En los Apalaches, el agua de color óxido se filtra desde las minas de carbón abandonadas, tiñendo las rocas de color naranja y cubriendo los lechos de los arroyos con metales. Estas descargas ácidas, conocidas como drenaje ácido de mina, se encuentran entre los problemas ambientales más persistentes de la región. Perturban la vida acuática, corroen las tuberías y pueden contaminar el agua potable durante décadas.
Sin embargo, ocultos en ese drenaje naranja se encuentran metales valiosos conocidos como elementos de tierras raras que son vitales para muchas de las tecnologías de las que depende Estados Unidos, incluidos los teléfonos inteligentes, las turbinas eólicas y los aviones militares. De hecho, los estudios han encontrado que las concentraciones de tierras raras en los relaves ácidos de las minas pueden ser comparables a la cantidad en los minerales extraídos para la extracción de tierras raras.
Los científicos estiman que más de 22.000 kilómetros de arroyos estadounidenses, principalmente en Pensilvania y Virginia Occidental, están contaminados por descargas ácidas de minas.
Una mirada más cercana a la deshidratación ácida de minas abandonadas en Pensilvania. Comisión de Pesca y Embarcaciones de Pensilvania.
Nosotros y nuestros colegas de la Universidad de West Virginia estamos trabajando en formas de convertir los desechos ácidos de esos arroyos de color naranja brillante en una fuente doméstica confiable de tierras raras, mientras limpiamos el agua al mismo tiempo.
Los experimentos muestran que la extracción puede funcionar. Si los estados también pueden decidir a quién pertenecen los desechos mineros, los costos ambientales de la minería podrían ayudar a impulsar un futuro de energía limpia.
Pocos países enfrentan riesgos en la cadena de suministro
Las tierras raras son un grupo de 17 metales, también clasificados como minerales críticos, que se consideran vitales para la economía o la seguridad de una nación.
A pesar de su nombre, las tierras raras no son tan raras. Se encuentran en muchos lugares del planeta, pero en pequeñas cantidades mezclados con otros minerales, lo que los hace costosos y complejos de separar y purificar.
La mina e instalación de procesamiento de tierras raras Mountain Pass de MP Materials, en California, cerca de la frontera con Nevada, es una de las pocas minas de tierras raras en EE. UU. Tmi350/Wikimedia Commons, CC BI-SA
China controla alrededor del 70% de la producción mundial de tierras raras y casi toda la capacidad de procesamiento. Este cuasimonopolio otorga al gobierno chino el poder de influir en los precios, la política de exportación y el acceso a elementos de tierras raras. China utilizó este poder en disputas comerciales recién en 2025.
Estados Unidos, que actualmente importa alrededor del 80% de las tierras raras que utiliza, considera que el control chino sobre estos minerales críticos es un riesgo y ha convertido la localización de fuentes nacionales en una prioridad nacional.
El Servicio Geológico de EE. UU. ha mapeado ubicaciones para posibles minas de tierras raras, que se muestran en rosa. Pero se necesitan años para explorar un sitio y luego iniciar una mina. USGS
Aunque el Servicio Geológico de Estados Unidos ha mapeado sitios potenciales para la extracción de elementos de tierras raras, la transición de la exploración a la producción lleva años. Esta es la razón por la que las fuentes no convencionales, como la extracción de elementos de tierras raras de los desechos ácidos de las minas, están atrayendo interés.
Convertir el problema de los residuos mineros en una solución
El drenaje ácido de mina ocurre cuando minerales de sulfuro, como la pirita, quedan expuestos al aire durante la minería. Esto crea ácido sulfúrico, que luego disuelve metales pesados como cobre, plomo y mercurio de las rocas circundantes. Los metales terminan en aguas subterráneas y arroyos, donde la mezcla de hierro le da al agua un color naranja.
Los costosos sistemas de tratamiento pueden neutralizar el ácido, depositando los metales disueltos en un lodo anaranjado en los estanques de tratamiento.
Durante décadas, esos lodos fueron tratados como desechos peligrosos y llevados a los vertederos. Pero los científicos de la Universidad de West Virginia y del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética descubrieron que contenía concentraciones de elementos de tierras raras comparables a las que se encuentran en los minerales extraídos. Estos elementos también son más fáciles de extraer de los desechos ácidos de las minas porque el agua ácida ya los ha liberado de las rocas circundantes.
El drenaje ácido de la mina fluye hacia Deckers Creek en Morgantown, Virginia Occidental, en 2024. Helene Nguemgaing
Los experimentos mostraron cómo se podían extraer los metales: los investigadores recogieron el lodo, separaron las tierras raras utilizando productos químicos seguros para el agua y luego devolvieron el agua más limpia a los arroyos cercanos.
