Las tierras raras o lantánidos pertenecen a un grupo de elementos químicos muy usados para el desarrollo de dispositivos tecnológicos como láseres, fósforos, amplificadores de onda, pantallas, iluminación, baterías, fibras ópticas, y metalurgia. El descubrimiento de estos elementos ocurrió entre finales del siglo XVIII y el siglo XIX; y sus descubridores les adjudicaron el nombre de tierras raras debido a la dificultad de obtenerlas, y por lo tanto de su disponibilidad. En parte, la dificultad para separarlas radica en que tienen la misma configuración electrónica. Por ejemplo, al separar itrio y cerio, Carl Gustaf Mosander pudo obtener otros cuatro elementos: lantano, didimio, erbio y terbio. Más adelante se concluyó que el didimio es una mezcla de praseodimio y neodimio [1]. También, conforme se desarrollaron nuevas técnicas, hubo nuevas posibilidades de análisis y por lo tanto de nuevos descubrimientos de tierras raras, como el terbio y el tulio.
El nombre que recibe cada uno de estos lantánidos se asocia con sus características físicas, como el praseodimio (verde pálido), didymus (gemelo), y disprosio (difícil de alcanzar); al lugar donde se descubrió, Ytrio, Erbio y el Terbio (Ytterby, Suecia), Europio (Europa); o en honor a alguien, Samario (por Samarsky, un coronel de minas ruso), Gadolinio (por Johan Gadolin).
En total son 14 elementos químicos con características que no comparten con el resto de los elementos. Por ejemplo, su configuración electrónica es muy similar, además de emitir y absorber en longitudes de onda bien definidas. Esta última característica significa que, al ser sometidos a un estímulo de luz de una longitud de onda particular, la longitud de onda de la emisión (color de la luz que emite) será la misma sin importar dentro de qué material se encuentren. Los cambios que pueden suscitarse son ligeros corrimientos en la emisión o cambios en la intensidad de la emisión asociados con la interacción entre átomos de tierras raras o entre átomos de tierras raras y átomos de la matriz que los alberga. Otra característica sumamente importante es que la respuesta de estas tierras no se ve alterada por la presencia de campos electromagnéticos.
Por lo anterior son muy usados en dispositivos electrónicos. Si bien, la cantidad de estas que cada dispositivo electrónico contiene es minúscula, la presencia de estas tierras como dopante aporta una diferencia significativa en su resultado [2]. Por ejemplo, en amplificadores de señal (fibras ópticas), usados para transmitir información, el porcentaje en peso es menor al 5%. En teléfonos inteligentes el porcentaje puede variar y es usado para dar color a las pantallas. Para la fabricación de imanes permanentes, tan solo en 2021, se utilizó el 43 % de la extracción total de tierras raras.
Actualmente China domina el mercado de las tierras raras con un aproximado del 57.2% y en segundo lugar Estados Unidos con un 15.5%, el resto de los países productores compite por el resto [3].
[1] Marshall, J. L. (n.d.). Rediscovery of the Elements the Rare Earths-The Confusing Years.
[2] Institute, A. G. (12 de 02 de 2023). What are rare earth elements, and why are they important? Obtenido de https://www.americangeosciences.org/critical-issues/faq/what-are-rare-earth-elements-and-why-are-they-important
[3] Natural resources Canada, minerals, and metal facts. (01 de mayo de 2023). Obtenido de https://natural-resources.canada.ca/our-natural-resources/minerals-mining/minerals-metals-facts/rare-earth-elements-facts/20522
