Tierras raras

En Europa importamos el 100% de estos elementos vitales para la sostenibilidad, pero ¿cuál es el precio de tal dependencia?

Mountain Pass, California.

Mountain Pass, California.

Entre 1952 y la década de 1980, la mayor parte de las tierras raras del mundo se produjo en la mina a cielo abierto de Mountain Pass, situada en California, con un elevado coste medioambiental que después asumió China para controlar el mercado de estos preciados elementos.

Foto: Lighthouse / UIG / AGE Fotostock

24 de febrero de 2022, 07:00 | Actualizado a

Aunque a trancas y barrancas, y en especial desde el impulso que supuso el Acuerdo de París en 2015, gran parte de los Gobiernos del mundo tratan de promover una transición hacia una economía baja en emisiones de carbono, una meta ineludible para mantener el calentamiento global y la subsiguiente emergencia climática bajo control.

Estas muestras de tierras raras se hallan en las dependencias de Molycorp Minerals, responsable de la explotación de la mina de Mountain Pass.

Estas muestras de tierras raras se hallan en las dependencias de Molycorp Minerals, responsable de la explotación de la mina de Mountain Pass.

A consecuencia de la competencia china que la propia empresa estadounidense alimentó, sus actividades cesaron en 2002. En 2010 la firma retomó la actividad minera.

Foto: Don Bartletti / Getty Images

En el imaginario colectivo esbozamos un porvenir a medio plazo propulsado por tecnologías más limpias. Un futuro en el que los automóviles eléctricos han sustituido a los de combustión interna. Silenciosos, transitan impulsados por gigantescas baterías de iones de litio de media tonelada de peso, cada vez más autónomas, y motores eléctricos de última generación que, gracias a unos potentes imanes permanentes alojados en su rotor, son cada vez más pequeños, compactos y sencillos. Equipados con flamantes pantallas de LCD, parabrisas anti UV y, en el caso de los híbridos, catalizadores que minimizan las emisiones contaminantes, circulan por un territorio en el que proliferan instalaciones de energías renovables altamente eficientes, como placas fotovoltaicas o enormes aerogeneradores que, tanto en tierra como en el mar, giran gracias también a ese tipo de imanes. Pequeños aviones eléctricos capaces de realizar trayectos cortos surcan el cielo, y todos los sistemas de iluminación son de bajo consumo. La sociedad, cada vez más digitalizada, se encamina, en teoría, hacia una economía desmaterializada, orientada a consumir menos recursos y bienes materiales, mientras el tráfico de datos crece de forma colosal y circula, a tiempo real, a través de cables, redes, fibras ópticas y centros de almacenamiento de datos hasta miles de millones de dispositivos receptores cada vez más inteligentes.

Baotou es la mayor ciudad de la región china de Mongolia Interior.

Baotou es la mayor ciudad de la región china de Mongolia Interior.

También es el lugar del planeta donde más tierras raras se producen: 100.000 toneladas al año, el 75 % del total mundial. Símbolo de modernidad, Baotou reluce a expensas de unas zonas aledañas muy afectadas por esa explotación minera desaforada.

Foto: South China Morning Post / Getty Images

Parece que la dependencia de los combustibles fósiles toca a su fin, ¿no es maravilloso? Lamentablemente, no tanto como nos han inducido a pensar: las nuevas tecnologías necesarias para implementar la transición energética y la llamada revolución digital –ambas estrechamente relacionadas– quizá nos liberen de la quema de hidrocarburos en las ciudades, pero requieren de una cantidad descomunal de otras materias primas que, obviamente, también son finitas y se extraen mayoritariamente con combustibles fósiles.

