Metalls estranys en vies d'esgotament?

2009/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Industria
• Teknologia
• Geologia

En la direcció de les agulles del rellotge, des de dalt i mitjana: praseodimi, ceri, lantani, neodimi, samari i gadolini. Ed. : Peggy Greb/USDA.

Cotxes elèctrics i híbrids, pantalles de TV de plasma, catalitzadors, panells de LCD, maquinari d'ordinadors, piles de càrrega, aparells de ressonància magnètica, turbines d'aerogeneradors… tots contenen metalls o terres estranyes entre els seus components. És més, les terres estranyes són components essencials d'aquests productes.

Són, per tant, els ingredients típics dels productes tradicionals, i cada vegada són més utilitzats en la indústria. De fet, l'any passat es van consumir 126.682 tones de metalls estranys en el món i enguany s'espera aconseguir les 113.610 tones. Per a l'any 2014, l'empresa d'estudis de mercat BCC Research preveu una xifra de 175.618.

La seva concentració en la superfície terrestre no és molt estranya. El més abundant és el ceri, amb una concentració de 60 ppm, mentre que el menys és el tuli i la luteci, amb unes 0,5 ppm. És a dir, es troben a major concentració que la plata en la superfície terrestre i els quatre més abundants (itri lantani, ceri i neodimi), més que el plom. La suma de tots ells suposa una quarta part dels metalls no ferris.

No obstant això, és molt difícil trobar llocs adequats per a l'extracció comercial de metalls estranys. Els minerals que contenen més metalls estranys són la bastnasita, la monacita, la loparita i la xenotima, molt dispersos en la superfície terrestre.

Fins a la dècada dels 80, la mina Mountain Pass dels Estats Units era la principal font de terres estranyes. La bastnasita extreta conté 50% de ceri, 34% de lantani, 11% de neodimi i 4% de praseodimi, i una mica de samari, gadolini i europi.

0,03 g de tantalio. Encara que la quantitat és molt petita, el tantalio ha estat fonamental en el desenvolupament dels mòbils. Ed. : Petteri Aimon.

En aquella època, no obstant això, a la Xina es va trobar un immens mineral de bastnasita, Bayan Obon, que s'estima en 36 milions de tones de mineral. Des de llavors, la mina de Bayan Obo s'ha convertit en la principal font de metalls estranys del món. A més, a la Xina hi ha argiles que tenen absorbits els ions de terres estranyes, que es troben en superfície, per la qual cosa l'extracció és senzilla i rendible. D'aquesta manera, la Xina s'ha fet amb el control del mercat: més del 95% dels metalls estranys comercialitzats l'any passat tenien origen xinès.

Llei del mercat

A més d'en la mineria, en el processament de minerals i en l'extracció i separació de metalls estranys predominen les empreses xineses. Així, en l'actualitat, prop de 35.000 persones treballen en la producció de metalls estranys a la Xina i 15.000 llicenciats en nous productes fabricats amb aquests metalls.

Després de la Xina, els Estats Units és el principal productor de metalls estranys. El mineral es compra concentrat a la Xina, d'on s'extreuen els metalls estranys per a produir els aliatges necessaris. Altres països amb certa rellevància en el mercat de metalls estranys són Austràlia, França, el Japó i el Canadà. De qualsevol manera, en cap cas es poden equiparar amb la Xina.

I és que, a més de subministrador de metalls estranys, la Xina és també un usuari, ja que el 60% dels usats en el món es van consumir allí. Al Japó i el sud-est asiàtic van consumir el 24%, mentre que als Estats Units el consum va ser del 10%.

La superioritat total de la Xina provoca nerviosisme en molts experts i interessats. Entre 2007 i 2008 el preu dels metalls estranys va augmentar entre un 20% i un 40%, degut principalment a l'augment de l'oferta i a la limitació de subministrament a la Xina. Per exemple, el preu de l'òxid de lantani utilitzat en les bateries de NiMH va augmentar un 15% i una tona va arribar a costar 5.000 dòlars a principis de 2008. A més, preveuen continuar augmentant la demanda de bateries per a cotxes híbrids.

Existeix una relació directa entre la guerra de la República Democràtica del Congo i el desig de controlar les mines de coltan, tal com reconeix la pròpia Organització de les Nacions Unides. Ed. : UN Photo/Marie Frechon.

Bàsics en el futur

De fet, la indústria de metalls híbrids s'ha desenvolupat gràcies als metalls híbrids. De fet, el desenvolupament dels cotxes híbrids es deu a la necessitat de reduir els gasos d'efecte d'hivernacle, però aquest desenvolupament no seria possible sense els components adequats. Encara que un cotxe híbrid només conté uns 15 quilos de metalls estranys, són imprescindibles en bateries de NiMH, motors elèctrics, sistemes de frenat regeneratiu i catalitzadors.

Una cosa similar ocorre en productes electrònics i audiovisuals, telecomunicacions i eines informàtiques. La tecnologia dels ordinadors, per exemple, està basada en imants de metalls estranys. S'utilitzen en discos durs, Dvds i CD-ROMs que permeten emmagatzemar cada vegada més informació en un espai cada vegada més reduït.

La Secció de Geologia dels Estats Units també concedeix gran importància a les terres estranyes. Anualment elabora un informe sobre els minerals en el qual es recullen, a més dels citats, altres aspectes en els quals es preveu un creixement de les aplicacions de metalls estranys. En concret, s'inclouen la fibra òptica i les aplicacions mèdiques, concretament els “làsers odontològics i quirúrgics, els aparells de ressonància magnètica, els agents de contrast i els isòtops mèdics”. Els metalls estranys també serviran per a continuar desenvolupant energia nuclear, segons els autors de l'informe.

A més, la Secció de Geologia dels Estats Units preveu un augment de la demanda a mesura que s'industrialitzen els països en desenvolupament. De moment, la quantitat que comercialitza la Xina és suficient per a cobrir la demanda, ja que actualment es consumeix entre el 50 i el 75% de la producció, segons l'article publicat pel físic Nauvov en Russian Journal of Senar-Ferrous Metals

El Prius de Toyota és el cotxe híbrid més venut. A partir de 2010, la companyia espera vendre anualment un milió d'euros, la qual cosa suposarà un augment en el consum de metalls estranys. De fet, cada motor elèctric té un quilo de neodimi i la bateria té entre 10 i 15 quilos de lantani, segons el model. Ed. : Toyota.

No obstant això, per a garantir que en el futur no tindran problemes amb el subministrament de metalls estranys, les empreses dels Estats Units, Austràlia, França, el Canadà, el Japó i Rússia estan establint aliances amb companyies xineses. A més, s'estan fent esforços per trobar noves mines en llocs com l'Índia o el Canadà.

L'exemple més fosc del que pot passar en la competència per terres estranyes és la guerra de la República Democràtica del Congo. Aquest país és el principal productor del mineral anomenat coltan. S'extreu el tantalio del coltan i el tantalio és clau en mòbils i molts altres aparells electrònics, ja que és un component indispensable dels condensadors electrolítics. Així, la pròpia Organització de les Nacions Unides estableix una relació directa entre la guerra existent al país i el desig de controlar les mines de coltan.

Mentre els més pessimistes anuncien un futur exigent, experts i analistes de mercat aconsellen invertir en innovació per a anticipar-se als problemes d'escassetat de metalls estranys. Es proposen dues vies: d'una banda, investigar la manera de rendibilitzar el reciclatge d'aquests elements i per un altre, buscar alternatives als metalls estranys, més abundants que ells i millor distribuïts en superfície.