Producción mundial anual
Óxido de escandio
El secreto de las aleaciones ligeras y soldables
¿Qué es el óxido de escandio?
En su forma básica, el óxido de escandio es un metal ligero, blando y de color blanco plateado. Se obtiene principalmente como subproducto del procesamiento de minerales que contienen uranio u otras tierras raras. El óxido de escandio se usa allá donde se necesitan aleaciones especialmente duras y, al mismo tiempo, muy ligeras. Estas se usan en la fabricación de coches y bicicletas ligeros, así como en la aviación. Una aleación de aluminio y óxido de escandio «aligera» los aviones entre un 15 y un 20 por ciento en comparación con los modelos habituales del mercado. En la industria automovilística china, las aleaciones de aluminio y escandio se están convirtiendo cada vez más en la norma. Europa sigue mostrándose reticente a invertir demasiado en el óxido de escandio, ya que esta tierra rara solo se puede obtener de unos pocos países de origen. A largo plazo, la industria automovilística europea —y, por tanto, también la alemana— no podrá prescindir de este metal ligero si quiere seguirle el ritmo a China.
Cualquiera al que le guste ir a los estadios de fútbol ya conoce otro efecto del óxido de escandio: su capacidad para brillar (bajo los focos). Y por último, pero no por ello menos importante, el escandio también contribuye a cuidar el medio ambiente.
- Las pilas de combustible de óxido sólido que contienen este elemento de tierras raras reducen la huella de CO₂ del suministro eléctrico.
Principales aplicaciones
- Sistemas de proyectores
- Aleaciones ligeras para aviones, el sector aeroespacial y los coches
- Pilas de combustible de óxido sólido
- Herramientas de corte por láser
- Almacenamiento magnético de datos
- Pantallas de ordenador y de televisión
- Pilas de combustible de óxido sólido
- Electrolizadores para hidrógeno verde
- Superconductores de alta temperatura
Datos sobre el óxido de escandio
Volumen de producción mundial anual
Las energías renovables podrían hacer que la demanda suba hasta las 72 toneladas para 2040
El óxido de escandio es indispensable para que la transición energética sea un éxito, ya que es necesario para la electrólisis del hidrógeno verde. Al igual que el platino, se usa en los electrolizadores y, por eso, es un mineral clave esencial en la producción de hidrógeno. El óxido de escandio también se usa en pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y ofrece una mejor conductividad y temperaturas de funcionamiento más bajas en la electrólisis de óxido sólido (SOEL).
La empresa Bosch tiene previsto empezar la producción en serie de pilas de combustible de óxido sólido a partir de 2024. En varios proyectos piloto, la empresa ya ha conseguido reducir significativamente sus emisiones de CO₂. En Salzgitter, la empresa está avanzando a pasos agigantados en un proyecto para probar un suministro energético descentralizado y respetuoso con el medio ambiente mediante pilas de combustible de óxido sólido. Los elementos combustibles pueden funcionar con gas natural, biometano y, en el futuro, con hidrógeno verde. De esta forma, producen electricidad y calor de manera ecológica, con un rendimiento eléctrico del 60 % y un rendimiento total del 85 % si se tiene en cuenta el calor generado. El rendimiento es una medida de la eficiencia y representa la relación entre la energía eléctrica y térmica generada y la energía del combustible utilizado.
La producción mundial de escandio oscila entre las 20 y las 30 toneladas al año. Sin embargo, debido a la enorme expansión de las energías renovables, se prevé para el año 2040 un déficit de suministro de aproximadamente el 740 % de la producción anual de 2018. Las estimaciones más conservadoras sobre la demanda de óxido de escandio para la energía verde en 2040 oscilan entre 34 y 72 toneladas si se utilizan tanto el óxido de escandio como el itrio. El escenario de «statu quo» llevaría a una producción anual de 38 toneladas en 2030 si el aumento anual sigue al ritmo actual.
Minería y extracción
Los principales lugares de origen actuales son China, Ucrania y Rusia. También hay enormes costras de hierro y manganeso en el lecho marino del Océano Ártico que contienen óxido de escandio, una fuente potencial para el futuro. Sin embargo, el mercado del escandio sigue siendo, por ahora, demasiado pequeño como para extraer esos nódulos de manganeso que se encuentran a profundidades de entre 1.600 y 3.000 metros. Esta tierra rara se encuentra en pequeñas cantidades en hasta 800 minerales. La mayor parte se obtiene durante la extracción de la torthveitita, pero también de la euxenita, la gadolinita, la ixiolita de escandio, la bazzita y la kolbeckita. El escandio también se produce a menudo como subproducto de la extracción de uranio, por ejemplo, en Kazajistán, Rusia y Ucrania. En Rusia, se extrae de la apatita y, al igual que en los proyectos mineros de Rio Tinto en Australia, también durante la producción de aluminio a partir del lodo rojo que se genera en la extracción de bauxita. En Filipinas, el óxido de escandio también se extrae junto con el níquel. Sin embargo, la mayor parte del óxido de escandio viene de China.
Mercados en crecimiento
- Sistemas de proyectores
- Aleaciones de aluminio y escandio para aviones, coches y bicicletas ligeros
- Células de combustible de óxido sólido (SOFC)
- Electrolizadores para hidrógeno verde
- Láseres
- Almacenamiento magnético de datos (por ejemplo, discos duros)
- Pantallas de ordenador y de televisión
- Aditivos en los catalizadores
Dato curioso:
Un equipo internacional de investigación ha logrado sentar las bases para una nueva generación de relojes atómicos que utilizan óxido de escandio. En lugar de usar la resonancia de átomos de cesio o estroncio irradiados con microondas como reloj, los investigadores se basan en la resonancia de los núcleos atómicos del óxido de escandio. Hasta ahora, los relojes atómicos tenían una precisión de un segundo cada 15 000 millones de años, lo que los convertía en los instrumentos de medición del tiempo más precisos del mundo. Sin embargo, los nuevos relojes de escandio suponen otro gran salto: tienen una precisión de un segundo cada 300 000 millones de años. Así que ya no hay excusa para los famosos rezagados.