Los múltiples usos de las tierras raras

En especial los denominados minerales críticos, vitales para el desarrollo económico de la sociedad pero cuyo suministro dista de estar asegurado, tanto por su dificultad en extraerlos como por unos motivos geopolíticos que desde hace ya unos años están remodelando de forma radical un escenario mundial fuertemente dominado por China. Entre estos minerales hay 17 elementos químicos conocidos como tierras raras, básicos para la tecnología actual. Estos valiosísimos elementos nunca se encuentran en forma pura. Dispersos por toda la corteza terrestre, forman parte de distintos tipos de minerales y en proporciones mínimas, de media unos 100 gramos por tonelada. Algunos cuestan tanto como el oro, unos 50.000 euros el kilo, pero sus propiedades ópticas, magnéticas y químicas son tan magníficas que gracias a ellos hemos dado un salto tecnológico brutal y hoy son imprescindibles, no solo para alcanzar la sostenibilidad, sino porque tienen aplicaciones en muchísimos sectores: tecnologías verdes, medicina, automoción, robótica, inteligencia artificial, ciberseguridad, telecomunicaciones, conectividad, industria aeroespacial, procesado de metales, material militar, biotecnología, nanotecnología…

La provincia de Jiangxi, en el sudeste de China, es rica en recursos minerales y en ella se explotan yacimientos de tierras raras, muchas veces de forma ilegal y en condiciones muy insalubres.

La provincia de Jiangxi, en el sudeste de China, es rica en recursos minerales y en ella se explotan yacimientos de tierras raras, muchas veces de forma ilegal y en condiciones muy insalubres.

En este territorio abundan las tierras raras pesadas, de mayor peso atómico.

Foto: Jie Zhao / Corbis / Getty Images

Desde el Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos, CIRCE (instituto mixto formado por la Fundación CIRCE y la Universidad de Zaragoza), la ingeniera química Alicia Valero, experta en minerales críticos, y su padre, Antonio Valero, catedrático del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de dicha universidad, alertan desde hace tiempo de los riesgos que entraña esa transición tan demandante de materias primas, tal y como explican en su libro Thanatia: los límites minerales del planeta. «En lo que concierne a las energías renovables, para generar un gigavatio en una instalación eólica, por ejemplo, se requieren 25 veces más materiales que en una central térmica convencional,y muchos de ellos son escasos –apunta Alicia Valero–. Mientras que para la central térmica usábamos cemento, acero y cobre, en la eólica entran en juego tierras raras como el disprosio o el neodimio. En el caso de los paneles fotovoltaicos flexibles o de capa fina, se necesitan, además de tierras raras, otros elementos también escasos, como galio, selenio, indio, germanio o telururo de cadmio».

Componentes de un coche eléctrico/híbrido:

Un vehículo eléctrico contiene entre nueve y 11 kilos de tierras raras, el doble que un coche de gasolina. Aunque no emite gases cuando circula, sí los genera durante su fabricación, pero a lo largo de su vida útil es más sostenible que un coche de motor de combustión interna.

Componentes de un smartphone

Cada teléfono móvil contiene entre 65 y 70 elementos químicos. Entre estos, hay un promedio de ocho del grupo conocido como tierras raras, gracias a las cuales disfrutamos de esos colores tan vivos en la pantalla, de altavoces y auriculares y hasta de la señal de vibración.

Aún es peor en el caso de un vehículo eléctrico, que Alicia Valero describe como «una auténtica mina con ruedas»: cada unidad puede contener entre nueve y once kilos de tierras raras, el doble de lo que lleva un coche de combustión interna. ¿Echamos cuentas de las tierras raras que requerirán los 2.000 millones de coches eléctricos que se estima estarán en circulación en el año 2050? ¿Y los teléfonos móviles? Según datos de Statista, en 2021 había unos 15.000 millones operativos, y cada uno contiene entre 65 y 70 elementos químicos, 12 de los cuales son extremadamente escasos, ocho son tierras raras y otros, como el cobalto, muy conflictivos por los tremendos problemas sociales y ambientales que generan en los lugares de extracción, como la República Democrática del Congo en el caso del cobalto.

Wang Tao y su familia viven cerca de Baotou.

Wang Tao y su familia viven cerca de Baotou.

Antes cultivaban maíz, patatas y trigo junto a su casa. Ahora, en esta zona las tierras agrícolas de muchos campesinos se han tornado estériles a causa de los lixiviados producidos por la extracción de tierras raras, y la incidencia de cánceres es muy alta.

