{"id":187788,"date":"2026-10-09T17:05:59","date_gmt":"2026-10-09T23:05:59","guid":{"rendered":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/?post_type=divulgacion-ciencia&p=187788"},"modified":"2026-10-09T17:06:18","modified_gmt":"2026-10-09T23:06:18","slug":"perovskitas-y-tierras-raras","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/perovskitas-y-tierras-raras\/","title":{"rendered":"Tierras raras y perovskitas: una combinaci\u00f3n de materiales para descontaminar el agua"},"content":{"rendered":"\n

Por Iv\u00e1n Balderas Le\u00f3n<\/a><\/p>\n\n\n\n

Si alguien dijera que algunos de los materiales m\u00e1s prometedores para combatir la contaminaci\u00f3n del agua contienen elementos utilizados en veh\u00edculos el\u00e9ctricos, sat\u00e9lites, tel\u00e9fonos inteligentes e incluso equipos militares, probablemente te costar\u00eda creerlo.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Esa es precisamente la historia de las perovskitas basadas en tierras raras<\/strong>, una nueva generaci\u00f3n de materiales que est\u00e1 captando la atenci\u00f3n de cient\u00edficos de todo el mundo. Aunque pocas personas fuera del \u00e1mbito cient\u00edfico han o\u00eddo hablar de ellas, podr\u00edan desempe\u00f1ar un papel clave para enfrentar algunos de los mayores desaf\u00edos tecnol\u00f3gicos y ambientales del siglo XXI [1].<\/p>\n\n\n\n

Parad\u00f3jicamente, las llamadas tierras raras<\/strong> no son tan raras. El nombre surgi\u00f3 en el siglo XVIII, cuando estos elementos se encontraban mezclados entre s\u00ed y resultaban extremadamente dif\u00edciles de separar. <\/p>\n\n\n\n

En realidad, constituyen un grupo de 17 elementos qu\u00edmicos<\/strong>, integrado por los 15 lant\u00e1nidos, adem\u00e1s del escandio (Sc) y el itrio (Y). Entre los m\u00e1s conocidos destacan el lantano (La), cerio (Ce), neodimio (Nd), samario (Sm), europio (Eu) y gadolinio (Gd), considerados hoy materias primas<\/strong> cr\u00edticas para la transici\u00f3n energ\u00e9tica y la revoluci\u00f3n digital.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Perovskitas: \u00bfqu\u00e9 son<\/strong>?<\/h2>\n\n\n\n

Una perovskita es una familia de materiales<\/strong> que comparten la misma estructura cristalina<\/strong>, formada por \u00e1tomos o iones dispuestos de manera particular. Esa estructura puede admitir diferentes elementos qu\u00edmicos, lo que permite modificar las propiedades del material.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Cuando se incorporan elementos del grupo de las tierras raras, como lantano, cerio, europio o neodimio, se obtienen perovskitas a base de tierras raras<\/strong>, cuyas propiedades \u00f3pticas, electr\u00f3nicas, magn\u00e9ticas o catal\u00edticas pueden ser diferentes de las de otras perovskitas.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Cuando una perovskita a base de tierras raras absorbe la energ\u00eda de la luz solar<\/strong>, algunos de sus electrones se ponen en movimiento y desencadenan una serie de reacciones en la superficie del material.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Como consecuencia, se forman especies altamente reactivas<\/strong>, como los radicales hidroxilo (\u2022<\/sup>OH) y los radicales super\u00f3xido (O2<\/sub>\u2022\u207b<\/sup>), que atacan y <\/strong>degradan colorantes industriales<\/strong>, pesticidas<\/strong>, residuos farmac\u00e9uticos<\/strong> y otros contaminantes org\u00e1nicos, hasta transformarlos parcial o completamente en di\u00f3xido de carbono, agua y otras sustancias de menor impacto ambiental [2].<\/p>\n\n\n\n

La eficiencia de este proceso depende en gran medida de la composici\u00f3n de la perovskita. La incorporaci\u00f3n de tierras raras puede modificar la estructura electr\u00f3nica del cristal, mejorar la absorci\u00f3n de la luz y favorecer la separaci\u00f3n de las cargas el\u00e9ctricas, reduciendo las p\u00e9rdidas de energ\u00eda y aumentando la actividad fotocatal\u00edtica.<\/p>\n\n\n\n

Este proceso, conocido como fotocat\u00e1lisis<\/strong>, convierte la luz solar en una herramienta para eliminar contaminantes del agua de forma m\u00e1s sostenible, reduciendo el uso de reactivos qu\u00edmicos y el consumo de energ\u00eda frente a muchos tratamientos convencionales.<\/p>\n\n\n\n

Perovskitas y tierras raras <\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Las perovskitas son una familia de compuestos que comparten una arquitectura cristalina representada, de forma general, por la f\u00f3rmula ABX\u2083<\/strong>. Aunque parece una estructura sencilla, es una de las m\u00e1s vers\u00e1tiles de la ciencia de materiales<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

