¿Qué son y para qué se usan las tierras raras?

Las tierras raras son materiales de los cuales muy pocas personas saben de su existencia; pero a diario las utilizan sea en casa o en otros lugares. Por ejemplo, fragmentos de este tipo de tierras se utilizan en ordenadores, teléfonos celulares, entre otras artículos. Las tierras raras están por debajo de los elementos de la tabla periódica; si quieres conocer más, a continuación se describirán en detalle.

¿Son tan raros como se escucha?

Realmente no, pues son materiales que se usan incluso en el vivir diario; así que podría decirse que más que raros, conocer sobre ellos no es tan común.  Las tierras raras son muy difíciles de obtener del ambiente en tamaños que sean útiles o prácticos, pues se acumulan en los minerales.

No obstante, estos elementos – bien usados – pueden contribuir al crecimiento económico y el desarrollo global. La razón es que permiten mantener altos estándares de vida, incluso salvarla en algunos casos, dependiendo del uso que se les dé a las mismas.

Ahora, ¿por qué se utilizó el nombre de tierras raras? Pues bien, a finales del siglo XVIII e inicios del XIX, se usó esta designación para referirse a los minerales que contenían elementos de las tierras raras, y unos que otros metales. Como no se conocían sus depósitos, se consideraron elementos raros, lo que llevó a nombrarlos “elementos de tierras raras” (REE).

Comportamiento de los elementos de las tierras raras

En comparación a otros metales y minerales, las tierras raras poseen una estructura atómica distinta. Uno de los aspectos que destaca es el ajuste de sus electrones, aspecto que más llama la atención de los científicos. Sin embargo, puede decirse que algunas propiedades son similares al resto de metales y minerales, aunque otros tipos de tierras raras son de elementos peculiares.

A pesar de sus diferencias, tiene muchas similitudes químicas con otras rocas y minerales, por lo que son muy difíciles de separar; a esto se le llama coherencia química. Ahora bien, los diferentes usos que se les da a las tierras raras dependen de sus cualidades físicas; es decir, algunas son eléctricas, otras térmicas, espectroscópicas o magnéticas.

Por otro lado, tienen elementos particulares que identifican sus propiedades y de esta forma se puedan emplear correctamente. No obstante, lo más complicado sigue siendo el proceso de separación de estos elementos; un desafío que aún debe superarse.

Tierras raras pesadas y tierras raras ligeras

Las propiedades de las tierras raras van a estar íntimamente relacionadas con su estructura atómica. No obstante, el tamaño también influye en las cualidades físicas de estos minerales. Por lo general, al aumentar el número atómico de los lantánidos, el tamaño atómico disminuye.

Las tierras raras pesadas y las tierras raras ligeras se crean en distintos minerales; generalmente, los compuestos de las tierras raras son iónicos y comúnmente son estables, al igual que en el caso de los óxidos. En todo caso, dentro de la clasificación de las tierras raras ligeras se encuentra los lantánidos:

  • Cerio.
  • Lantano.
  • Praseodimio.
  • Neodimio.
  • Smario.
  • Promecio.

Por su parte, entre las tierras raras pesadas están:

  • Gadolinio.
  • Europio.
  • Terbio.
  • Disprosio.
  • Holmio.
  • Erbio.
  • Iterbio.
  • Tulio.
  • Lutecio.

Elementos que se consideran como tierras raras y para qué se usan

Se han descubierto 17 elementos que se asumen como tierras raras: 15 de ellos pertenecen al grupo de los lantánidos y 2 se componen de propiedades químicas semejantes. En los siguientes puntos se mencionarán algunos de ellos, según el orden atómico; además para qué sirven.

Sc o Escandio (21)

Es un metal plateado con un poco de color blanco; no es lantánida. Es utilizado para la creación de ordenadores, lámparas fluorescentes y otros productos de uso diario; también se utiliza como agente de rastreo en refinerías de petróleo. La única fuente del Escandio es de minerales raros como euxenita, gadolinita, tortveitita; y se extraen de Madagascar y Escandinavia.

Y o Itrio (39)

El Itrio es otro elemento de tierras raras no lantánido que se usa para crear superconductores, láseres poderosos pulsados y lámparas fluorescentes. También, forma parte de uno de los componentes de medicamentos para el tratamiento del cáncer, la artritis reumatoide y para la realización de suministros quirúrgicos. Por otro lado, se utiliza para fabricar bujías, aditivos para el acero, bombillas de bajo consumo, entre otros.

La o Lantano (57)

Este se caracteriza por ser uno de los metales más reactivos y es utilizado para crear gafas ópticas especiales. Con el Lantano se fabrican lentes de cristal, cámaras de fotografías y telescopios, además de hacer que el acero sea maleable. Entre otros usos, es práctico para tratar las aguas residuales y para la refinación del petróleo.

Pr o Praseodimio (59)

La primera vez que se usó este metal fue para hacer una mancha amarillo-naranja sobre una cerámica. No obstante, es utilizado principalmente para imanes de tierras raras. Otras utilizaciones del Praseodomio son para colorear algunos tipos de vidrios y gemas. Igualmente, se utiliza para fabricar metales de alta resistencia que se encuentran en los motores de aviones; además de crear pedernales para encender fuego con este elemento. 

Ce o Cerio (58)

Se adoptó este nombre honrando a la diosa de la agricultura Ceres, oriunda de Roma. Tiene un aspecto blanco plateado y suele oxidarse con facilidad en el aire. Este es el más abundante del resto de las demás tierras raras. Una de sus funciones es actuar como catalizador en convertidores de los sistemas de escape de coches con el fin de reducir las emisiones.

Además, se utiliza como pulidor de vidrios de precisión; en aleaciones de magnesio, aluminio, imanes, hierro, y algunos tipos de electrodos e iluminación de arco de carbono.

Nd o Neodimio (60)

Se acostumbra usar con praseodimio para crear los imanes permanentes más fuertes. Dichos imanes se hallan en muchos vehículos modernos y aeronaves. De igual manera, están en productos electrónicos como auriculares, discos de ordenadores y micrófonos. Igualmente, se utiliza para fabricar láseres infrarrojos de alta potencia para usarlos industrialmente y en defensa.

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