Foto: Frederic J. Brown / AFP /Getty Images

«Eliminar la dependencia energética de los combustibles fósiles, necesaria para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero y el calentamiento global, implica una dependencia brutal de materiales que irá en aumento a medida que se desarrollen no solo las tecnologías de las energías renovables, sino también las tecnologías digitales. Estamos extrayendo una gran cantidad y variedad de recursos de la Tierra, y en un mundo finito no se puede extraer de forma ilimitada. Ya nos estamos acercando al pico de producción de muchos de estos materiales», subraya Alicia Valero.

Mariano Marzo, catedrático emérito de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Barcelona (UB) y director de la Cátedra de Transición Energética UB-Fundación Repsol, apunta que desde 2010, «y a medida que el porcentaje de renovables ha ido aumentando en el mix energético global, la cantidad media de minerales necesarios por unidad de capacidad de generación eléctrica ha aumentado un 50 %». De aquí a 2040, añade el geólogo, la demanda de estos minerales por parte del sector energético podría multiplicarse entre cuatro y seis veces. «Si se cumplen los objetivos del Acuerdo de París, en dos décadas la demanda de cobre y de tierras raras aumentará un 40 %; la de níquel y cobalto, entre el 60 y 70 %, y la de litio, casi un 90 %». Y recalca que satisfacer la demanda de unas materias primas tan expuestas a vulnerabilidades será harto difícil. ¿Sus puntos débiles? La altísima concentración geográfica de su producción y procesamiento (la mayor parte, en China), la cantidad de tiempo que de media requiere poner en marcha un proyecto minero (16 años), el descenso sostenido de la calidad de los depósitos, el cada vez mayor escrutinio del cumplimiento de la normativa ambiental y social al que son sometidas las empresas y el riesgo creciente que sufren las minas a causa del calentamiento global: falta de agua, olas extremas de calor, inundaciones… ¿Estamos preparados para tamaña misión?

«La transición energética y digital ha sido concebida en absoluta desconexión con la realidad», dice Guillaume Pitron en su libro La guerra de los metales raros. Durante seis años este periodista francés ha llevado a cabo una investigación en una docena de países para documentarse sobre estas «materias raras que trastornan el mundo». Y no solo lo trastornan: al embarcarnos en la transición energética, «todos nos hemos arrojado a las fauces del dragón chino». No es una exageración: según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos, en 2019 China controlaba el 61,97 % de la producción de tierras raras y, según otras fuentes, hasta el 95 % de su procesamiento. Eso significa que el gigante asiático tiene la sartén por el mango en cuanto a precios y suministro, un arma que viene usando desde hace años.

Dos investigadores observan un experimento de luminiscencia con tierras raras.

Dos investigadores observan un experimento de luminiscencia con tierras raras.

Los investigadores Jorge Méndez (a la izquierda) y Pablo Acosta, del proyecto MAGEC-REEsearch de la Universidad de La Laguna, en Tenerife, convierten el infrarrojo en luz visible mediante conversión espectral, un logro que permite optimizar el aprovechamiento de la energía solar.

Foto: Andrés Gutiérrez, Universidad de La Laguna

Mientras, en Europa no sabemos de cuántos de estos recursos disponemos exactamente y tampoco queremos oír hablar de poner en marcha proyectos mineros en nuestros países. Nos beneficiamos como el que más de esos minerales, pero preferimos que los extraigan en otro lugar, da igual de qué manera. Se trata del fenómeno NIMBY, ese acrónimo inglés que significa «Not In My Back Yard» (algo así como «sí, pero aquí no») y que hace referencia a los movimientos sociales que rechazan la instalación en su territorio de infraestructuras que entrañen peligrosidad. «Ciertamente Europa va a remolque, en especial de China, pero también de otros países que ya están por la labor de explotar este tipo de recursos, como Australia, India o Myanmar», dice el geólogo Marc Campeny, conservador de mineralogía en el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona y experto en yacimientos de elementos críticos. También Estados Unidos, que en la década de 1980 era el mayor productor de tierras raras del planeta pero que actualmente importa el 80 % de China, apuesta por relanzar de nuevo la producción. La Unión Europea, preocupada por el suministro de estos materiales indispensables, ha puesto en marcha algunos proyectos, como EURARE, para investigar varios pasos de la cadena de suministro de estos elementos y señalar posibles yacimientos y depósitos en el continente.

