Tierras raras: para qué sirve el ‘dopaje’ de la electrónica

Sus nombres –lantano, neodimio, terbio o samario– suenan a una lección de química avanzada. Pero muchos de estos elementos conviven con nosotros día a día. Son tierras raras, como se las denomina, y se han vuelto esenciales para fabricar una disparidad de productos electrónicos. Están presentes en pantallas LED y LCD, discos duros, cables de fibra óptica y en todo tipo de motores eléctricos, tanto en coches como en juguetes o drones.

No son tan raras como indica su nombre. Abundan en la corteza terrestre. Aunque su dispersión impide que sea frecuente encontrar concentraciones de estos minerales que merezca la pena explotar.

Comúnmente se conoce como tierras raras a 17 elementos de la tabla periódica que tienen algunas propiedades similares. La mayoría son más pesados que el hierro, muestran una alta conductividad eléctrica y destacan por sus propiedades magnéticas. Este último factor permite usarlos para crear imanes permanentes, que necesitan campos magnéticos muy altos para cambiar su imanación.

Claudio Aroca, director del ISOM (Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología), de la Universidad Politécnica de Madrid, explica que con los imanes permanentes se reduce considerablemente el tamaño de algunas piezas clave para los motores eléctricos. “Antes un alternador de coche podía tener fácilmente 30 centímetros de longitud por 15 de diámetro. Ahora mismo son piezas muy pequeñas. La prueba está en los motores de coches eléctricos, que ahora son de imanes permanentes. También los ves en las bicicletas. Son motores pequeñísimos y tienen un rendimiento muy alto”.

Las tierras raras son importantes en tecnologías a las que se augura un gran futuro

Anteriormente estos motores se hacían con aleaciones de hierro y cobalto, un material mucho más caro. Tierras raras como el neodimio y el samario permiten que la pieza de ingeniería sea pequeña, ligera y sensiblemente más económica. “En cuanto hacen falta un generador y un motor eléctrico ya necesitas un imán permanente. Porque son muy baratos y se pueden hacer con un mínimo de piezas móviles y de bobinados. Se ahorra muchísimo cobre”, recalca Aroca.

Las energías renovables también dependen de las tierras raras. Los aerogeneradores que convierten la energía eólica en electricidad ganan eficiencia usando estos elementos. Gracias a ellos su operación es más fiable y está sujeta a menos fallos que los motores más antiguos.

Igualmente las pantallas LCD o LED, presentes en móviles, ordenadores y televisores, tienen algunas tierras raras como ingredientes. El europio y el terbio hacen de activadores de los fósforos –los elementos que emiten la luz de la pantalla– para propiciar una imagen más nítida. Mientras que la fibra óptica que nos conecta a Internet se mejora a base de doparla con iones de neodimio o erbio, entre otros. Su contribución ayuda a que los datos se transmitan con menos ruido y mayor calidad a través de la red.

El monopolio de China

Las tierras raras son importantes en tecnologías a las que se augura un gran futuro. Los coches eléctricos pasarán de 3 millones de unidades en 2017 a 125 millones en 2030, según la Agencia Internacional de la Energía. El incremento de la energía eólica irá desde los 540 GW de 2017 a los 840 GW previstos para 2022 por la organización sectorial Global Wind Energy Council. El mercado de los móviles no crecerá demasiado, pero en 2022 se fabricarán y venderán 1.654 millones de terminales, según la analista IDC.

Debido al importante papel que estas tecnologías juegan en el mercado ha surgido el temor a una posible dependencia de las tierras raras, necesarias para fabricarlas. La tesis alarmista tomó cuerpo cuando el país donde se extrae la mayor parte de estos minerales, China, puso obstáculos a su exportación. Aunque el gigante asiático solo tiene el 36,7% de las reservas mundiales, monopoliza la producción. En 2017 produjo el 81% del material, mientras que el segundo productor, Australia, controla un 15%.

En aquel momento China utilizó su papel en el mercado como una estrategia industrial. Proporcionaba tierras raras a cambio de que las empresas movieran su producción de componentes a suelo chino. El objetivo era la codiciada transferencia tecnológica: aprender de las empresas extranjeras. La reacción de las compañías que demandan estos materiales fue de rechazo y China cedió en su actitud.

Gonzalo Escribano, director del programa de energía del Real Instituto Elcano, desestima el riesgo que presentan las maniobras de China: “Sin duda va a intentar utilizarlo estratégicamente, pero el potencial que tiene de utilizar su poder de mercado sobre las tierras raras es limitado”, apunta. “Hay recursos mineros que se pueden explotar en caso de que los precios subiesen por escasez. Probablemente los propios países occidentales tendrían interés en explotarlos”.

Se refiere Escribano a las reservas en países como Brasil, Rusia, India e incluso Estados Unidos. “No tenemos que caer en la obsesión de que ahora en vez de depender del petróleo de Arabia Saudí vamos a depender de las tierras raras de China”, sentencia el analista de Elcano.

Aroca también se aleja del tremendismo. “Aunque son mucho más caras, hay otras opciones. Si China sube mucho el precio pues buscas otra solución. Cuando hay una falta de una materia prima siempre se ha solventado el problema”, el director del ISOM centra su preocupación más bien en la competitividad: “El problema es que China, que tiene la materia prima, fabrique lo que tú fabricas pero más barato que tú”.

La otra preocupación que suele acompañar a las tierras raras es su impacto medioambiental. En los yacimientos se encuentran mezcladas incluso con algunos elementos radioactivos, como el torio. Y el proceso de separación produce una enorme cantidad de residuos tóxicos, que se acumulan en las cercanías de la explotación.