INSIGHTS

El Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) a través de la Ley de Energía de 2020 define un “material crítico” como: “Cualquier mineral, elemento, sustancia o material no combustible que la Secretaría de Energía determine: (i) tiene un alto riesgo de interrupción de la cadena de suministro; y (ii) cumple una función esencial en una o más tecnologías energéticas, incluidas tecnologías que producen, transmiten, almacenan y conservan energía”. Igualmente define “mineral crítico” como: “Cualquier mineral, elemento, sustancia o material designado como crítico por el Secretario del Interior, actuando a través del Director del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS)”.

En 2010, el DOE estableció una metodología para evaluar la criticidad de los materiales basada en el riesgo potencial de suministro para una serie de tecnologías energéticas, lo que dio lugar al informe Estrategia de Materiales Críticos (CMS), lo que ha continuado ininterrumpidamente hasta el informe 2023.  Al igual que en los informes anteriores, el análisis presenta los resultados de una evaluación formal de la criticidad de los materiales para identificar qué materiales son críticos para el desarrollo continuo de tecnologías de energía limpia en todo el mundo. Esta Evaluación de Materiales Críticos (CMA) se ha llevado a cabo independientemente de las evaluaciones de criticidad realizadas por otras agencias gubernamentales como el Servicio Geológico de los EE.UU. (USGS). El análisis de la DOE complementa la “lista de minerales críticos” del USGS en tres aspectos distintivos. 1) La evaluación del DOE se realiza desde una perspectiva global, mientras que el análisis del USGS se centra en la importancia de los minerales para la economía de Estados Unidos. 2) DOE se centra en la importancia de los materiales para las tecnologías de energía limpia, más que para la economía en general y 3) DOE mira hacia 2035 en función de los escenarios de despliegue de energía limpia, mientras que la evaluación del USGS es retrospectiva.

El último informe “Evaluación de Materiales Críticos” (2023), hace un análisis para el corto plazo (2020-2025) y para el mediano plazo (2025-2035) encontrándose los siguientes hallazgos: 1) Los materiales de tierras raras o Rare-Earth Elements (REE) como neodimio (Nd), praseodimio (Pr), disprosio (Dy) y terbio (Tb) utilizados en imanes para motores de vehículos eléctricos y generadores de turbinas eólicas siguen siendo críticos. Si bien Dy y Tb son elementos pesados de tierras raras que cumplen la misma función en los imanes, la criticidad de Tb es ligeramente menor que la de Dy a corto plazo debido al uso generalizado de Dy en imanes de alta calidad y al papel actual de Tb como sustituto. Del mismo modo, Pr es crítico a medio plazo y casi crítico a corto plazo porque es más sustituible en los imanes que el Nd. 2) Los materiales utilizados en las baterías para vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía ahora se consideran críticos. Si bien se descubrió que el cobalto (Co) es crítico en este informe y en informes anteriores, el litio (Li) se vuelve crítico a mediano plazo debido a su uso más amplio en varias químicas de baterías y al crecimiento desenfrenado de la industria de los vehículos eléctricos. El grafito natural es una nueva adición en esta evaluación considerándose fundamental. 3) Los metales del grupo del platino utilizados en los electrolizadores de hidrógeno, como el platino (Pr) y el iridio (Ir), son fundamentales debido a un mayor enfoque en las tecnologías de hidrógeno para lograr cero emisiones netas de carbono, mientras que los utilizados en los convertidores catalíticos, como el rodio (Rh) y el paladio (Pd), se descartaron debido a la menor importancia de los convertidores catalíticos a medio plazo. 4) El galio (Ga) sigue siendo fundamental debido a su uso en diodos emisores de luz (LED). Además, el uso de Ga ha aumentado en la fabricación de imanes y en semiconductores en formas como arseniuro de galio (GaAs) o nitruro de galio (GaN). 5)  Los principales materiales como el aluminio (Al), el cobre (Cu), el níquel (Ni) y el silicio (Si) pasan de no críticos a corto plazo a casi críticos a medio plazo debido a su importancia en la electrificación. 6) El acero eléctrico es casi crítico debido a su uso en transformadores para la red y motores en vehículos eléctricos.