Pero el caso es que hoy importamos el 100 % de las tierras raras que necesitamos, a sabiendas de que proceden de explotaciones que muy a menudo se saltan toda normativa ambiental y social con resultados aterradores. Es el caso de los llamados «pueblos del cáncer», dispersos alrededor de las minas chinas de la región de Mongolia Interior, la zona de producción de tierras raras más importante del planeta, donde muchos de sus habitantes, además de haber perdido sus tierras de cultivo, hoy totalmente estériles, han enfermado a consecuencia de los residuos tóxicos que envenenan el suelo, el agua y el aire.

Ver más información en "Tierras raras: presente y futuro dependen de ellas"

En España no hay ninguna explotación de tierras raras, tampoco en Europa, a pesar de que en nuestro país importamos unas 550 toneladas de estos materiales al año. Son muy pocos los equipos científicos que están estudiando el potencial existente. Destaca el proyecto MAGEC-REEsearch (Materiales para una Avanzada Generación de Energía en Canarias y Búsqueda de Elementos de Tierras Raras), «una iniciativa conjunta de la Universidad de La Laguna y de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, con la colaboración del Instituto Español de Oceanografía (IEO) y el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona», cuenta Campeny, involucrado en el proyecto desde 2016. El objetivo es conocer, por un lado, dónde, por qué y en qué minerales se acumulan las tierras raras en este territorio insular, y por otro, de qué forma estos elementos pueden contribuir a obtener energías limpias en el archipiélago canario. «Sin estos minerales críticos, una suerte de vitaminas para la industria y un auténtico oro tecnológico, la transición energética es imposible», añade Jorge Méndez, físico e investigador principal de MAGEC-REEsearch. Iniciado en 2013, este proyecto ha permitido la toma de muestras en varios montes submarinos en los que había indicios de presencia de tierras raras y la localización de depósitos de carbonatita, una roca ígnea que contiene minerales ricos en tierras raras, en el complejo basal de Fuerteventura, es decir, en el conjunto de rocas que se formaron durante la creación de la isla. En sus rocas de superficie hay trazas de estos elementos en una proporción altísima, de hasta 10 kilos por tonelada de roca.

Estos concentradores solares luminiscentes que contienen tierras raras permiten convertir la franja de luz UV en visible, lo que se aprecia en estas franjas de distintos colores.

Estos concentradores solares luminiscentes que contienen tierras raras permiten convertir la franja de luz UV en visible, lo que se aprecia en estas franjas de distintos colores.

Estos vidrios concentran la energía del sol y se usan para construir ventanas eléctricas para edificios.

Foto: Donna Coveney, MIT

El otro pilar del proyecto usa las tierras raras para optimizar la producción de hidrógeno verde y la eficiencia de las placas fotovoltaicas. «Saber aprovechar al máximo la energía solar es vital porque su poderío es enorme: una sola hora de luz solar podría abastecer el consumo energético de la humanidad durante un año», asegura Méndez, precursor de un proyecto de generación de hidrógeno con energía solar en las salinas tradicionales de Canarias. «La idea sigue una línea de investigación llevada a cabo por científicos de la Universidad Stanford en California y la Universidad Harvard en Massachusetts, que han presentado al Departamento de Energía de Estados Unidos proyectos sobre el uso de piscinas de agua poco profundas como instalaciones costeras para la generación de hidrógeno mediante fotocatálisis con energía solar», explica Méndez. En ese proceso, inspirado en la fotosíntesis (mediante la cual las plantas disocian la molécula del agua, emiten el oxígeno y almacenan el hidrógeno para fabricar energía), las tierras raras mejoran la eficiencia de los catalizadores, que rompen la molécula de agua para extraer hidrógeno de forma sostenible. Con ese hidrógeno verde se alimentan las pilas de combustible, llamadas a sustituir a las actuales baterías de los automóviles eléctricos que son, no lo olvidemos, costosas, contaminantes y demandantes de gran cantidad de materiales críticos.

