Por qué de repente las tierras raras pueden ser un problema en la fabricación de coches eléctricos
Hace unos días, BMW anunciaba la inversión de 200 millones de euros en un centro de celdas de batería ante un posible escenario de escasez. En el comunicado, mencionaba que "el nuevo motor eléctrico sin tierras raras garantiza la independencia de los recursos", pero, ¿qué son exactamente las tierras raras?
Existen dos tipos de motores eléctricos: los de bobinas, normalmente con hilo de cobre y con poca cantidad de estos minerales, y los de imanes permanentes, que sí usan tierras raras para su fabricación. Y el objetivo desde hace unos años es limitar el uso de estos metales ante el monopolio chino, la escalada en los precios y la tremenda amenaza medioambiental que supone su uso.
17 elementos químicos que usas a diario
Escandio, itrio y los 15 elementos del grupo de los lantánido: lantano (que se utiliza en los catalizadores durante el proceso de refinado del petróleo), cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio.
Estos son elementos que componen el grupo de tierras raras, cuyo nombre, más que a su disponibilidad, se refiere al hecho de que su extracción no está concentrada, ya que algunos elementos como el cerio, el itrio y el neodimio son más abundantes. Además, no son tierras, sino minerales.
Sin embargo, muchas veces, se extraen de otros procesos productivos y, algunos son más bien escasos, los que los hace muy cotizados. La imagen cada vez más nítida de la televisión se debe al europio; el indio, que es parte del material de la pantalla de un ordenador, tablet o móvil, permite encenderlos con solo el roce de los dedos; la información que buscamos en internet llega a nosotros gracias a que la fibra óptica por donde viaja está pavimentada con erbio.
El neodimio, por su parte, es clave para la fabricación de los imanes permanentes usados en los motores eléctricos de alta eficiencia.
La revolución eléctrica que vivimos, unido a un consumismo desbocado y a una brutal obsolescencia programada, está haciendo que las materias primas para sostener el modo de vida occidental escaseen. Hablamos también del cobre, del litio, del cobalto, del grafito o del manganeso.
Es precisamente el cobalto un metal del que Volkswagen necesita abastecerse para cumplir sus promesas de electrificación, y precisamente el incremento de la demanda ha ido parejo a una subida bestial de precios: el precio del cobalto ahora mismo se sitúa en 24,65 euros por libra, el triple que en diciembre de 2015.
Lo mismo está ocurriendo con el precio de las tierras raras. El principal productor de tierras raras es, hasta ahora, China, que tiene el monopolio de su producción en la actualidad. Sus minas en Baotou, donde se producía cerio, obligaron a evacuar a sus 2.000 habitantes y su superficie se convirtió en un vertedero de desechos tóxicos y radioactivos. Fue bautizada como el peor lugar de la Tierra.
En 2009 China producía 95 % de la tierra rara consumida por el mundo, y estimaban que la mina Bayan Obo, al norte de Baotou, contenía 70 % de las reservas del planeta. Pues bien, ahora una ofensiva contra la minería ilegal en China ha reducido la producción de estos metales, y como consecuencia, los precios de las tierras raras 'ligeras', incluyendo el neodimio y el praseodimio, se han disparado en los últimos meses.
Alternativas ante la dependencia
Ya en 2012, Toshiba desarrolló un imán de samario-cobalto, libre de disprosio (que es muy caro y escaso), y con alta concentración de hierro, para sustituir a los imanes de neodimio, utilizados en la fabricación de motores eléctricos. También Honda decidió iniciar un proceso de reciclado de tierras raras a gran escala.
Pero ha sido hace un año cuando esta firma japonesa anunció el lanzamiento de un motor para vehículos híbridos que no requiere de estos minerales pesados. Se montó en el extraño Honda Freed. Y es que la escasez de estos metales y la incertidumbre en torno la política de exportaciones de China son los principales motivos de preocupación para los fabricantes.
Para usar menos tierras raras, esos metales, que se mezclan con el metal magnético principal con el que se hará el imán, se suele cambiar el método de fabricación del imán. El modelo más popular, el Toyota Prius, del cual se vendieron tres millones de unidades en el 2013, contiene un kilogramo del supermagnético neodimio en su motor, y al menos otros 10 kilos de lantano en sus baterías recargables.
Por su parte, Toyota RAV4 EV se lanzó al mercado en 2012 con el motor inductivo libre de tierras raras, nacido de una colaboración de Tesla, que también utiliza este tipo de motores.
Las ventas mundiales de vehículos eléctricos aumentaron un 55 % el año pasado hasta 695.000 unidades, impulsadas principalmente por China, según Bloomberg New Energy Finance. Aunque la cifra constituye una pequeña fracción del total mundial, los coches eléctricos representarán más de la mitad de las nuevas ventas en 2040, cuando un tercio de todos los coches en las carreteras serán de energía eléctrica.
Problema de la minería de tierras raras: el impacto ambiental. Suelen estar en concentraciones bajas o mezclados con otros elementos, formando compuestos que hay que disociar para conseguir el elemento puro. Y eso requiere usar mucha agua así como procesos químicos y físicos.
Posible solución: las baterías de electrolito en estado sólido: mayor densidad energética y capacidad específica, mayor autonomía, mayor velocidad de carga mayor y vida útil. Además, en su fabricación se pueden utilizar otros materiales que no sean el litio, como el sodio, que es más barato y abundante.
La mina manchega a cielo abierto que nunca llegará a ser
En España, el único proyecto que había para la extracción a cielo abierto de estos valiosos minerales era el de Campo de Montiel, en Ciudad Real, donde se había detectado la presencia de monacita gris, que es, junto a la bastnasita, la principal mena de tierras raras. En este entorno, la monacita gris y amarilla se encuentra a entre 5 y 2 metros de profundidad.
Y decimos había porque el Gobierno de Castilla-La Mancha enterró el proyecto minero de Quantum Minería, que presentó la solicitud, el pasado octubre ante el peligro para la biodiversidad que representaba: se localizaba entre dos áreas protegidas.
Tal y como informa El País, el informe resaltaba que la zona en la que se quería abrir la mina es vital para algunas especies en peligro, como el lince ibérico, el águila imperial y el milano real. Además, "los hábitats de las especies presentes" se verían "alterados, dañados, fragmentados o eliminados localmente".
Desde Ecologistas en Acción denunciaron que la extracción de la monacita iba a "a arrasar con toneladas de suelo agrario". Según la empresa, por cada tonelada de tierra, obtendrían tres kilos de monacita. Tal y como informaba la plataforma ecologista, la monacita gris y amarilla, que se encuentran en el Campo de Montiel, van asociadas a dos elementos radiactivos, el torio y el uranio, con niveles de radiación de entre el 6 y el 25 %. Estos se transportan por el aire y provocan consecuencias en la salud de las personas y los cultivos.
Al mismo tiempo que los fabricantes de automóviles exploran motores alternativos, se trata de desarrollar sustitutos para los materiales de tierras raras, como los imanes permanentes que requieran menos, o no requieran estos metales. Pero para hacer realidad la movilidad eléctrica, en apariencia limpia, puede que ya estemos pagando un precio demasiado alto.