En esta estructura cristalina, cada sitio tiene una funci\u00f3n: el sitio A<\/strong> suele estar ocupado por cationes grandes; el sitio B<\/strong>, por un metal de transici\u00f3n o un lant\u00e1nido; y el sitio X<\/strong>, por ox\u00edgeno. Una de las principales ventajas de esta arquitectura es que algunos de sus elementos pueden sustituirse por otros sin comprometer la estabilidad del cristal.<\/p>\n\n\n\n

Estos cambios pueden parecer peque\u00f1os, pero modifican de manera importante las propiedades del material: desde la forma en que absorbe y emite luz hasta su capacidad para conducir electricidad, responder a campos magn\u00e9ticos o participar en reacciones qu\u00edmicas. En otras palabras, la estructura de las perovskitas ofrece un amplio margen para dise\u00f1ar materiales<\/strong> con propiedades espec\u00edficas.<\/p>\n\n\n\n

Esta versatilidad aumenta cuando se incorporan tierras raras<\/strong> que, al integrarse en la estructura de una perovskita, pueden cambiar la manera en que el material interact\u00faa con la luz, transporta cargas el\u00e9ctricas<\/strong> y participa en reacciones qu\u00edmicas.<\/p>\n\n\n\n

Por esta combinaci\u00f3n de caracter\u00edsticas<\/strong>, las perovskitas que incorporan tierras raras se investigan como una plataforma para desarrollar materiales destinados a aplicaciones como la producci\u00f3n de energ\u00eda limpia<\/strong>, la electr\u00f3nica avanzada<\/strong> y la descontaminaci\u00f3n ambiental<\/strong> [3].<\/p>\n\n\n\n

Hoy sabemos que las tierras raras \u2014que parad\u00f3jicamente no son tan raras\u2014 est\u00e1n distribuidas en distintas regiones del planeta, pero extraerlas, separarlas y obtenerlas con la pureza necesaria sigue siendo un proceso complejo y costoso [4]. <\/p>\n\n\n\n

Cristales que reciben luz<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Aunque la fotocat\u00e1lisis<\/strong> constituye una de las aplicaciones m\u00e1s prometedoras, estas perovskitas tambi\u00e9n se investigan para su incorporaci\u00f3n en celdas solares de nueva generaci\u00f3n<\/strong>, sensores qu\u00edmicos ultrasensibles, dispositivos emisores de luz, detectores de radiaci\u00f3n, memorias \u00f3pticas, computaci\u00f3n fot\u00f3nica, producci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde y sistemas avanzados para la captura y transformaci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n\n\n\n

El desarrollo de nuevos materiales<\/strong> suele pasar desapercibido porque ocurre dentro de laboratorios. Sin embargo, muchas de las tecnolog\u00edas que hoy forman parte de la vida cotidiana surgieron precisamente de investigaciones como estas que buscan una fuente de energ\u00eda in\u00e9dita, quiz\u00e1 con un cristal dise\u00f1ado \u00e1tomo por \u00e1tomo<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Referencia principal<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

L\u00f3pez \u00c1lvarez, M. \u00c1., Chavar\u00edn Salazar, D. I., Balderas Leon, I., & Cabrera Chavarria, J. de J. (2026). Rare-earth\u2013based perovskite photocatalytic oxides: Fundamentals, properties and applications. <\/a>IntechOpen. <\/p>\n\n\n\n

Otras referencias<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
    \n
  1. Jiang, Q., & Zhu, K. (2024). Rapid advances enabling high-performance inverted perovskite solar cells.<\/a> Nature Reviews Materials, 9<\/em>, 399\u2013419. <\/li>\n\n\n\n
  2. Rao, Z., Zhao, X., & Gong, X. (2024). Rare-earth-based lead-free halide double perovskites for light emission: Recent advances and applications<\/a>. Advanced Functional Materials, 34<\/em>, 2406424. <\/li>\n\n\n\n
  3. Muhammad Humayun, Zhishan Li, Muhammad Israr, Abbas Khan, Wei Luo, Chundong Wang, and Zongping Shao. (2025). Perovskite Type ABO3<\/sub> Oxides in Photocatalysis, Electrocatalysis, and Solid Oxide Fuel Cells: State of the Art and Future Prospects<\/a>. Chemical Reviews<\/em> 125<\/em> (6), 3165-3241. 10.1021\/acs.chemrev.4c00553<\/li>\n\n\n\n
  4. IEA (2025), Rare earth elements 2025, IEA, Paris. Rare earth elements 2025<\/a>, Licence: CC BY 4.0<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Autor<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

    Iv\u00e1n Balderas-Le\u00f3n. <\/strong>Es profesor de la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias<\/a> del Tec de Monterrey, en donde ha impartido la materia de Biofarmac\u00e9utica. Es doctor en Biotecnolog\u00eda por el Tec de Monterrey y posdoctorante de la Universidad de Guadalajara. Ha realizado proyectos de investigaci\u00f3n cient\u00edfica para la industria farmac\u00e9utica. Actualmente sus \u00e1reas de investigaci\u00f3n se desarrollan en el campo de la nanotecnolog\u00eda y la nutrac\u00e9utica. Tambi\u00e9n es colaborador de art\u00edculos de divulgaci\u00f3n cient\u00edfica en TecScience.<\/a><\/p>\n\n\n\n

    <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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