Se non puoi fare a meno del tuo smartphone, della tua auto elettrica, del tuo ventilatore o di qualsiasi altra “diavoleria” tecnologica, sappi che le terre rare sono strettamente legate a questi dispositivi. Sono alla base di migliaia di tecnologie hi-tech, ma la loro estrazione comporta seri problemi ecologici. Cosa sono dunque le terre rare, chi ne detiene il controllo e perché sono così cruciali per la nostra vita e per la geopolitica mondiale? Vediamolo insieme.
Cosa sono le terre rare?
Le terre rare sono 17 elementi con nomi veramente complicati: lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio, lutenzio, scandio, ittrio.
Nonostante l’appellativo “rare” e i nomi difficili da pronunciare per molti di noi, queste sostanze non sono necessariamente rare come suggerisce la parola; in realtà, la vera difficoltà sta nell’estrarle e raffinarle in modo economico e soprattutto sostenibile.
Da dove vengono le terre rare e chi detiene le riserve?
Tra i maggiori produttori ci sono: Cina, Australia, Stati Uniti, Myanmar, Russia, India e Thailandia. Che di fatto detengono la quasi totalità del mercato.
Per quanto riguarda le riserve
Il Giappone ha scoperto enormi riserve nei fondali oceanici, in particolare vicino all’isola di Minamitori (Minamitorishima), situata a circa 1.850 chilometri a sud-est di Tokyo. Queste riserve sottomarine sono particolarmente ricche di elementi come neodimio, disprosio, ittrio ed europio, fondamentali per molte tecnologie avanzate. Ma c’è un costo rilevante. L’estrazione di queste risorse presenta sfide tecnologiche e ambientali considerevoli. Le operazioni minerarie sottomarine sono complesse e potrebbero avere un impatto sugli ecosistemi marini drammatico.
Paesi africani come Sudafrica, Burundi, Mozambico e Tanzania sono i “fortunati” possessori di riserve di terre rare, ma con l’eccezione del Burundi, le estrazioni sono ancora progetti in fase iniziale. Alcuni influenti paesi a livello mondiale hanno già acquistato licenze di estrazione.
Anche paesi come Canada, Groenlandia, Norvegia, Svezia, Turchia e Vietnam hanno riserve, come pure la Mongolia e il Kazakistan. Il Vietnam, ad esempio, ha significative risorse di europio, utilizzato per produrre fosfori per LED, schermi TV e illuminazione fluorescente, mentre il Kazakistan possiede grandi riserve di scandio, utilizzato nella produzione di leghe per il settore aerospaziale.
Dopo questo lungo elenco di riserve di questi elementi in tutto il mondo, ora potrebbero sembrare più comuni. Ma non è così.
L’estrazione e la produzione di terre rare
Possedere risorse di terre rare e avere la capacità di estrarle efficacemente sono due aspetti diversi. Mentre molti paesi hanno riserve di terre rare, solo pochi sono in grado di sviluppare le infrastrutture e le tecnologie necessarie per l’estrazione e la lavorazione. Non solo perché questo richiede un investimento economico significativo in infrastrutture minerarie e competenze tecniche specializzate, ma anche perché ci sono contrappesi negativi legati all’ambiente.
La Cina, che è il maggiore produttore di terre rare nel mondo con oltre il 60% del mercato, è riuscita a sviluppare una filiera completa per l’estrazione e la lavorazione delle terre rare, mentre molti altri paesi sono ancora nelle fasi di esplorazione o sviluppo e non hanno ancora avviato una produzione su larga scala.
Il supporto governativo, la disponibilità di finanziamenti e le significative problematiche ambientali e le norme a riguardo contribuiscono a rendere l’estrazione possibile, di fatto, solo in alcune aree del mondo.
Per i motivi sopra esposti è chiaro che possedere riserve non vuol dire poterle sfruttare immediatamente.
Chi detiene il controllo di terre rare?
La Cina è il principale detentore e produttore di terre rare, controllando oltre il 60% della produzione mondiale. Altre nazioni con riserve significative includono Brasile, Vietnam, Russia e India, ma la loro capacità produttiva è molto inferiore rispetto a quella cinese.
Ecco una tabella che mostra le nazioni con le maggiori riserve di terre rare nel mondo:
| Nazione | Percentuale delle Riserve Mondiali |
|---|---|
| Cina | 36% |
| Brasile | 18% |
| Vietnam | 18% |
| Russia | 10-15% |
| India | 6% |
La Cina domina con il 36% delle riserve mondiali, ma anche altri paesi come Brasile e Vietnam stanno emergendo con riserve significative.
Chi è il maggiore produttore di terre rare?
Attualmente, la Cina è il principale produttore, controllando circa il 60-70% della produzione globale. Ricordiamo la differenza tra possedere riserve ed estrarle. Ad esempio, il Brasile, pur detenendo grandi riserve, estrae pochissimo. Al contrario, l’Australia, pur non essendo tra i primi cinque paesi per riserve, è uno dei maggiori produttori dopo la Cina. La tabella sottostante chiarisce meglio in concetto.
| Nazione | Percentuale della Produzione Globale |
|---|---|
| Cina | 60-70% |
| Australia | 10-15% |
| Stati Uniti | 12% |
| Myanmar | 8% |
| Russia | 1-2% |
La Cina è il leader indiscusso nella produzione e raffinazione delle terre rare, rendendo il mondo fortemente dipendente dalle sue esportazioni.
Molti prodotti “green” dipendono dalle terre rare
Le terre rare sono fondamentali per molti prodotti che consideriamo “green”, come i motori a magneti permanenti (PM) utilizzati nel 95% dei veicoli elettrici, nelle turbine eoliche e in molte altre tecnologie sostenibili:
- Motori PM nei veicoli elettrici: Utilizzano neodimio e disprosio per migliorare l’efficienza e la potenza dei motori.