El 24 de febrero de 2022 el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) publicó la “Lista de minerales críticos” (Registro Federal 87 FR 10381), esta lista que actualizó la lista de minerales críticos (CML) publicada en 2018 (83 FR 23295), incluye 50 productos minerales considerados críticos para el Gobierno de los Estados Unidos. La lista (que debe actualizarse al menos cada 3 años) según la USGS incluyen: aluminio, antimonio, arsénico, barita, berilio, bismuto, cerio, cesio, cromo, cobalto, disprosio, erbio, europio, espato flúor, gadolinio, galio, germanio, grafito, hafnio, holmio, indio, iridio, lantano, litio, lutecio, magnesio, manganeso, neodimio, níquel, niobio, paladio, platino, praseodimio, rodio, rubidio, rutenio, samario, escandio, tantalio, telurio, terbio, tulio, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, iterbio, itrio, zinc y circonio.

En la publicación anual Resúmenes de Productos  Minerales 2024 (MCS) de la USGS se muestra la dependencia de este país de fuentes extranjeras en materias primas y minerales procesados. En este último informe, las importaciones representaron más de la mitad del consumo aparente de Estados Unidos de 49 productos minerales no combustibles, además de depender 100% de las importaciones netas para 15 de ellos: 1)Arsénico (todas las formas): China, Marruecos, Malasia Bélgica; 2)Amianto (Asbestos): Brasil, Rusia; 3)Cesio: Alemania; 4)Fluorspar: México, Vietnam, China, Sudáfrica; 5)Galio: Japón, China, Alemania, Canadá; 6)Grafito (Natural): China, México, Canadá, Madagascar; 7)Indium: República de Corea, Canadá, Bélgica; 8)Manganeso: Gabón, Sudáfrica, Australia, Georgia; 9)Mica (Natural, hoja): China, Brasil, India, Bélgica; 10)Niobio (Columbio): Brasil, Canadá; 11)Rubidium: China, Alemania, Rusia; 12)Scandium: Japón, China, Alemania, Filipinas; 13)Estroncio: México, Alemania, China; 14)Tantalio: China, Alemania, Australia, Indonesia; 15)Ytrio: Alemania, China, República de Corea; Piedras preciosas (99%) India, Israel, Bélgica, Suráfrica.

Geopolítica de los Materiales Críticos

Durante más de 15 años la seguridad del suministro de minerales críticos ha recibido una atención cada vez mayor por parte de la Casa Blanca, el Congreso, las agencias gubernamentales de Estados Unidos. La conciencia más preocupante sobre la importancia y vulnerabilidad de los Estados Unidos respecto de los minerales críticos comenzó cuando en el 2010 China amenazó con cortar el suministro a Japón de elementos de tierras raras (REE) debido a una disputa territorial en el Mar de China Oriental. Más recientemente, el 21 de diciembre 2023 China prohibió la exportación de tecnología para fabricar imanes de REE, esto se sumó a la medida ya vigente de la prohibición de la tecnología para extraer y separar las REE (China separa el 99,9% de ellas). Para el 2023, China produjo el 69% de las REE del mundo (240.000 toneladas) y posee reservas calculadas en 44 millones de toneladas según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Es cierto que China tiene el depósito de tierras raras más grande del mundo el BAYAN OBO, pero también el desastre ecológico más grande del planeta (los habitantes locales, los ecosistemas y el río amarillo están pagando costos insoportables). El monopolio de China se debe en parte al resultado de su rico patrimonio geológico, particularmente de las tierras raras "pesadas" que son cada vez más valiosas como constataremos más adelante, en aplicaciones de energía verde y tecnología militar. 

El último informe (Noviembre 2023) de la Comisión de Revisión Económica y de Seguridad EE.UU-China, creada el 30 de octubre de 2000 con el mandato de supervisar, investigar e informar al Congreso de los Estados Unidos sobre las implicaciones de seguridad nacional de la relación comercial y económica bilateral entre los Estados Unidos y la República Popular China, manifiesta con preocupación que la rivalidad entre Estados Unidos y China se está “intensificando” más allá de la ya conocida competencia estratégica y sistémica continua y de largo plazo. Menciona que el Partido Comunista Chino prepara a la sociedad china para una competencia estratégica prolongada, incluida la posibilidad de una guerra. El informe menciona que China puede estar ahora al borde de su crisis económica más grave en 40 años, además de sus problemas internos (burbuja inmobiliaria, no publicación de datos económicos, incluidas las cifras sobre desempleo juvenil), China continua el informe, también se enfrenta a un entorno internacional cada vez más inhóspito a medida que Estados Unidos y otros países industriales avanzados intentan trasladar las cadenas de suministro fuera de China y "reducir el riesgo" de sus relaciones económicas con ella deprimiendo aún más la inversión extranjera directa. Según el informe, China está invirtiendo cuantiosos recursos en su poderío militar, con énfasis en reducir brechas y colocarse a la par de los avances tecnológicos en misiles, espacio, guerra submarina e inteligencia artificial.

