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Cambio Climático

¿Es posible recuperar la industria estadounidense de tierras raras?

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Los Estados Unidos disponen de la mayoría de los metales críticos para muchas tecnologías verdes, pero los expertos en ingeniería e I+D se han trasladado al extranjero.

  • por Katherine Bourzac | traducido por Joan Minguet (Opinno)
  • 02 Noviembre, 2010

Los elementos del grupo de las tierras raras eran relativamente poco conocidos hasta que el año pasado, China, su productor principal, redujo los cupos de exportación de estos materiales. Estos elementos se utilizan en una gran variedad de tecnologías, incluyendo los imanes para turbinas eólicas, las baterías para coches híbridos, las bombillas fluorescentes, y los discos duros.

China no es el único país con reservas significativas de estos valiosos materiales, de hecho, los EE.UU. fueron su principal productor hasta la década de los 90, cuando los chinos empezaron a ofrecer un precio más bajo que los estadounidenses. Actualmente, varias empresas en los EE.UU. y Australia están aumentando la producción de tierras raras en dos emplazamientos, pero el proceso tomará años. El paso de las rocas a los metales puros y las aleaciones requeridas para sus aplicaciones requiere varios pasos para lo cuales las empresas de EE.UU. ya no disponen de la infraestructura ni de la propiedad intelectual necesarias.

Al contrario de lo que su nombre parece indicar, los metales de tierras raras son relativamente abundantes en la corteza terrestre, y hay varias reservas significativas concentradas en los Estados Unidos, Australia, Brasil y otros países. Según el Servicio Geológico de EE.UU., en los Estados Unidos se dispone de 13 millones de toneladas de tierras raras extraíbles, de 5.4 millones en Australia, y de 19 millones en Rusia y sus países vecinos. En 2009, China disponía de 36 millones.

En las décadas de los 70 y los 80, la mina Mountain Pass en California producía más del 70 por ciento del suministro mundial. Sin embargo, en 2009, la producción en los Estados Unidos fue absolutamente nula y ponerla en marcha otra vez será un proceso difícil, costoso y requerirá mucho tiempo. "Cuando se abandonó la minería en este país, a medida que la inversión disminuyó, la experiencia en las tecnologías más modernas también empezó a ser exportada”, señala Carol Raulston, portavoz de la Asociación Nacional de Minería. El investigador de tierras raras, Karl Geschneidner, del Laboratorio Nacional Ames en Iowa también destaca la falta de lo que él llama "infraestructura intelectual" para el desarrollo de tecnologías de tierras raras en los Estados Unidos.

Las dos primeras minas en intensificar la producción lo más pronto posible son la Mountain Pass, gestionada por Molycorp, y la mina Mount Weld, gestionada por Lynas y se encuentra en las afueras de Perth, Australia. La Mountain Pass tiene la ventaja de haber sido establecida anteriormente. Sin embargo, la empresa no puede utilizar los procesos utilizados en el apogeo de la mina: éstos son tanto económica como ambientalmente insostenibles.

Hay varios factores que hacen de la purificación de tierras raras un proceso complicado. En primer lugar, los 17 elementos tienden a aparecer juntos en los mismos yacimientos de minerales, y como sus características son similares, resulta verdaderamente difícil separarlos. También tienden a presentarse en depósitos junto a elementos radiactivos, en particular, torio y uranio. Esos elementos pueden llegar a ser una amenaza si las "colas", el producto fangoso de desecho del primer paso de la separación de los elementos de las rocas, no se eliminan adecuadamente.

La mina de Mountain Pass entró en declive en la década de los 90 cuando los productores chinos empezaron a ofrecer un precio más bajo, al mismo tiempo que la mina sufría problemas de seguridad graves relacionados con las colas. Cuando ésta operaba a su capacidad máxima, producía 850 galones por hora de agua salada de deshecho que contenía estos elementos radiactivos, cada hora, cada día del año. Las colas eran transportadas mediante una tubería de once millas a unos estanques de evaporación. En 1998, Mountain Pass, que entonces era propiedad de una filial de la petrolera Unocal, sufrió un problema de fugas de colas cuando esta tubería estalló; cuatro años más tarde, se le retiró el permiso de almacenar colas.

