El actual ritmo de comercialización de dispositivos electrónicos con una vida efímera no es compatible con la transición hacia una energía y unos transportes más ecológicos. No podemos tener una sociedad cada vez más hiperconectada, y más limpia en emisiones, sin un coste, por lo que es necesario cambiar hábitos de consumo y reciclaje de tecnología.

Limpiar emisiones contaminantes será costoso. 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.

Una de las claves de la complejidad de la transición ecológica está en los metales del grupo de las tierras raras, –nombre común de 17 elementos químicos: escandio, itrio y los 15 del grupo de los lantánidos–, que son la base de la tecnología actual, el material de móviles, tablets, etcétera. Son un grupo de metales que tienen unas propiedades semejantes. Su nombre se debe a que es difícil separarlas y diferenciarlas unas de otras.

Es decir, que estos metales son muy difíciles de extraer porque es inusual encontrarlos en concentraciones suficientemente altas para una extracción económica. Pocas veces aparecen en cantidades suficientes en depósitos que se puedan extraer y sean económicamente rentables.

En realidad, las tierras raras no son elementos raros en la naturaleza, de hecho, por ejemplo, el tulio y el lutecio que son los metales de tierras raras menos abundantes incluso representan una abundancia 200 veces mayor que el oro en la corteza de la tierra, y el oro sí es un metal relativamente raro.

Algunas de las tierras raras se utilizan para cosas tan variadas como la construcción de aparatos médicos, en la fabricación de tubos fluorescentes, para la creación de electrónica de consumo como PCs o smarthphones, baterías, usos militares. Es decir, los metales y las aleaciones de tierras raras se usan en muchos dispositivos tecnológicos que las personas usan a diario, por ejemplo, memorias de computadoras, laptops, DVDs, pilas y baterías recargables, celulares, convertidores catalíticos, imanes, iluminación fluorescente.

Casi la mitad de las reservas mundiales de tierras raras están en China que, de momento, monopoliza la producción mundial de estas materias, y puede paralizar la industria mundial que requiera de estas sustancias para producir. También hay más reservas de estos materiales en otros países, como son Estados Unidos y Canadá que tienen un 13 % de reservas. China es ya la mayor fábrica del mundo, y más de la mitad de las tierras que se extraen ya van para satisfacer su industria.

Los coches y en especial los nuevos híbridos y eléctricos necesitan de estos minerales para ser fabricados, al igual que necesitan acero, aluminio caucho y otro sinfín de materiales.

Los fabricantes de automóviles que tienen en sus planes la movilidad híbrida o eléctrica  dependen de las tierras raras. 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 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 son 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.

La única mina de Europa donde se obtenían estos materiales cerró en 1933. Las tierras 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.

La minería de tierras raras es una actividad compleja, con una extracción que tiene un potente impacto sobre el entorno y un procesamiento que genera gran cantidad de residuos tóxicos. 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 y que son una realidad gracias a diminutos y potentes imanes de neodimio.

Además, las tierras raras se usan como catalizadores, fósforos y compuestos de pulido en dispositivos usados para reducir la contaminación del aire, en las pantallas de los dispositivos electrónicos (celulares, laptops, tvs) y para el pulir vidrios a una escala milimétrica para fabricar las lentes de aumento.

Las tierras raras son bienes importantes en el papel de la defensa militar de un país. Básicamente, algunos instrumentos militares como lentes de visión nocturna, armas de precisión, radios o equipos de comunicación, GPS, baterías y algunos dispositivos electrónicos contienen tierras raras.

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 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.

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.

Afortunadamente, las tierras raras no son raras en el sentido de escasas. 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 se han convertido en importantes yacimientos.

Las tierras raras plantean un dilema. 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.

La batería no ha avanzado en décadas. Pero estamos al borde de una revolución de poder. Las grandes empresas de tecnología y automóviles son muy conscientes de las limitaciones de las baterías de iones de litio.

Investigadores de la Universidad de Texas han desarrollado una batería de iones de litio que no usa cobalto para su cátodo. En su lugar, cambió a un alto porcentaje de níquel (89 por ciento) utilizando manganeso y aluminio para los otros ingredientes.

Con el fin de superar el problema del silicio inestable en las baterías de iones de litio, los investigadores de la Universidad de Finlandia Oriental han desarrollado un método para producir un ánodo híbrido, utilizando micropartículas de silicio mesoporoso y nanotubos de carbono. En última instancia, el objetivo es reemplazar el grafito como ánodo en las baterías y usar silicio, que tiene diez veces la capacidad.

Un artículo publicado por científicos de Toyota escribe sobre sus pruebas de una batería de estado sólido que utiliza conductores superiónicos de sulfuro. El resultado es una batería que puede funcionar a niveles de supercondensador para cargarse o descargarse por completo en solo siete minutos, lo que la hace ideal para automóviles, y es un paso en la dirección correcta hacia baterías más seguras y de carga más rápida.

Investigadores del Reino Unido han construido un teléfono que puede cargarse utilizando el sonido ambiental de la atmósfera que lo rodea. El teléfono inteligente se construyó utilizando un principio llamado efecto piezoeléctrico. Se crearon nanogeneradores que recogen el ruido ambiental y lo convierten en corriente eléctrica.

Power Japan Plus ya ha anunciado esta nueva tecnología de batería denominada Ryden dual carbon, lo que significa que son más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente que las alternativas actuales. También significa que las baterías se cargarán veinte veces más rápido que las de iones de litio y son más duraderos, además de que son más seguros y tienen menos probabilidades de incendio o explosión.

Andalucía, su Faja Pirítica Ibérica, es hoy en día una de las zonas más productivas de Europa, y hay otras zonas de gran interés, como la zona cordobesa de los Pedroches con reservas de tierras raras.

La Ossa-Morena, que ocupa parte de las provincias de Córdoba, Sevilla y Huelva, con yacimientos de sulfuro polimetálico y sulfuros complejos con alto contenido en cobre y zinc, es otra zona a explorar, así como la Sierra Norte de Sevilla.

La necesidad de investigar en estas zonas es muy importante porque, en su momento, dieron resultado, como fue la presencia de estaño y volframio en Córdoba. Se abre una nueva era de oportunidades, cuyo potencial, es enorme.