ALDO BONALUMI*
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"Tierras Raras (TTRR) o Lantánidos + Itrio + Escandio"
Las Tierras Raras (TTRR) han evolucionado pero conservan su atávico nombre. En tiempos de guerras, comerciales y bélicas, la industria minera ha sido capturada por la importancia y el vértigo de esta industria. Urge ilustrar acerca de terminologías y procesos productivos en estos minerales críticos, para unos, y estratégicos para otros.
Desde hace 40 años, las TTRR no han dejado de crecer en su utilización industrial, hasta el punto de convertirse en la herramienta conflictiva, cuando no extorsiva, en la geopolítica internacional. Pero la denominación TTRR es antigua, fue bautizada así por químicos y mineralogistas que en la segunda mitad del siglo XVIII, cuando el científico finlandés Johan Gadolín (1760-1852), descubridor del elemento itrio, dio su heráldica al gadolinio. En plena época de la Ilustración, la ciencia los ubicó entre las TIERRAS una denominación muy antigua que integraba a todos los óxidos. y dada la escasez de estos minerales las denominó RARAS.
Hoy tal nombre confunde e intriga al público no especializado que sigue la lucha por estos elementos químicos en el mundo. Que no son más que 17 y extraordinarios en cuanto a su aporte a las tecnologías modernas. Son los lantánidos, cuyos números atómicos según la tabla de Dimitri Mendeléyev de 1869 van del 57 al 71 (Lantano, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Prometio, Samario, Europio, Gadolineo, Terbio, Disprosio, Holmio, Erbio, Tulio, Iterbio y Lutecio), a los que se agregaron dos metales de transición de comportamiento geoquímico parecido, cuyos números atómicos son 21 y 39 (Escandio e Itrio).
Las RARAS no son tan raras ni escasas, si la comparamos con otros elementos químicos a los que estamos acostumbrados. Veamos:
RARAS, PERO ABUNDANTES
La “abundancia” de las TTRR se debe a que se encuentran en los magmas profundos generadores de rocas y forman parte de más de 200 minerales que las contienen.
Esta particularidad hizo que fuera mucho más sencillo para la petrología moderna, poder definir la petrogénesis de las rocas, analizando el comportamiento de las TTRR en los minerales que las forman. Un ejemplo: los feldespatos, tan abundante en los granitos y materia prima de la industria cerámica contienen Europio.
Estos magmas se originan en el manto superior, ascienden transportando TTRR y en este ascenso se enriquecen de estos elementos y comienzan a incorporarlos a las estructuras cristalinas de los minerales petrográficos (grupo de los silicatos) que cristalizan a medida que ese magma se enfría, a la vez que solidifican otros, específicamente ricos en lantánidos, (grupo de los fosfatos, carbonatos, fluoruros, óxidos, etc).
En la tabla que sigue se ve la complejidad de las fórmulas estructurales de algunos de los minerales que poseen TTRR. Y la comparación con fórmulas estructurales que contienen cobre, aluminio y plata.
Primera conclusión: las TTRR no son escasas, están en toda la corteza terrestre.
Segunda conclusión: obtener su catión y hacerlo útil, es algo más complicado, que hacerlo para el oro, plata, aluminio, cobre o litio.
Este auge de las TTRR ya ocurrió con otros minerales y metales en la Historia. El primer metal que se utilizó fue el cobre (5000 a.C.), pero la civilización en desarrollo descubrió que con un10 % de estaño se obtenía bronce, aleación más liviana y más dura (1800 a.C.). Hasta que hacia 1000 a.C. el hierro cambió todo. Hoy todavía estamos estamos en la era de ese metal que “forjó” a la humanidad
Y como ayer, con la llegada de un nuevo elemento (metálico o no metálico) industrializable, se produce el impacto que alcanza a la política y a la economía mundial . Así como el hierro perfeccionó el arado y aplacó el hambre, el impulso tecnológico de las TTRR en el siglo XXI. Hace tres milenios, el hierro trajo guerras, hoy las nuevas tecnologías acarrearán problemas.
El primer cobre fue extraído del cobre nativo, presencia menos frecuente en las menas cupríferas, pues generalmente se presenta contenido en sulfuros, óxidos y carbonatos. Cuando se descubre el bronce y los fenicios salen del Mar Mediterráneo y llegan a las Islas Kassiterios (actuales Scilly, de UK) y minan la que luego se llamaría Casiterita, un óxido de estaño, producen una verdadera revolución industrial en Europa.
Con el hierro no fue muy complicada la metalurgia: la hematita, especularita, magnetita, limonita, etc. son todos óxidos de hierro de fácil separación.
En cambio, con las TTRR esto cambia, pues los elementos químicos que conforman las TTRR se asocian y generan minerales que llegan a tener 2, 3, 4, 5 y hasta 6 elementos de TTRR que se deben separar diferenciándolos. La monacita, la bastnaesita y la xenotima forman parte de los minerales de TTRR más frecuentes que se extraen en el mundo, como vimos en la Tabla 2.
Más cerca de este tiempo, comenzaremos a oir sobre carbonatitas, granitos alcalinos, depósitos de fondo oceánico, fosforitas, depósitos residuales y depósitos en arcillas con adsorción iónica. Estos son sólo algunos de los modelos metalogenéticos donde explorar TTRR es recomendable.
