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Cada vez que usa su teléfono, abre su computadora o escucha su música favorita en AirPods, confía en minerales críticos.
Estos materiales son los pequeños bloques de construcción que alimentan la vida moderna. Desde litio, cobalto, níquel y grafito en baterías hasta galio en sistemas de telecomunicaciones que permiten la conectividad constante, los minerales críticos actúan como las vitaminas esenciales de la tecnología moderna: pequeño en volumen pero vital para la función.
Sin embargo, Estados Unidos depende en gran medida de las importaciones para la mayoría de los materiales críticos. En 2024, Estados Unidos importó el 80% de los elementos de tierras raras que usó, el 100% de galio y grafito natural, y del 48% al 76% de litio, níquel y cobalto, por nombrar algunos.
El aumento de la demanda global, la alta dependencia de las importaciones y las crecientes tensiones geopolíticas han hecho que el suministro crítico de minerales sea una preocupación de seguridad nacional cada vez mayor, y uno de los desafíos de la cadena de suministro más urgente de nuestro tiempo.
Eso plantea una pregunta: ¿podrían los Estados Unidos minar y procesar minerales más críticos en casa?
Como geoquímico que dirige el Centro de Soluciones Minerales Criticales de Georgia Tech y un ingeniero centrado en la innovación energética, hemos estado explorando las opciones y barreras para la producción crítica de minerales estadounidenses.
¿Qué está evitando que los minerales críticos se produzcan a nivel nacional?
Echemos un vistazo a los elementos de tierras raras.
Estos elementos son esenciales para la tecnología moderna, los vehículos eléctricos, los sistemas de energía y las aplicaciones militares. Por ejemplo, el neodimio es fundamental para hacer los imanes fuertes utilizados en discos duros, láseres y turbinas eólicas. El gadolinio es vital para las máquinas de resonancia magnética, mientras que el samario y el cerio juegan un papel clave en los reactores nucleares y los sistemas de energía como la energía solar y eólica.
A pesar de su nombre, los elementos de tierras raras en realidad no son raros. Sus concentraciones en la corteza de la Tierra son comparables a los metales más extraídos como el zinc y el cobre.
Sin embargo, los elementos de tierras raras a menudo no ocurren en formas minerales de fácil acceso y económicamente viables o depósitos de alto grado. Como resultado, identificar recursos con concentración suficientemente alta y gran volumen es crucial para permitir su producción económica.
Actualmente, Estados Unidos tiene solo dos lugares mineros domésticos de tierras raras: Georgia y California.
En el sureste de Georgia, se están produciendo tierras raras como un subproducto de la minería de arena mineral pesada, pero los concentrados producidos de tierras raras se envían fuera del estado y luego en el extranjero para refinar los materiales utilizados en tecnologías de energía renovable y imanes permanentes.
La otra ubicación es en Mountain Pass, California, donde la minería de roca dura extrae un mineral de carbonato de tierras raras llamado Bastnaesita. Una vez más, gran parte del material se envía al extranjero para refinar. Como resultado, toda la cadena de suministro, desde la minería hasta el uso final en los productos, se extiende en todos los continentes.
Cumplir con la demanda estadounidense de elementos de tierras raras y otros minerales críticos de las operaciones dentro de los Estados Unidos requerirá algo más que abrir nuevas minas. Requerirá desarrollar y ampliar nuevas tecnologías, así como operaciones de procesamiento de edificios.
Históricamente, el procesamiento ha tenido lugar en gran medida en el extranjero debido a los impactos ambientales, la demanda de energía y las limitaciones regulatorias.
El potencial, pero largo camino, a las nuevas minas
La inversión en actividad de exploración para minerales críticos está aumentando rápidamente en los Estados Unidos
En 2017, el Servicio Geológico de los Estados Unidos lanzó la Iniciativa de Recursos de Mapeo de la Tierra, conocida como MRI de la Tierra, para identificar posibles fuentes de minerales críticos dentro del país.
