Científicos descubrieron un enorme tesoro de metales raros en residuos de carbón que podría revolucionar la energía limpia

En un mundo donde la transición hacia la energía limpia y la reducción de la huella de carbono son fundamentales, un reciente descubrimiento realizado por científicos de la Universidad de Texas en Austin ha arrojado una nueva luz sobre un tema inesperado: las cenizas de carbón.

Este subproducto tóxico de la quema del carbón, que ha sido históricamente considerado un desecho perjudicial para el medio ambiente, podría ser la clave para abordar una de las mayores limitaciones en la tecnología de energía limpia: la escasez de tierras raras.

Investigadores de diversas instituciones en los Estados Unidos, dirigidos por la profesora Bridget Scanlon de la Universidad de Texas, analizaron cenizas de carbón provenientes de plantas de energía de todo el país.

Sorprendentemente, descubrieron que estas cenizas contienen cantidades significativas de elementos de tierras raras, metales que son esenciales para la fabricación de tecnologías clave para la energía limpia.

Este hallazgo podría representar una fuente potencial de hasta 11 millones de toneladas de tierras raras, lo que sería casi ocho veces la cantidad de reservas actuales en todo el país. Según los cálculos, el valor de estos metales podría alcanzar los 8.400 millones de dólares.

El estudio, publicado en una investigación reciente, destaca que este descubrimiento no solo resuelve parte del problema de la escasez de tierras raras, sino que también ofrece una alternativa para evitar la minería tradicional, que es costosa y muy perjudicial para el medio ambiente.

En ese sentido, Scanlon expresó en CNN que este hallazgo representa una “enorme fuente de tierras raras locales sin necesidad de nuevas actividades mineras”, lo que podría tener un gran impacto en la seguridad energética de los Estados Unidos y en la reducción de la dependencia de fuentes extranjeras.

Las tierras raras son un conjunto de elementos químicos, como escandio, neodimio e itrio, que son esenciales para una serie de tecnologías limpias. Estos metales se encuentran en el núcleo de la Tierra y son cruciales para el funcionamiento de dispositivos de energía renovable, como los vehículos eléctricos, paneles solares y turbinas eólicas.

Sin embargo, a pesar de su nombre, no son realmente “raros” en la naturaleza. El término hace referencia a la dificultad de extraerlos y separarlos del mineral en el que se encuentran, lo que hace que la oferta de estos metales sea limitada.

A medida que el mundo avanza hacia la descarbonización y la adopción masiva de energías renovables, la demanda de tierras raras se espera que se dispare. Según la Agencia Internacional de la Energía, la solicitud de estos metales podría aumentar hasta siete veces para 2040.

No obstante, a pesar de este aumento en la demanda, los Estados Unidos enfrenta una gran dependencia de la importación de estos elementos, especialmente de China, que controla más del 80% de la producción mundial de tierras raras.

Si bien las cenizas de carbón representan una fuente abundante de tierras raras, la extracción de estos metales no está exenta de desafíos, ya que su concentración en las cenizas es relativamente baja en comparación con los depósitos subterráneos de estos metales, lo que significa que, para obtener una cantidad significativa, el proceso de extracción debe ser muy eficiente.

Además, extraer tierras raras de las cenizas de carbón implica el uso de químicos agresivos, como ácidos y bases fuertes, lo que puede resultar en altos costos operativos.

Según manifestó en CNN Paul Ziemkiewicz, director del Instituto de Investigación del Agua de la Universidad de Virginia Occidental, la minería de tierras raras a partir de las cenizas de carbón puede ser un proceso costoso debido al uso de estos productos químicos. El desafío es equilibrar los costos de extracción con el valor de los metales recuperados.

A pesar de los desafíos, hay una ventaja clave: su disponibilidad masiva. En los Estados Unidos, se producen alrededor de 70 millones de toneladas de cenizas de carbón cada año. De estas, una proporción significativa puede ser utilizada para la extracción de tierras raras, lo que las convierte en una fuente accesible y potencialmente rentable.

Un factor adicional a tener en cuenta es que el origen del carbón influye en la cantidad de tierras raras que se pueden extraer de las cenizas. Por ejemplo, las cenizas de las plantas ubicadas en la cuenca de los Apalaches contienen mayores concentraciones de metales raros, pero solo se puede extraer el 30% de esos elementos. Por otro lado, las cenizas de las plantas de la cuenca del río Powder, en el oeste de los Estados Unidos, tienen concentraciones más bajas, pero se puede extraer más del 70% de los metales presentes.

El gobierno de los Estados Unidos ha mostrado interés en este descubrimiento y en la extracción de tierras raras de las cenizas de carbón. En abril de 2023, la administración de Joe Biden anunció una inversión de 17,5 millones de dólares para financiar proyectos destinados a explorar nuevas formas de extraer estos metales de los desechos del carbón.

La secretaria de Energía de Estados Unidos Jennifer Granholm, destacó en un comunicado que esta inversión podría mejorar la seguridad nacional, revitalizar comunidades energéticas y fortalecer la industria manufacturera en el país.

Sin embargo, no todos están convencidos de que este enfoque sea una solución viable. Algunos críticos temen que la transformación de las cenizas de carbón en un recurso valioso podría incentivar, indirectamente, el uso del carbón, el combustible fósil más sucio. Sin embargo, Scanlon aseguró en CNN que este tipo de proyectos no busca incentivar la quema de carbón, sino más bien aprovechar los residuos ya generados.

Además, de acuerdo a Granholm, el uso de cenizas de carbón no tendría ningún impacto significativo en el volumen de carbón utilizado en la actualidad.

El objetivo final de los investigadores es encontrar formas de extraer valor de los desechos del carbón sin la necesidad de quemarlo, lo que representaría una solución más sostenible y menos contaminante para aprovechar estos recursos. Asimismo, Scanlon concluyó en el mismo medio que este enfoque forma parte de un esfuerzo más amplio para cerrar el ciclo de los desechos y convertirlos en recursos valiosos.