En muchas zonas costeras es habitual encontrar montículos que contienen caparazones calcáreos de ostras y mejillones desechados. Son los restos de una industria global de productos marinos que genera millones de toneladas de residuos cada año. Al mismo tiempo, lejos del litoral, ocultos en formaciones rocosas, se encuentra otro recurso muy diferente: las tierras raras. Estos metales son cada vez más demandados por la industria, dado que resultan esenciales para tecnologías como las turbinas eólicas, los vehículos eléctricos y la mayoría de los dispositivos electrónicos de uso cotidiano. Así comienza este artículo, publicado en The Conversation y original de grupo de investigación ha descubierto una conexión interesante entre estos residuos marinos y las tierras raras. Han observado que las conchas calcáreas marinas –especialmente las de ostra– pueden capturar tierras raras disueltas en el agua. De este modo, pasan de ser un desecho para convertirse en una herramienta potencial para limpiar la contaminación asociada a la transición energética.
Los japoneses suelen describir las tierras raras como “las vitaminas de la industria moderna”: al igual que ocurre con las vitaminas en el cuerpo humano, son esenciales, pero se necesitan en cantidades muy pequeñas. Sin embargo, la extracción y el procesamiento de los minerales que contienen tierras raras generan aguas residuales muy contaminantes y además liberan estos elementos químicos al medio ambiente. 
En los laboratorios del Trinity College Dublin el autor y su grupo han investigado si las conchas y caparazones calcáreos podrían ayudar a abordar este problema. Lo primero que hicieron fue obtener conchas de ostras, mejillones y berberechos de playas irlandesas. Después, las limpiaron para eliminar materia orgánica y las trituraron hasta obtener pequeños fragmentos. Una vez hecho eso, mezclaron los fragmentos con agua que contenía tierras raras –concretamente, lantano, neodimio y disprosio– con concentraciones similares a las observadas en casos de contaminación industrial severa. Lo que ocurrió a continuación no es observable a simple vista, pero sí empleando microscopios… y fue sorprendente. En la superficie de cada fragmento del caparazón calcáreo comenzó una reacción química: el carbonato cálcico que forma esta estructura comenzó a disolverse y fue progresivamente reemplazado por nuevos minerales que contenían tierras raras. Pasados unos días, se había formado una capa muy fina, como una especie de “piel” mineral que recubría el fragmento.
Empleando microscopía electrónica de alta resolución, pudieron observar este proceso con todo detalle. Al principio se observaban pequeños cristales, parecidos a agujas, que después crecían y se unían formando una costra continua. En algunos casos, esta costra –similar a una armadura– acababa interrumpiendo la reacción química y deteniendo todo el proceso.
Sin embargo, no todos los experimentos dieron los mismos resultados. Los caparazones calcáreos de ostra están formados por capas muy finas y poros que permiten que el agua y los elementos químicos disueltos circulen con mayor facilidad por su interior. Esto permitió que la reacción no se limitase a su superficie, sino que continuase hacia su interior, hasta reemplazar completamente la estructura.
Los resultados fueron muy prometedores: en condiciones adecuadas, 1 gramo de concha calcárea de ostra llegó a capturar aproximadamente 1.5 gramos de tierras raras presentes en el agua. En lugar de adsorberse en su superficie, estos elementos pasaron a formar parte de un nuevo mineral, un carbonato de tierras raras muy estable.
Muchos materiales utilizados en el tratamiento y descontaminación de aguas se basan en la adsorción, un proceso fisicoquímico mediante el cual los contaminantes se adhieren directamente a una superficie. Sin embargo, en los experimentos de este grupo de investigación lo que sucede es una transformación mineral, en la que las tierras raras se incorporan a los nuevos cristales sólidos, impidiendo que estos elementos vuelvan a liberarse al medio ambiente. 
Una vez capturadas las tierras raras, estas podrían procesarse posteriormente para recuperarlas y reutilizarlas. Al estar concentrados en un sólido, sería posible aplicar métodos químicos de extracción bien establecidos para reciclarlos. De esta forma, los caparazones calcáreos desechados podrían servir no sólo para limpiar la contaminación, sino también para recuperar recursos valiosos que de otro modo se perderían.
Ussher Associate Professor in Nanomineralogy en el Trinity College de Dublin.