Ya entrando en el área de seguridad y defensa, el enfoque de la prospectiva o estudios de futuro nos recuerda estar atentos a los gérmenes o impulsores de cambio, como son: los impactos que tendrá los resultados de la elección del candidato del Democratic Progressive Party (DPP) en Taiwán (país líder en producción de chips de ordenador y semiconductores de última generación) a pesar de la pérdida del control del Yuan Legislativo, las elecciones en Estados Unidos en octubre, la guerra en Ucrania, el conflicto Israel-Hamas y otros conflictos potenciales. 

Chile en la Geopolítica de los Materiales Críticos  

Según el Informe Resúmenes de Productos Minerales 2024 (MCS) del Servicio Geológico de los EE.UU. (USGS), Chile a pesar de una caída en su producción (2023) sigue siendo el principal productor de cobre en el mundo (5,0 millones Toneladas), es el cuarto productor de plata (1.400 Toneladas), el segundo productor de Molibdeno (46.000 Toneladas), el segundo productor de Litio (44.000 Toneladas) por detrás de Australia (86.000 Toneladas) y por delante de China (33.000 Toneladas). Chile es el primer productor de Renio (30.000 Kilogramos), algunos de los cambios recientes en la lista de Materiales Críticos fueron la inclusión de níquel y zinc y la eliminación de helio, potasa, “Renio”, estroncio y uranio.

Definitivamente, Chile es un país con abundantes recursos mineros, muchos de ellos claves para la transición energética, la tecnología militar y la tecnología del futuro, esta condición dada por la Ñuke Mapu (Madre Tierra) coloca a nuestro país en el radar de la geopolítica mundial y nos obliga a tener estrategias prospectivistas que se expresen en verdaderas políticas de Estado capaces de transcender y garantizar por encima de todo la paz, el bienestar y el desarrollo de nuestras riquezas con miras de alcanzar nuestros objetivos, un país democrático, abierto al comercio mundial, líder en energías renovables y comprometido a ser neutro en emisiones de carbono para 2050.

Reafirmando esta abundancia de recursos mineros, la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) y el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) reconocen en Chile un potencial geológico interesante de tierras raras concentrado en la Cordillera de la Costa tanto en el norte (yacimientos en roca de tierras raras y uranio III región) como en el sur (yacimientos de arcillas iónicas VIII región) a pesar de los contrastes geológicos. La Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) en conjunto con la Empresa Nacional de Minería (ENAMI) definieron como prospectos Sierra Áspera, Cerro Carmen y Veracruz en la Cordillera de la Costa, III Región, con yacimientos de REE y uranio.

Mas reciente, a pesar de las dificultades, el “Módulo Penco” (anteriormente proyecto Minero El Cabrito), ubicado en la comuna de Penco, Región del Biobío, es el primer Proyecto en Chile que busca entrar en el mercado de las tierras raras. 

El SERNAGEOMIN a través de la Oficina de Depósitos de Relaves de la Subdirección Nacional de Minería en su informe de marzo 2023 “Geoquímica de Depósitos de Relaves de Chile”, indica que de las 2.131 muestras (con resultados) tomadas de 653 depósitos de relaves (764 catastrados) la caracterización geoquímica de las mismas indica la concentración de 56 elementos de los cuales 14 corresponden a tierras raras elementales: Lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yb), y lutecio (Lu).

Según la USGS los elementos REE se encuentran comúnmente juntos en la corteza terrestre porque comparten una carga trivalente (+3) y radios iónicos similares. En la naturaleza, los REE no existen individualmente, como suelen ocurrir con el cobre, sino que se encuentran en los minerales como constituyentes menores o principales.  Según estas características los depósitos que son rentables económicamente se producen principalmente en cuatro entornos geológicos: carbonatitas, sistemas ígneos alcalinos, depósitos de arcilla de absorción iónica y depósitos que contienen monacita xenotima.

De esta forma, las tierras raras son diecisiete elementos y se clasifican en dos grandes grupos: los ligeros o céricos, que son más abundantes, y los pesados o ítricos, que se encuentran en menor concentración en la naturaleza, a excepción del ytrio. Las REE son: lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yb) y lutecio (Lu). Se incluyen los metales escandio (Sc) e itrio (Y). De estos elementos el prometio es radiactivo. 