Las tierras raras también han permitido a los investigadores mejorar la eficacia de las placas solares tras convertir la franja de luz no visible, como la infrarroja, que constituye el 50 % del total de la energía del sol, y también la ultravioleta, en una luz visible que la placa puede transformar en energía. «Las tierras raras actúan como unas gafas de visión nocturna que atrapan esa luz que pasaba desapercibida y la transforman en visible mediante un proceso de conversión espectral, el sello de nuestro proyecto», dice Méndez. Explotar estos recursos, apunta, podría ser una buena alternativa para diversificar la economía canaria, tan dependiente del turismo.

El neodimio es una tierra rara muy usada para el pulido y coloreado de vidrios.

El neodimio es una tierra rara muy usada para el pulido y coloreado de vidrios.

También los artistas recurren a este elemento, como el escultor estadounidense Dale Chihuly, autor de estas «cañas» creadas para una exposición en el Real Jardín Botánico de Kew, en Inglaterra.

Foto: John Walton / PA Images /Getty Images

Pero la actividad minera es sin duda un tema muy sensible, porque todo el mundo la asocia a graves daños ambientales, y en el caso de las tierras raras con frecuencia se extraen de unos minerales en los que hay trazas de elementos radiactivos, como el uranio o el torio. Cabe añadir que el procesamiento de las mismas, su refinado, es muy complejo; exige el uso de componentes químicos muy agresivos y mucha agua. Y es que la concentración de tierras raras en la corteza terrestre «es tan débil, tan imperceptible, que puede decirse que en un fragmento de roca encontramos a lo sumo el equivalente de la pizca de sal espolvoreada en la masa de pan», dice Pitron en su libro, a modo de símil. También es muy difícil su reciclaje, la denominada minería urbana (extraer metales y minerales del vertedero y no de la naturaleza) de las tierras raras es hoy casi nula: apenas se recupera el 1 % de las mismas.

«Sin lugar a dudas, el principal reto que presentan las tierras raras, además de seguir investigando nuevas aplicaciones y propiedades, es resolver los problemas ambientales que conlleva su obtención», advierte el químico Ricardo Prego, profesor de Investigación del CSIC. Autor del libro ¿Qué sabemos de las tierras raras?, señala que sin ellas retrocederíamos tecnológicamente a los años sesenta. Sin embargo, aunque los ciudadanos europeos y norteamericanos queremos disfrutar de tecnologías punteras y limpias, no estamos dispuestos a compartir la carga contaminante derivada de la producción de estos metales.

En las localidades groenlandesas de Qaqortoq (en la imagen) y Narsaq se decidió por votación popular no tirar adelante un proyecto de explotación de tierras raras.

En las localidades groenlandesas de Qaqortoq (en la imagen) y Narsaq se decidió por votación popular no tirar adelante un proyecto de explotación de tierras raras.

El potencial minero de Groenlandia movió al expresidente de Estados Unidos Donald Trump a lanzar el órdago de comprar el territorio a Dinamarca.

Foto: Ruben Ramos / Getty Images

«Para que un país pueda gestionar sus recursos, debe saber cuáles son y dónde están –opina Marc Campeny–. Aunque eso no quiere decir forzosamente que deba explotarlos. Los recursos son bienes económicos y estratégicos. Y conocer los recursos que hay en un lugar con unas características geológicas concretas nos sirve para buscar sitios análogos donde prospectar cuando convenga».

