Tierras raras, base de la sustentabilidad energética
El futuro de la sustentabilidad energética depende de las tierras raras, un grupo de 17 elementos químicos cuyas aleaciones favorecen la eficiencia de aerogeneradores eólicos, la iluminación tipo LED en casas y calles y el transporte tanto eléctrico como de celdas de combustible a base de hidrógeno, dijo Lorenzo Martínez Gómez, investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) .
El universitario es responsable de un proyecto de alcance nacional que involucra a 22 especialistas de varias instituciones y en el que participan la Secretaría de Energía (Sener), el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), distintas universidades estatales y la UNAM mediante el ICF, los institutos de Ingeniería (II) y de Energías Renovables (IER).
Martínez Gómez y sus colegas parten de analizar la geología mexicana para conocer con cuántas tierras raras cuenta el país, ensayan aleaciones y el desarrollo de nuevas tecnologías, a la par que forman expertos en el área.
Muestras minerales con alta probabilidad de contener tierras raras.
Transición mundial
La transición mundial de la industria petrolera a la de las energías sustentables ya está ocurriendo, afirmó Martínez Gómez, galardonado con el Premio Nacional de Ciencias y Artes en el área de Tecnología y Diseño en 1992. Con todas estas aplicaciones se ve que el futuro de la sustentabilidad energética depende de las tierras raras como materiales para fabricarlos, insistió.
Algunos ejemplos
Gracias al desarrollo de aleaciones de tierras raras fue posible que la energía eólica tuviera un papel preponderante en todo el mundo. “El transformador eléctrico que gira, se puede hacer con aleaciones de neodimio y praseodimio, que tienen una fuerza magnética excepcional, y son dos tierras raras”.
La fuerza de los magnetos es tan grande que en un tamaño relativamente pequeño se pueden tener aerogeneradores eléctricos de 10 megavatios. “Se hacen muy eficientes, pues con otro material magnético se tendría que hacer el equipo muy grande y no es viable”, ejemplificó.
En la parte de iluminación, el mundo se volcó hacia los LED’s, pequeños dispositivos que emiten mucha luminosidad con poca potencia. Se duplicó la eficiencia de las lámparas al grado que se ha abaratado mucho, al interior de las casas y en las calles.
“Esto se logró debido a las propiedades fluorescentes de varias tierras raras, que no se explotaban antes. Ahora es posible iluminar las ciudades o el interior de edificios con muy poca corriente eléctrica.” En otro ejemplo, la posibilidad de contar con transporte eléctrico está relacionada con la fabricación de baterías. Hasta ahora, los autos eléctricos han tenido poca capacidad de desplazamiento.
“Por mucho tiempo, 50 kilómetros era bastante para un auto eléctrico. Y con sistemas de almacenamiento modernos se ha logrado tener autonomías de seis horas o 600 kilómetros. Ya compiten con la gasolina. Se están desarrollando en el mundo esas baterías, y gran parte está hecha a base de tierras raras, de neodimio, lantano, cerio y praseodimio. Estas tierras han favorecido el transporte eléctrico en el planeta”, añadió.
Algunas marcas de autos, explicó, tienen sistema de celdas de hidrógeno o celdas de combustible. Éstas son como placas de batería que están hechas de lantano, otra tierra rara.
Favorecen la eficiencia de aerogeneradores eólicos, la iluminación tipo LED en casas y calles y el transporte tanto eléctrico como de celdas de combustible a base de hidrógeno.
En México
En el Fondo Conacyt-Sener de Sustentabilidad Energética, que desde la academia encabeza Martínez Gómez, comenzaron por buscar la materia prima en nuestro territorio. “Enviamos brigadas geológicas y encontramos tierras raras principalmente en Oaxaca, pero también en Hidalgo, Zacatecas, Coahuila, Sonora, Sinaloa y Durango”, informó el físico.
En la primera etapa del proyecto han participado la UNAM, la Universidad Autónoma de El Carmen, el Instituto Tecnológico de Calkiní, en Campeche, y el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica. “Todos han estado buscando. Tenemos un universo de cerca de 200 muestras y varias de ellas tienen tierras raras importantes”, señaló.
Un país con recursos de tierras raras será en el siglo XXI tan importante como una nación petrolera. “En Noruega, este 2017, 30 por ciento de los coches son eléctricos. Hay más conciencia entre la gente, va madurando la sociedad. En México ya hay carros eléctricos a precios competitivos. La sociedad se está empoderando cada vez más. Para lograr dar ese salto se necesitan tierras raras, una industria nacional para las baterías”, agregó.
Formar especialistas
Martínez Gómez comentó que en la UNAM se forman especialistas en baterías y almacenamiento. “Apenas estamos a tiempo para atender esa demanda”, reconoció.
Apuntó que como país tenemos que participar en la generación de conocimiento y dar lugar a que se dé este cambio. “Mucha de la tecnología espacial ha ayudado y esas tecnologías se van haciendo terrestres”.
Actualmente, él y sus colaboradores trabajan en varios aspectos: ubicar las tierras raras, tener las muestras de roca y hacer la metalurgia extractiva (es decir, separar de la roca los minerales de interés y conseguir el beneficio del yacimiento), obtener el concentrado de tierras raras, con él hacer aleaciones metálicas y lograr que éstas sean útiles para tecnologías limpias.
“También necesitamos desarrollar conocimientos y tecnologías para el almacenamiento de energía y de iluminación. Sobre las aleaciones tenemos dedicadas tesis de unos 15 estudiantes que intervienen en el proyecto. Seis son doctorales y otras tres de posdoctorado”, concluyó.
(Con información de Gaceta UNAM)
