qué te ha parecido el artículo? Ya conoces un poco más sobre las bondades de estas famosas tierras raras.

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