«Sin minería no hay transición ecológica ni futuro», afirma Arnoldus van den Hurk. Doctor en geología por las universidades de Barcelona y Tubinga (Alemania) y experto en energías renovables para la minería, Van den Hurk trabajó durante 30 años en el sector de la explotación petrolera y minera. Gran conocedor de la exploración minera a nivel mundial, en especial en América del Sur y China, hoy divulga la «minería climática», un modelo minero que busca acelerar la descarbonización y producir minerales responsables y trazables. «En el pasado la minería clásica perseguía el desarrollo socioeconómico. Hoy la minería verde busca además no contaminar. En el futuro la minería climática será clave tanto para combatir el calentamiento global como para la electromovilidad y la implementación de las energías renovables», afirma Van den Hurk, director de la plataforma Observatorio Climático Minero (REMIO). No hay transición energética, dice, «lo que está en marcha es una transición minera: estamos pasando del carbón al cobre, del petróleo al litio, y del hidrógeno al platino y las tierras raras». Ya hay países que trabajan en pro de ese nuevo modelo, como Australia o Canadá, y la tendencia global va en esa dirección. Una señal es la emitida por la Bolsa de Metales de Londres, el mayor mercado del mundo de metales, que exige a los proveedores el cumplimiento de normativas cada vez más estrictas respecto a la huella de carbono.

Isla canaria de Fuerteventura

Isla canaria de Fuerteventura

En algunos afloramientos del complejo basal de la isla canaria de Fuerteventura, como este, los investigadores del proyecto MAGEC-REEsearch han encontrado en las carbonatitas depósitos minerales con una elevada concentración de tierras raras.

Foto: Marc Campeny, Museo de ciencias Naturales de Barcelona

Pero aunque implementemos esa sociedad descarbonizada que todos imaginamos, es imprescindible consumir mucho menos. «La depredación de la naturaleza crece a un ritmo del 2,8 % anual. En una generación consumiremos el doble que hoy y en 25 años habremos consumido tanto como en toda la historia del ser humano», concluye Antonio Valero desde CIRCE. Ese dispendio material no se soluciona ni con todas las tierras raras del mundo. «Debemos aprender de una vez a distinguir qué es lo importante y qué lo accesorio –insiste–, porque de ello depende el futuro de nuestros hijos y nietos».

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Tierras raras en España

Campo de Montiel, en Ciudad Real.

Campo de Montiel, en Ciudad Real.

En la comarca de Campo de Montiel, en Ciudad Real, hay un yacimiento de tipo placer rico en monacita, un mineral del grupo de los fosfatos que contiene tierras raras.

Foto: Miguel Rauich / Album

Entre los municipios de Torrenueva y Torre de Juan Abad, en Ciudad Real, hay un yacimiento de monacita, una mena de tierras raras de 250 hectáreas que la empresa Quantum propuso explotar en 2015. Ese proyecto, el primero y único de este tipo en nuestro país, fue tumbado por razones medioambientales por el Gobierno autonómico de Castilla-La Mancha –una decisión apoyada por una plataforma ciudadana– y, a posteriori, por el Tribunal Superior de Justicia. Según la empresa minera, el proyecto cumplía las normativas y podría aportar, durante 10 años, unas 30.000 toneladas de estos preciados elementos, cantidad suficiente para abastecer más del 60 % de la demanda europea durante ese período. En opinión del Ilustre Colegio Oficial de Geólogos (ICOG), la paralización del proyecto, el único de tierras raras definido hasta el momento en España –aparte de los yacimientos canarios, solo hay otro reconocido en el monte Galiñeiro, en Galicia, pero está en una zona protegida y se halla debajo de un pueblo–, es un despropósito. «La enorme dependencia exterior de estos minerales que la UE considera estratégicos hace necesario que España cuente con reservas suficientemente estudiadas», afirma Manuel Regueiro, presidente del ICOG. Las tierras raras, añade, «son imprescindibles para implementar las nuevas tecnologías necesarias para sustituir el actual modelo de vida por otro más sostenible en concordancia con la transición ecológica». Hay que cambiar esa visión históricamente negativa de la minería, concluye. «Una gestión minera sostenible, vinculada a la economía circular y a la responsabilidad social corporativa es posible, en especial en los países desarrollados».

Mapa Campo de Montiel, Ciudad Real

Mapa Campo de Montiel, Ciudad Real

Mapa: Google Maps

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Eva van den Berg, colaboradora habitual de la revista, es periodista especializada en divulgación científica.

Este artículo pertenece al número de Marzo de 2022 de la revista National Geographic.

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