- Turbine eoliche: I magneti permanenti migliorano le prestazioni delle turbine eoliche, riducendo la necessità di manutenzione. Utilizzano neodimio e disprosio.
- Elettronica di consumo: Smartphone, tablet, schermi LED e laptop utilizzano terre rare come comeeuropio, terbio, ittrio, neodimio, disprosio, gadolinio, lantanio, praseodimio, cerio per migliorare i colori e la durata delle batterie.
- Illuminazione a LED: Fosfori di terre rare come l’europio e il terbio sono utilizzati nei LED per produrre luce bianca.
Gli impatti ambientali delle estrazioni quali sono?
L’estrazione delle terre rare ha impatti ambientali significativi, tra cui:
- Contaminazione del suolo e dell’acqua: L’uso di acidi e sostanze chimiche tossiche può contaminare le falde acquifere e i suoli circostanti.
- Produzione di rifiuti radioattivi: Alcuni minerali di terre rare contengono materiali radioattivi come torio e uranio.
- Elevato consumo di energia: La raffinazione delle terre rare richiede molta energia, contribuendo alle emissioni di gas serra.
La mancanza di una LCA chiara per i motori elettrici
Il motore elettrico, componente fondamentale dei veicoli elettrici, è considerato uno dei simboli della transizione ecologica. Ma se proviamo ad analizzare l’intera filiera di produzione, partendo dall’estrazione delle materie prime, rimangono ancora dubbi.
L’analisi del ciclo di vita (LCA) dei motori elettrici, in particolare quelli a magneti permanenti(PM), è ancora incompleta. Sebbene i motori PM migliorino l’efficienza e riducano le emissioni durante l’uso, i benefici devono essere bilanciati con l’impatto ambientale delle fasi di estrazione e produzione. La mancanza di studi completi rende difficile valutare se il beneficio netto sia realmente positivo nel lungo periodo.
Alternative alle terre rare: soluzioni imperfette?
La domanda sorge spontanea: “Ci sono alternative alle terre rare?”
La risposta è sì, ma ciascuna presenta i suoi limiti:
- Magneti al ferro-nichel (tetrataenite): In fase di sviluppo, potrebbero sostituire i magneti in neodimio, ma sono ancora meno potenti.
- Magneti in ferriti e samario-cobalto: Utilizzati in applicazioni meno esigenti in termini di potenza.
- Riduzione dell’uso nei progetti: Alcuni produttori stanno progettando motori e componenti che richiedono meno terre rare o che ne fanno a meno, come i motori a induzione.
Le terre rare sono essenziali per molte tecnologie moderne, ma la loro estrazione e utilizzo pongono evidenti problemi ambientali, con impatti geopolitici altrettanto rilevanti.
Sebbene siano in fase di sviluppo alternative e strategie più sostenibili, la transizione verso nuove tecnologie potrebbe risultare complessa o addirittura irraggiungibile nel breve e medio termine.
Approcci legislativi in alcune nazioni, che favoriscono la produzione di questi elementi senza prestare sufficiente attenzione alle conseguenze ambientali, potrebbero avere impatti significativi nel lungo termine, e non solo nei paesi produttori.
Questo potrebbe rendere necessaria una collaborazione internazionale per bilanciare la crescente domanda tecnologica con la necessità di proteggere il nostro pianeta. Tuttavia, ciò richiederà una forte volontà politica e un impegno condiviso a livello globale.
tabella A: Uso delle terre rare e riserve delle prima 5 nazioni
| Elemento | Usi Principali | Prima nazione per riserve Riserve | Seconda nazione per Riserve | Terza nazione per riserve | Quarta nazione per Riserve | Quinta nazione per Riserve |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Scandio | Leghe per aerospaziale, lampade | Cina | Russia | Ucraina | Kazakistan | Filippine |
| Ittrio | Fosfori per display, laser, ceramiche | Cina | Australia | India | Brasile | Malesia |
| Lantanio | Batterie NiMH, catalizzatori | Cina | Brasile | Australia | USA | India |
| Cerio | Catalizzatori, lucidanti per vetro | Cina | Brasile | Australia | USA | India |
| Praseodimio | Magneti permanenti, leghe per alta temperatura | Cina | Brasile | Australia | Russia | India |
| Neodimio | Magneti permanenti per motori elettrici | Cina | Vietnam | Brasile | Russia | Australia |
| Promezio | Batterie nucleari (radioisotopi) | Non presente | Non presente | Non presente | Non presente | Non presente |
| Samario | Magneti permanenti, reattori nucleari | Cina | Brasile | USA | India | Malesia |
| Europio | Fosfori per LED, schermi TV, illuminazione fluorescente | Cina | Brasile | USA | Vietnam | India |
| Gadolinio | MRI (mezzi di contrasto), leghe per reattori nucleari | Cina | Brasile | USA | Russia | Australia |
| Terbio | Fosfori verdi per display, magneti permanenti | Cina | Myanmar | Brasile | Russia | India |
| Disprosio | Magneti permanenti (stabilità a temperature elevate) | Cina | Australia | Brasile | Russia | USA |
| Olmio | Magneti, laser, reattori nucleari | Cina | Russia | Brasile | India | Malesia |
| Erbio | Amplificatori ottici, laser medici | Cina | Brasile | USA | Russia | Australia |
| Tulio | Laser portatili, apparecchiature mediche | Cina | Brasile | USA | Russia | India |
| Itterbio | Laser infrarossi, leghe per acciai speciali | Cina | Brasile | USA | Russia | Australia |
| Lutenzio | Scintillatori, catalizzatori per cracking petrolifero | Cina | Brasile | USA | Russia | India |
