Transforman de forma natural los elementos de tierras raras disueltos en nuevos minerales sólidos
Una nueva investigación realizada por un equipo del Trinity College de Dublín ha descubierto una opción económica y ecológica para eliminar los contaminantes del agua. ¿La clave? Las conchas de ostra que, de otro modo, acabarían en vertederos tras su consumo.
La investigación demuestra que las conchas marinas desechadas —especialmente las de las ostras— pueden capturar y eliminar elementos de tierras raras del agua contaminada. Y lo que es más, lo hacen de forma totalmente natural, transformándose en cristales minerales estables.
¿Qué son los elementos de tierras raras y por qué representan un problema cada vez mayor?
Los elementos de tierras raras son componentes esenciales de las tecnologías modernas, desde turbinas eólicas y vehículos eléctricos hasta teléfonos inteligentes, pero su extracción y procesamiento generan riesgos ambientales cuando estos metales se filtran a los sistemas hídricos.
Además, se encuentran en el centro de crecientes tensiones geopolíticas, ya que la oferta mundial está muy concentrada en unos pocos países y sigue aumentando la demanda de estos materiales estratégicos.
Si se liberan en ríos o lagos, los elementos de tierras raras pueden acumularse en los ecosistemas acuáticos y alterar los microorganismos, las plantas y los animales. Por lo tanto, encontrar métodos sencillos y sostenibles para eliminar del agua los elementos de tierras raras es un desafío ambiental cada vez más urgente.
Imagen: Fotografías ópticas de las conchas marinas antes (ac) y después (df) de triturarlas a 1–2 mm: a) y d) Berberecho; b) y e) Ostra; c) y f) Mejillón. Crédito: Science of The Total Environment (2026). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2026.181698
¿Qué han descubierto los investigadores?
En experimentos de laboratorio, el equipo expuso conchas trituradas (de mejillones, berberechos y ostras) a soluciones que contenían elementos de tierras raras. Descubrieron que las conchas desencadenan una reacción química que disuelve los minerales presentes en ellas y los reemplaza por nuevos minerales que contienen dichos elementos.
En efecto, las conchas actúan como una "plantilla" que convierte los metales disueltos en cristales minerales sólidos que permanecen atrapados dentro del material de la concha.
Entre los materiales analizados, las conchas de ostra obtuvieron resultados especialmente buenos. Su microestructura natural permite que la reacción química se extienda a mayor profundidad, capturando una cantidad significativamente mayor de elementos de tierras raras que otras conchas.
Los resultados sugieren que los residuos de conchas podrían utilizarse como un material económico y ecológico para el tratamiento de aguas contaminadas, e incluso para la recuperación de metales valiosos de residuos industriales.
Imagen: El proceso en acción sobre una concha de ostra. Crédito: Trinity College Dublin
¿Cuál es el impacto de este trabajo?
"Entre los aspectos más fascinantes del descubrimiento se encuentra el hecho de que cantidades relativamente pequeñas de restos de conchas podrían eliminar cantidades sustanciales de metales de tierras raras del agua contaminada, lo que significa que se podría generar un impacto real y tangible con tan solo unos pocos kilogramos de conchas de ostra", dijo el Dr. Rémi Rateau, de la Facultad de Ciencias Naturales de Trinity, primer autor del estudio.
"Cada año, la industria acuícola mundial genera millones de toneladas de residuos de conchas, gran parte de los cuales se desechan o se envían a vertederos, por lo que reutilizar estos residuos podría ofrecer tanto una herramienta de limpieza ambiental como una vía de reciclaje sostenible".
El Dr. Juan Diego Rodríguez-Blanco, de la Facultad de Ciencias Naturales de Trinity e investigador principal del proyecto, añadió: "Lo que hace que este descubrimiento sea particularmente prometedor es que el proceso está totalmente impulsado por minerales: las conchas transforman de forma natural los elementos de tierras raras disueltos en nuevos minerales sólidos, por lo que no se trata de un proceso difícil de impulsar, ni que requiera una gran inversión financiera o equipamiento técnico".
"Al comprender cómo funcionan estas reacciones, podemos empezar a diseñar estrategias de bajo coste y respetuosas con el medio ambiente para eliminar metales críticos de las aguas contaminadas, al tiempo que damos un nuevo valor a un importante subproducto de desecho".
Un análisis más profundo de la ciencia
Al interactuar con soluciones ricas en tierras raras, se disuelven los minerales de carbonato de calcio presentes en las conchas y cristalizan en su lugar nuevos minerales de carbonato de tierras raras. La transformación sigue una secuencia de fases minerales: carbonato de calcio → lantanita → kozoíta → hidroxilbastnäsita, siendo la kozoíta el producto más común en las condiciones experimentales probadas.
Imagen: Captura sostenible de tierras raras mediante carbonatos de conchas marinas: Rutas mineralógicas y comportamiento comparativo de absorción de conchas de mejillones, berberechos y ostras. Crédito: Science of The Total Environment (2026). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2026.181698
Durante la reacción, se forma una costra de cristales de carbonato de tierras raras sobre los granos de la concha. En las conchas de mejillones y berberechos, esta costra se vuelve rápidamente impermeable, lo que limita la reacción posterior y deja intacta más de la mitad de la concha original.
En cambio, la microestructura porosa de las conchas de ostra permite que la reacción se produzca a lo largo de todo el grano, posibilitando la sustitución casi completa del carbonato de calcio original.
Como resultado, las conchas de ostra mostraron el mejor rendimiento, logrando una absorción de tierras raras de hasta aproximadamente 1,5 gramos de metales de tierras raras capturados por gramo de concha de ostra.
Dicho de otro modo, una cantidad relativamente pequeña de restos de conchas podría eliminar cantidades sustanciales de metales de tierras raras del agua contaminada; en términos prácticos, unos pocos kilogramos de restos de conchas podrían capturar potencialmente kilogramos de elementos de tierras raras disueltos en aguas contaminadas ricas en tierras raras.
El Dr. Rodríguez-Blanco afirmó: "El trabajo también reveló que diferentes elementos de tierras raras se incorporan a los cristales en diferentes etapas de crecimiento, lo que sugiere que dichos procesos podrían utilizarse en el futuro para tecnologías de separación de tierras raras respetuosas con el medio ambiente".
La investigación ha sido publicada recientemente en la revista Science of the Total Environment: Sustainable rare earth capture using seashell carbonates: Mineralogical pathways and comparative uptake behaviour of mussel, cockle, and oyster shells