Pero el verdadero desafío de los REE es su extracción, refinación y sus residuos por ser procesos altamente contaminantes. Sabemos que los elementos de REE son vitales para la innovación tecnológica, la eficiencia energética y el desarrollo sostenible. Sin embargo, detrás de esta importancia, hay una mayor, es la dimensión estratégica de la seguridad y defensa nacional pues estos elementos forman parte de la producción de equipos de última generación para la defensa. En un informe realizado por Congressional Research Service se muestran los sistemas de armas del Departamento de Defensa (DOD) de los Estados Unidos que emplean elementos de tierras raras: guerra electrónica (Dispositivos de interferencia, Cañón de riel electromagnético, Batería de hidruro metálico de Ni etc.) Sistemas de guiado y control (Misil de crucero Tomahawk, Bombas inteligentes, Aviones no tripulados depredadores) Motores Eléctricos (Generador de arranque integrado, Zumwalt DDG 1000, Caza de ataque y más aviones eléctricos, CHPS Combate futuro, Tracción eléctrica) Comunicación (Alarma integrada multipropósito de agentes químicos (MICAD), Transductores de sonar, Radar, Detección de radiación de rayos) Sistemas de puntería y armas (Orientación láser, Láseres basados en aire, Vengador láser (counter-IED´s), Disruptor fotónico, Vehículo FCS con arma láser).

En los últimos 20 años, según el USGS, China controla aproximadamente el 90 por ciento de las tierras raras del mundo, ya sea a través de control territorial o derechos mineros exclusivos en varias partes del mundo. Además, China posee un control total sobre los requisitos regulatorios ambientales o laborales que pueden aumentar considerablemente los costos incurridos en la minería y la fabricación de productos de tierras raras. La censura gubernamental hacia la cobertura periodística sobre temas del medio ambiente y asuntos relacionados con el clima se han incrementado.

Según el propio Departamento del Ejercito de los Estados Unidos, la cadena de suministro militar estadounidense es muy vulnerable a cualquier esfuerzo chino por limitar el acceso a las tierras raras, el ejército estadounidense se enfrenta a una crisis potencial en la base de su cadena de suministro bélico inteligente y tecnológico.

Chile, por donde se mire, líder de la Transición Energética.  

Chile en materia de transición energética es abanderada en América Latina, tiene un ambicioso objetivo de convertir el 70% de su consumo total de energía en energías renovables para 2030 y se ha comprometido a ser neutro en emisiones de carbono para 2050. Somos uno de los países que más está sintiendo los rigores del cambio climático. Las condiciones secas, las altas temperaturas son un detonante para los incendios forestales, las tragedias ocurridas en las ciudades de Valparaíso y Viña del Mar nos recuerda los frágiles que somos ante el cambio climático. Frente a esta vulnerabilidad, somos los principales interesados para redoblar nuestros esfuerzos en la creación de acciones prioritarias para impulsar la transición en todo el ecosistema energético y no estancarnos o conformarnos con lo que hemos alcanzado hasta el momento. Debemos incluir en las discusiones de todas nuestras políticas y estrategias la filosofía prospectivista, esa actitud destinada a anticipar lo mejor posible las evoluciones de nuestra sociedad, partiendo de que nuestro mundo está lleno de “problemas no resueltos” y que más que buscar soluciones y respuestas debemos hacernos las “preguntas correctas” en un mundo cada vez más interdependiente.

En la Reunión Anual del Foro Económico Mundial 2024 uno de los temas fue la “transición energética justa y rentable”, más allá de los compromisos y deseos, el tema central fue la creación de argumentos empresariales a favor de la transición energética. La energía baja en carbono tiene que ser económicamente viable para las empresas y atractiva para los inversores, ya que las naciones sólo pueden liderar la transición salvaguardando su competitividad económica.

Una vez más, la economía, “la administración de la casa” se hace presente para la consecución de un escenario optimista de cero emisiones netas de carbono en todo el mundo y en línea con el objetivo último de limitar el calentamiento global por debajo de 1,5°C. Sin embargo, este escenario sólo será posible si los diferentes países aceleran su transición energética, y para esto, las tecnologías necesarias como los paneles solares, las turbinas eólicas, las baterías de ion-litio y otras tecnologías demandarán más el uso de los minerales críticos en un mercado que como hemos visto cada vez más toma los ribetes de una importancia geopolítica que entraña la seguridad y defensa de los países más poderosos.

Economista Ramón Gerardo Maldonado

Marzo, 2024

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