Es como minar sin excavar, convirtiendo algo dañino en un recurso útil. Si se amplía, este proceso podría reducir los costos de limpieza, crear empleos locales y fortalecer el suministro estadounidense de materiales necesarios para la energía renovable y la fabricación de alta tecnología.
Pero surge un problema: ¿a quién pertenecen los minerales encontrados?
La cuestión de la propiedad
La legislación minera tradicional cubre los minerales subterráneos, no los extraídos del agua que drena naturalmente de las minas abandonadas.
Los grupos de cuencas sin fines de lucro que tratan los desechos mineros para la limpieza del agua a menudo reciben fondos públicos destinados únicamente a la limpieza ambiental. Si estos grupos comienzan a vender tierras raras recuperadas, podrían generar ingresos para más proyectos de limpieza de arroyos, pero también podrían correr el riesgo de violar los términos de las subvenciones o las reglas de las organizaciones sin fines de lucro.
Para comprender mejor los desafíos políticos, encuestamos a operadores de tratamiento de agua de minas en Pensilvania y Virginia Occidental. La mayoría de los sistemas de tratamiento estaban sujetos a contratos con propietarios de tierras en los que los operadores no tenían derechos de propiedad permanentes. La mayoría de los operadores dijeron que la "incertidumbre sobre la propiedad" es una de las mayores barreras para invertir en la recuperación de tierras raras, proyectos que pueden costar millones de dólares.
No es de extrañar que los operadores de tratamiento de agua propietarios de los terrenos donde se realizaba el tratamiento estuvieran mucho más interesados en la extracción de elementos de tierras raras.
Mapa de ubicaciones de drenaje ácido de minas en Virginia Occidental. Creado por Helene Nguemgaing, basado en datos del Departamento de Protección Ambiental de Virginia Occidental, la Oficina de Coordinación SIG de Virginia Occidental y el Servicio Geológico de EE. UU.
En 2022, Virginia Occidental tomó medidas para fomentar la recuperación, la innovación y la limpieza del drenaje ácido de minas de tierras raras. La nueva ley otorga la propiedad de las tierras raras encontradas a quien las extraiga. Hasta ahora, la ley no se ha aplicado a grandes proyectos.
En general, la Ley del Buen Samaritano Ambiental de Pensilvania protege de la responsabilidad a los voluntarios que tratan el agua de las minas, pero no dice nada sobre la propiedad.
Mapa de ubicaciones de drenaje ácido de minas en Pensilvania. Creado por Helene Nguemgaing, basado en datos de Pennsylvania Spatial Data Access
Esta diferencia es importante. Reglas claras como las de Virginia Occidental brindan mayor certeza, mientras que la falta de orientación en Pensilvania puede hacer que las empresas y las organizaciones sin fines de lucro duden a la hora de emprender costosos proyectos de recuperación. Entre los operadores de tratamiento que encuestamos, el interés en la extracción de tierras raras fue dos veces mayor en Virginia Occidental que en Pensilvania.
Economía de residuos para la valoración
La recuperación de elementos de tierras raras del agua de mina no reemplazará a la minería convencional. Las cantidades disponibles en los sitios de deshidratación son mucho menores que las producidas por las grandes minas, aunque la concentración puede ser igual de alta y la tecnología para extraerlos de los relaves mineros aún se está desarrollando.
Sin embargo, el uso de desechos mineros ofrece una forma prometedora de complementar el suministro nacional de elementos de tierras raras y ayudar a compensar los costos ambientales mientras se limpian los arroyos contaminados.
Los primeros estudios sugieren que la recuperación de elementos de tierras raras utilizando tecnologías que se están desarrollando hoy en día podría ser rentable, especialmente cuando los proyectos también recuperan materiales críticos adicionales, como el cobalto y el manganeso, utilizados en procesos industriales y baterías. Los métodos de extracción también están mejorando, haciendo que el proceso sea más seguro, limpio y económico.
Los incentivos gubernamentales, la financiación de la investigación y las asociaciones público-privadas podrían acelerar este progreso, del mismo modo que los subsidios apoyan la extracción de combustibles fósiles y han ayudado a que la energía solar y eólica aumente el suministro de electricidad.
Tratar el drenaje ácido de las minas y extraer sus valiosos elementos de tierras raras ofrece una manera de transformar la contaminación en prosperidad. La creación de políticas que aclaren la propiedad, inviertan en investigación y apoyen la recuperación responsable podría garantizar que las comunidades de los Apalaches se beneficien de este nuevo capítulo, en el que la limpieza y la energía limpia prosperan juntas.
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