Para tener una idea de la complejidad en el flujo de separación para TTRR de bastnasita + monacita, se parte de La-Ce-Pr-Nd-Sm (1), estos se separan a su vez en La-Ce-Pr (2) por un lado y Pr-Nd-Sm (3) por el otro, a su vez 2 divide La-Ce (4) y 3 Ce-Pr (5), luego 3-4-5 separan La-Ce-Pr y Nd-Sm (6) quien finalmente separa Nd por un lado y Sm por el otro (Yan et.al. 2006), según explica Eduardo Zappettini, E. 2022 ISSN 2618-5032). Dicho más sencillo, es que un sulfuro de cobre y hierro y sólo hay que sacarle el azufre y separa el hierro y ni hablar de una argentita que sólo tiene plata o el mismo oro que es nativo.
Lynas Rare Earthscarbonato de tierras raras mixto (MREC) en Kalgoorlie, Australia Occidental.
Para comenzar a entender por qué las TTRR hoy son críticas para los países industrializados que la utilizan y la geología de sus soberanos territorios NO se las provee, razonemos que el lantano se utiliza para fabricar las lentes de smartphone y microscopios quirúrgicos, el cerio en convertidores catalíticos de todos los automóviles, el praseodimio en pantallas de televisores extra delgados, el neodimio en todos los imanes de discos duros, el samario en la industria de la defensa y radares, el europio en tubos de rayos catódicos.
Sin gadolinio sería imposible obtener el contraste en las resonancias magnéticas, el terbio para las luces rojas, amarillas y verdes en la tecnología led, el disprosio en los motores de autos eléctricos que la vieja Europa quiere sembrar en su territorio, el holmio esencial para los rayos láser en uso medicinal oftalmológica, el erbio en la fibra óptica, el tulio e iterbio son vitales para la espectroscopía óptica en defensa e industria satelital, y finalmente el lutecio e itrio aportan a la industria de escintilómetros, láser e iluminación fluorescente led en astronomía.
Se comprende entonces por qué hoy, este “mar de fondo”, entre el Tío Sam, la vieja Europa, la potencia oriental China, etc. Aquí si es necesario aclarar que un mineral es CRÍTICO para un país que no lo tiene y porqe su industria lo utiliza, pero el que lo tiene y lo puede exportar, lo usa estratégicamente para su beneficio. ¿Son críticas las TTRR para China?, obviamente que no. Por el contrario, utiliza los lantánidos como MINERALES ESTRATÉGICOS con países que no tienen la geología que se los aporte. Según los últimos informes de United States Geological Survey (USGS) sobre tierras raras, China posee las mayores reservas del mundo, estimadas en 44.000.000 ton y también es primero en producción (70% de la producción mundial), por lo tanto, es dueña de la formación de precios.
EEUU, produce TTRR, pero no le alcanzan, su es que son componentes vitales en la industria armamentista y espacial.
India, Rusia y Vietnam tienen reservas estimadas en 7, 4 y 3,5 millones de toneladas. Cuando si el presidente de EEUU, mira a Groenlandia, no es casualidad, porque entre otras cosas, es porque cuenta con más de 1,5 millones de toneladas. Prueba que las TTRR preocupan, es que el posicionamiento productivo de quienes ocupan los siguientes lugares después de China, cambia constantemente, pequeño detalle que da esperanza, la exploración y la explotación, van en marcha ascendente.
RECURSOS DE LAS TTRR EN LA ARGENTINA
Lo mejor sería para la República Argentina es que pronto comencemos a escuchar nombres como: La Aurelia, Rangel, La Barba, en Salta; Rodeo de Los Molles, La Carolina o Río Quinto en San Luis; Jasimampa en Santiago del Estero; Valle Fértil en San Juan; Ctalamochita en Córdoba; Barker en Buenos Aires o Río Grande en Río Negro, que son nuestro potencial geológico de TTRR.
A modo de reflexión final, y teniendo en cuenta simplemente la historia de la humanidad, no invita a ser pesimista, las TTRR están y no son tan raras. Por otra parte, facilitar la concentración de TTRR hoy en el siglo XXI, será más sencillo que hace 7000 años haber obtenido cobre o comenzar con la metalurgia, por lo que no habría que preocuparse de tener que esperar casi 4000 años para llegar al hierro y perfeccionar el arado, inequívocamente, iremos más rápido.
El USGS, ya puso en marcha lo que llama algo así como incentivación exploratoria mundial, donde los minerales de TTRR están en primera fila. Veremos pronto en las noticias internacionales que no sólo los Geólogos alumbrarán nuevos yacimientos de TTRR, sino también que los Ingenieros Químicos e Informáticos definirán agiles y extraordinarios métodos de concentración diferencial de estos elementos químicos extraordinarios y vitales para la humanidad.
Nada nuevo bajo el mismo sol de entonces. La geología, como en los últimos 10.000 años, proveerá y el país que la posea, se verá muy beneficiado hasta que otro elemento de la tabla propuesta por el científico ruso, abra el paso a nuevas tecnologías. La ciencia no tiene fronteras ni el hombre límites visibles en la ciencia. Viva la ciencia que todo lo puede, seguramente nos va a ayudar a producir TTRR que son más abundante que el oro y la plata juntos.
*Profesor Emérito Universidad Nacional de Córdoba
BONUS TRACK: LAS DEFINICIONES DEL COFEMIN
Es frecuente que en geología y minería se utilicen términos popularizados por el uso. El Consejo Federal de Minería dio su glosario sobre minerales críticos y estratégicos.