Algunas áreas que parecen prometedoras para elementos de tierras raras tienen mucha meteorización química, en las que las rocas que contienen elementos de tierras raras se descomponen al reaccionar con agua y aire. La exploración está en marcha en varios de estos sitios, incluso en ubicaciones en Wyoming y Montana.
Sin embargo, identificar un recurso no es lo mismo que producirlo.
La minería tradicional puede llevar una o dos décadas desde la exploración hasta la producción y hasta 29 años en los Estados Unidos, la segunda línea de tiempo más larga del mundo. Aunque esta línea de tiempo podría estar cambiando bajo la administración actual, las empresas aún podrían enfrentar importantes incertidumbres relacionadas con los permisos, el desarrollo de infraestructura y, en algunos lugares, la oposición de la comunidad. La gestión de los impactos ambientales, como la contaminación del aire y el agua y el alto consumo de agua y el uso de energía, puede aumentar aún más los costos y extender los plazos del proyecto.
Dado que los proyectos de exploración mencionados anteriormente todavía están en una etapa temprana, Estados Unidos necesita esfuerzos adicionales y paralelos que puedan traer recursos al mercado a un ritmo acelerado.
Minando los materiales que ya hemos extraído
Una de las formas más rápidas de aumentar la producción de tierras raras de EE. UU. Puede no requerir cavar nuevos agujeros en el suelo, pero más bien regresar a los viejos.
La región de la costa atlántica se destaca en el mapa de resonancia magnética de la Tierra como un área particularmente prometedora. Lo que es aún mejor es que esta región ya ha establecido extensas actividades mineras e infraestructura madura, lo que permite una velocidad mucho más rápida para el mercado.
Georgia tiene depósitos de arena mineral que son ricos en titanio, circonio y elementos de tierras raras. El titanio como el circonio, tanto usados en aplicaciones aeroespaciales, energéticas y médicas, ya se extraen en Florida y Georgia. En el sureste de Georgia, los elementos de tierras raras encontradas con estas pesadas arenas minerales ya se están recuperando como concentrados de tierras raras.
El caolín, una arcilla blanca utilizada en papel, pintura y porcelana, se ha extraído en Georgia durante más de un siglo, y también puede contener elementos de tierras raras. Georgia genera más de 8 millones de toneladas de caolín anualmente, lo que lo convierte en el principal productor estadounidense y un gran exportador. Esto también viene con millones de toneladas de residuos de minería y procesamiento, o lo que se conoce como relaves.
Estudios de investigación recientes sugieren que existe un potencial significativo para extraer elementos de tierras raras en los relaves.
Los relaves ya están minados y sentados en la superficie. No hay necesidad de perforar ni explotar. Eso significa infraestructura existente, plazos más rápidos y costos más bajos que las nuevas operaciones mineras.
Las innovaciones tecnológicas, como el biolectado, la extracción basada en ligando y la separación y la separación electroquímica, ahora hacen posible la minería estos desechos heredados. Se podrían construir nuevas instalaciones de procesamiento cerca de las operaciones existentes de caolín o arena mineral pesada o antiguos sitios de minas, llevando materiales al mercado en unos pocos años en lugar de décadas.
El futuro de la minería de residuos
Este enfoque es parte de una estrategia más amplia conocida como “minería de residuos”, “minería urbana” o “minería el ciclo antropogénico”.
Implica la recuperación de minerales críticos de las corrientes de desechos existentes, como relaves de minas, cenizas de carbón y subproductos industriales. También es parte de la construcción de una economía circular, donde los materiales se reutilizan y se recicla en lugar de descartarse.
Estados Unidos tiene el potencial de catalizar nuevas cadenas de suministro domésticas para materiales esenciales para la seguridad nacional y la tecnología. La minería y el reciclaje de residuos son piezas críticas para garantizar la sostenibilidad a largo plazo de estas cadenas de suministro.
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Cita: Cómo Estados Unidos puede extraer sus propios minerales críticos, sin cavar nuevos agujeros (2025, 6 de mayo) recuperado el 6 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-critical-minerals-holes.html
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