¿Qué Son Los Elementos De Tierras Raras Y Qué Tienen Que Ver Con El Medio Ambiente?

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Los elementos de tierras raras son la fuerza detrás de los gadgets de alta tecnología de hoy en día y la tecnología verde. Aprende todo sobre los elementos de tierras raras y el medio ambiente.

Las tierras raras no tienen respeto. Atrapados cerca de la parte inferior de la tabla periódica de los elementos, y dados nombres impronunciables como praseodimio e iterbio, no tienen el glamour y la popularidad que tienen el oxígeno, el nitrógeno, el carbono y otros elementos principales. Diablos, incluso el circonio, que se utiliza para crear el simulador de diamantes de zirconia cúbica con burlas, se realiza mejor que las tierras raras. La ironía de todo esto es que la mayoría de las personas usan productos hechos con tierras raras a diario. De hecho, se podría decir que no podríamos vivir sin ellos, ya que se encuentran en la mayoría de los dispositivos de alta tecnología: teléfonos celulares, computadoras, iPods y más.

Entonces, ¿qué son exactamente estas cosas? Hay 17 elementos de tierras raras, de acuerdo con una definición ampliamente aceptada, todos los cuales exhiben propiedades químicas similares: los elementos de la serie de lantánidos - lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio, más itrio y escandio, clasificados como "metales de transición" [fuente: Casas del Parlamento]. (Sin embargo, algunos científicos pueden excluir el escandio, o tanto el escandio como el itrio, de la agrupación de tierras raras, dependiendo de cuán similares sientan que son estos dos elementos a los lantánidos). Estos elementos, también llamados metales de tierras raras, fueron descubiertos en 1787 por el químico teniente Carl Axel Arrhenius, después de encontrar una roca negra extrañamente pesada en una cantera en Ytterby, Suecia, a la que llamó itterbite [fuentes: Vanderkrogt, Think Global Green].

Estos metales no son realmente raros, se encuentran en abundancia en todo el mundo. Sin embargo, las personas las consideran raras porque están dispersas en pequeños trozos por todo el planeta, no agrupadas en venas, como el cobre. En realidad, se encuentran en grupos, pero con otras tierras raras, no solo de su tipo particular. Esto significa que tienen que ser cosechados, luego separados en cada elemento, lo que es difícil y costoso. De hecho, cuando los elementos se descubrieron inicialmente y los científicos aún no estaban seguros de qué hacer con ellos, se minaron juntos como grupo. Esta mezcla de elementos se llamó "mischmetal" [fuente: Popular Mechanics]. De Verdad.

Durante décadas, los científicos analizaron estos elementos y finalmente se dieron cuenta de su gran potencial. Por un lado, las tierras raras tienen maravillosas propiedades magnéticas y conductoras, lo que nos permite reducir nuestros dispositivos tecnológicos. ¿Recuerda el Sony Walkman de la década de 1970, el primer dispositivo de música portátil? Ese reproductor compacto fue posible en parte porque contenía un imán pequeño y fuerte hecho de samario. Hoy en día, los imanes basados ​​en samario han sido reemplazados por neodimio aún más pequeños y fuertes, de ahí el descendiente diminuto del Walkman, el iPod [fuente: Popular Mechanics, Lynas Corp.]. Las tierras raras también brillan en el campo de la defensa, donde se usan para crear todo, desde gafas de visión nocturna hasta armas de precisión.

Los Estados Unidos alguna vez lideraron el mundo en el procesamiento de tierras raras, pero hoy esa distinción pertenece a China, que se benefició de los subsidios gubernamentales en los años 80 y 90 que les permitieron inundar el mercado internacional con tierras raras baratas. Sin embargo, a medida que crece la necesidad de China por ellos, no se están vendiendo tanto al resto del mundo, y se avecina una escasez. Los EE. UU. Han reiniciado sus instalaciones de producción anteriores, y con el tiempo podrían volver a cubrir su propio consumo de metales de tierras raras [fuente: National Geographic].

Tierras raras: ¿Verde o no demasiado verde?

Es genial reducir nuestros juguetes de alta tecnología mediante el uso de tierras raras, pero tienen otros usos importantes, especialmente en lo que respecta al medio ambiente. Los metales se utilizan en la creación de numerosos artículos "verdes", incluidos automóviles híbridos, controles de contaminación del aire, bombillas de luz LED y turbinas de viento.

Específicamente, los imanes hechos de tierras raras se utilizan en aerogeneradores y elementos relacionados, como generadores, lo que los hace fuertes y potentes, a la vez que ligeros y eficientes. Las baterías recargables, que alimentan todo, desde pequeños lectores electrónicos hasta los vehículos híbridos pesados ​​mencionados anteriormente, también utilizan estos elementos, en particular el lantano. Cada Toyota Prius, por ejemplo, lleva 10 libras (4,5 kilogramos) de lantano en su batería de "níquel e hidruro metálico". (¿Adivina a qué se refiere la parte "metálica" del nombre? Lanthanum, por supuesto [fuente: Popular Mechanics].)

Por supuesto, las tierras raras no son perfectas. Todos los minerales de tierras raras contienen uranio y torio, elementos radioactivos que se convierten en productos de desecho cuando se extraen, y deben eliminarse con cuidado. También se necesitan más químicos para separar el uranio y el torio que para separar los metales básicos como el cobre, el zinc y el plomo, lo que no es bueno para el medio ambiente [fuente: Think Global Green].

En China y en otros lugares, las regulaciones laxas y la minería ilegal de metales de tierras raras han resultado en tierra y agua contaminadas e incluso en habitantes locales envenenados, lo que obviamente es un problema importante [fuente: Casas del Parlamento]. El proceso de minería también consume mucha energía y puede causar la degradación del suelo y la erosión. Y, finalmente, muchos dispositivos de alta tecnología hechos con tierras raras se depositan en vertederos cuando ya no son útiles, y los investigadores aún no saben si, con el tiempo, las tierras raras serán devueltas al medio ambiente, y si entonces, lo que puede significar para nuestro planeta [fuente: Casas del Parlamento, Smith].

En última instancia, sin embargo, la producción de tierras raras continúa aumentando, lo que sugiere que, al menos por ahora, sus innumerables beneficios ambientales y sociales superan los costos. Así que parece que estos elementos están aquí para quedarse, al menos hasta que se descubra la próxima mejor cosa.

Nota del autor: ¿Qué son los elementos de las tierras raras y qué tienen que ver con el medio ambiente?

Lo admito: odio la ciencia. (Matemáticas también, si debe saberlo). Entonces, inicialmente este tema no me emocionó.Hasta que me di cuenta de que eso significaba que finalmente tenía algo científico que discutir con mi hija mayor, que acaba de graduarse con un B.S. en Quimica. Mi hija estaba familiarizada con los elementos de las tierras raras y me ayudó a comprender completamente de qué se trata. Ese toque personal hizo que el tema fuera mucho más interesante para mí, y espero que el interés se refleje en este artículo.


Suplemento De Vídeo: Importancia de las tierras raras o metales raros.




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