Son 17 elementos de la tabla periódica conocidos históricamente como “tierras raras”, aunque no tienen nada de “extrañas”. Las tocamos todos los días y son las “vitaminas de la industria”. Desde las placas solares fotovoltaicas a los imanes imprescindibles en los motores de los coches híbridos eléctricos. Desde los aerogeneradores de energía eólica o desde la luz de la pantalla de este dispositivo en el que seguramente estés leyendo este artículo, sea Tablet ordenador o smartphone, hasta la luz que viaja por la fibra óptica para precisamente, haber hecho llegar esta información hasta tus manos. Todas estas tecnologías en telecomunicaciones y en las energías renovables dependen críticamente de estos elementos o metales estratégicos. Un proyecto coordinado en la Universidad de La laguna por Jorge Méndez explora su desarrollo en Canarias.
La actual producción de estos elementos, de los que depende la sociedad tecnológica actual, pasa por la extracción de estos minerales cuyo suministro sufre actualmente un cuello de botella muy peligroso. Una única mina de Mongolia Interior (China), el gigantesco Bayan Obo, controla un monopolio que recuerda al monopolio que mantuvo el imperio chino sobre la seda. Hasta el 98% del control de la producción mundial de algunas de estas tierras raras depende de China, como por ejemplo el Erbio, que hace posible que podamos enviar un “like” en Facebook, retuitear una noticia o subir una foto a Instagram. El Erbio es el elemento crítico que hace posible funcionar el corazón de los “amplificadores ópticos de fibra óptica”.
A todas ellos se suma además la protección del medio ambiente, donde las tierras raras juegan un papel clave por ser imprescindibles para la lucha contra el cambio climático y la descarbonización de la economía sustentada en el uso de las tecnologías verdes que dependen totalmente del suministro de tierras raras. La búsqueda de nuevas fuentes de estos preciados recursos supone no sólo una necesidad para el desarrollo futuro de la sociedad si no también un desafío y una oportunidad de desarrollo tecnológico enfocado a la explotación de estos recursos en ambientes no convencionales.
El proyecto MAGEC-REEsearch (Materiales para una Avanzada Generación de Energía en Canarias y búsqueda de elementos de tierras raras lleva desde 2013 financiado por la Fundación Cajacanarias y en posteriores convocatorias por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y el Gobierno de Canarias, en su programa de especialización inteligente RIS3, bajo la coordinación del profesor Jorge Méndez, del Departamento de Física de la Universidad de La Laguna. El proyecto abarca una dimensión inter y multidisciplinar en la investigación básica y aplicada de energías renovables de frontera, como la fotosíntesis artificial y la obtención de hidrógeno del agua como combustible verde.
Además, explora la posibilidad del uso de las tradicionales salinas de Canarias como potenciales fotorreactores solares naturales para la generación de hidrógeno, a partir del agua de mar, como combustible solar. El proyecto indaga en la síntesis y estudio de materiales luminiscentes que contienen iones de estas tierras raras y que exhiben interesantes propiedades fotónicas como la denominada “conversión espectral”. En resumen, consiste en aprovechar regiones de la radiación solar hasta ahora no utilizadas por los catalizadores y por el silicio para mejorar la eficiencia de las placas solares fotovoltaicas o de los procesos de fotocatálisis ambiental para descomponer contaminantes emergentes en agua o para generar energía sostenible.
Además el proyecto hace uso también de las técnicas de impresión 3D para un control de la microestructura 3D del material fotocatalítico, esperando mejores eficiencias para la producción de hidrógeno, línea de investigación en continuidad del legado del muy recordado profesor de la ULL Juan Carlos Ruiz Morales, fallecido en 2017 y que formó parte también del proyecto.
Es aquí donde el proyecto MAGEC-REEsearch da un salto innovador y diferenciador, al integrar la exploración geológica de potenciales fuentes de tierras raras en zonas terrestres y sumergidas de las Islas Canarias. Con esto se pretende un enfoque holístico del desarrollo tecnológico asociado a las tierras raras, al tener en cuenta también, la disponibilidad de recursos regionales. Es por ello que el proyecto ha atraído la atención mediática (https://youtu.be/4kDoxqf_fBE) y ha acaparado portadas en los principales medios de comunicación escrita a nivel regional (https://www.eldia.es/canarias/2020/11/29/cientificos-hallan-oro-tecnologico-subsuelo-25720644.html) y nacional (https://elpais.com/tecnologia/2020-12-14/y-si-canarias-fuera-la-fuente-de-tierras-raras-para-la-tecnologia-europea.html). Los afloramientos terrestres en rocas de carbonatitas en Fuerteventura, y sus concentraciones máximas, en torno a 10 kilos de tierras raras por tonelada, plantan cara a otros yacimientos explotables en el mundo.
Nuevos retos
El proyecto plantea ahora el reto de afrontar la investigación durante los próximos cuatro años, 2021-2025, y para ello se ha reunido un grupo de más de 35 investigadores de las dos universidades canarias y otros organismo púbicos de investigación como son el Instituto Español de Oceanografía (IEO) http://www.ieo.es/es/ y el Museo de Ciencias Naturales de Barcelona (https://museuciencies.cat/es/ ). El equipo de geólogos sigue dirigido por el catedrático del Instituto de Oceanografía y Cambio Global, José Mangas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, incorporándose el doctor en Ciencias del Mar del Instituto Español de Oceanografía Jesús Rivera. En años anteriores, se analizaron en el marco del proyecto rocas ígneas félsicas de Gran Canaria, revelando las islas como una fuente “no convencional” de recursos de tierras raras en islas volcánicas intraplaca, cuyos primeros resultados fueron publicados en 2019 en la revista internacional Journal of Geochemical Exploration.
El estudio geológico incluido en ese proyecto fue dirigido por el doctor en geología marina Juan Acosta, que ha estudiado los fondos submarinos canarios durante 30 años impulsando una generación de geólogos marinos y aportando relevantes contribuciones a la oceanografía geológica en España. Ahora en la nueva etapa de MAG3C-REEsearch, el papel del equipo del IEO en el proyecto, dirigido por Jesús Rivera, se centrará en los indicios de costras de manganeso polimetálicas del monte submarino Banco de la Concepción, al norte del archipiélago Chinijo,y en la exploración geológica de estos elementos críticos en las rocas ígneas y sedimentarias del monte submarino de Dacia, así como en los sedimentos de aguas profundas, asociados a sedimentación pelágica, siguiendo la línea de investigación abierta por científicos japoneses en el océano Pacífico. Por otro lado, por parte del Museo de Ciencias Naturales de Barcelona participan en el proyecto Marc Campeny, geólogo experto en yacimientos de elementos críticos y carbonatitas, así como Vicent Vicedo, paleontólogo que investigará los fósiles de los sedimentos submarinos y su posible relación con la concentración de elementos de las tierras raras.
Destaca también el aspecto aplicado y de transferencia tecnológica del proyecto al contar con la colaboración estrecha del centro tecnológico de Asturias IDONIAL y el profesor Amador Menéndez https://elpaiscontufuturo.com/videos/amador-menendez/ entre otros miembros del citado centro, que avanzará en la integración a nanoescala de materiales luminiscentes que contienen tierras raras y su implementación en dispositivos fotónicos escalables para aplicaciones reales, como los denominados concentradores solares luminiscentes.
“Se trata de un proyecto que busca un mejor entendimiento del origen geológico de los minerales estratégicos de “tierras raras”, que nos permitirán aprovechar mejor la energía solar y avanzar en la carrera contra el cambio climático y los combustibles fósiles”, concluye el profesor de la ULL Jorge Méndez..