Mientras tanto, a lo largo de la década de los 90, las minas chinas explotaron su posición predominante en el mercado de las tierras raras. Los chinos comenzaron a extraer los elementos como subproducto de una mina de mineral de hierro llamada Bayan Obo, que se encuentra en la parte norte del país; la obtención de ambos productos en el mismo sitio les ayudó al principio a mantener los precios bajos. Además, el país invirtió en I+D sobre todo el procesamiento de los elementos del grupo de las tierras raras, abriendo eventualmente varias minas más pequeñas, y, a continuación, alentando a los fabricantes que utilizan estos metales a establecer sus instalaciones en el país.

Mientras tanto, la demanda mundial de elementos del grupo de las tierras raras ha ido creciendo. Este año la demanda fue de 125.000 toneladas; en 2015, se espera que llegue a las 225.000 toneladas, y el portavoz de Molycorp Jim Sims destaca de que esta previsión no incluye la industria de turbinas eólicas, que se espera que sea un mercado importante. La última generación de turbinas eólicas como las que se instalarán en el parque eólico más grande del mundo, una instalación de 845 megavatios en Oregon, utilizan imanes de alta eficiencia fabricados con tierras raras. Éstos pueden ser 10 veces más ligeros y más pequeños que los imanes convencionales, pero igualmente fuertes. Cada uno de estos imanes requiere una tonelada de tierras raras, indica Sims.

En 2004, Molycorp renovó el permiso de extracción de la mina de Mountain Pass y comenzó su propio plan de I+D. Este año, utilizando roca extraída antes que el anterior permiso expirara y las nuevas tecnologías de separación que ha desarrollado, la empresa venderá 3.000 toneladas de tierras raras. Para el año 2012, Molycorp espera producir 20.000 toneladas al año, y según su permiso de explotación minera actual podría duplicar la capacidad hasta las 40.000 toneladas. Sims también destaca que, en 2012, la empresa obtendrá productos de tierras raras a la mitad del coste de los chinos. Según la empresa, este ahorro será posible gracias a varios cambios, como la eliminación de la producción de residuos de agua salada. Molycorp utilizará un sistema de circuito cerrado, en el que los residuos se convertirán en los ácidos y las bases necesarias para la separación y se eliminará la necesidad de comprar esos productos químicos. La empresa también construirá una instalación de cogeneración de energía con gas natural para reducir los costes de energía.

Sin embargo, Geschneider del Laboratorio Ames señala que una de las principales causantes del coste no se puede eliminar--el simple hecho de que se trata de un proceso lento. La roca molida ses agitada una y otra vez en una mezcla de disolventes para separar los elementos en función del peso; según la pureza máxima requerida, esto debe hacerse entre 10,000 y 100,000 veces. El producto se vende después como concentrado o se trata para producir óxidos de metales de tierras raras.

Incluso si Molycorp tiene éxito en la reducción de los costes de separación a la mitad, el siguiente paso en la producción puede resultar complicado. Los óxidos de tierras raras y sus concentrados tienen un mercado, por ejemplo, como catalizadores para la industria petrolera, pero no pueden convertirse en imanes. Para hacer imanes, los óxidos de tierras raras primero tienen que ser convertidos en metales puros, un proceso que produce subproductos cáusticos, y que actualmente sólo se realiza en China. Sims indica que Molycorp está investigando nuevas vías que respeten el medio ambiente y no estén protegidas por la propiedad intelectual de empresas extranjeras. Seguidamente, estos metales tienen que ser combinados en las aleaciones adecuadas para los imanes, otra habilidad que se ha concentrado en el extranjero, sobre todo en Japón y Alemania.

El objetivo de la empresa es el control de cada paso a lo largo de la cadena de suministro, mediante la producción de aleaciones y, finalmente, también los imanes. En este caso, también, los EE.UU. carecen de la infraestructura y la propiedad intelectual, por lo que Molycorp espera adquirir licencias o patentes sobre la producción de aleaciones, y fabricará los imanes a través de una empresa conjunta con otra empresa.

Al salir a bolsa en julio, Molycorp obtuvo 379 millones de dólares de los 511 millones de dólares de inversión que la empresa cree que requiere para poner en marcha sus proyectos para el año 2012. Un nuevo proyecto de ley pendiente en el Congreso y el Senado ofrecería garantías de préstamos para Molycorp y otros inversores de minas de tierras raras. Además, la empresa ha solicitado varías garantías de préstamo a través del Departamento de Energía de EE.UU., quien dará una decisión final el próximo verano.

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