Giulia Bucelli

Terre rare & co. Le materie prime che determineranno le sorti del mondo

Terre rare & co. Le materie prime che determineranno le sorti del mondo

Vi sarà capitato di sentir parlare varie volte, negli articoli di giornale, di “terre rare”. Si intuisce che si tratta di qualcosa che ha un notevole valore in termini di geopolitica e di dominio economico, ma quanti di noi sanno davvero cosa sono?

Cerchiamo di chiarirci le idee: operazione niente affatto superflua, visto l’impatto dirompente che questi materiali hanno e avranno sempre di più sulle nostre vite e sulla nostra economia.

Terre rare: cosa sono e perché sono così importanti

Si tratta, innanzitutto, di elementi chimici: diciassette, per la precisione. Di primo acchito i loro nomi non vi suoneranno familiari: sono cerio (Ce), disprosio (Dy), erbio (Er), europio (Eu), gadolinio (Gd), olmio (Ho), lantanio (La), lutezio (Lu), neodimio ( Nd), praseodimio (Pr), promezio (Pm), samario (Sm), scandio (Sc), terbio (Tb), tulio (Tm), itterbio (Yb) e ittrio (Y).

Eppure li contengono oggetti che utilizzate tutti i giorni: dai telefoni cellulari ad altri dispositivi di elevato livello tecnologico. Televisori, pannelli fotovoltaici, batterie e auto elettriche inclusi.

Sono noti da tempo: per farvi un esempio, i walkman con cui ascoltavamo la musica a partire dagli anni Settanta contenevano uno di questi elementi: il samario. Negli iPod che, negli anni Duemila, hanno soppiantato i loro antenati più datati, è contenuto un altro elemento facente parte del club delle terre rare: il neodimio.

Terre rare sono contenute anche negli schermi televisivi (l’europio), nei catalizzatori dei motori a benzina delle auto (il lantanio) e per produrre molti altri oggetti.

La domanda di questi materiali è destinata a crescere in modo esponenziale: stando a uno studio condotto per l’associazione dei produttori Eurometaux, per riuscire a sostituire gli idrocarburi e raggiungere la neutralità del carbonio entro il 2050, l’Unione Europea avrà bisogno di 26 volte più terre rare rispetto a quelle oggi disponibili.

L’era del petrolio è (quasi) un retaggio del passato: d’altra parte, si tratta di una materia prima in fase di esaurimento. Secondo alcuni, si esaurirà entro il 2065. E certamente non si può trivellare tutta la superficie terrestre per sopperire alla sua mancanza.
In un mondo che sta virando verso la mobilità elettrica e aspira ad emanciparsi il più possibile dall’ “oro nero” e dalle economie che ne detengono il dominio, appare evidente come le terre nere e materie prime analogamente importanti siano una miniera d’oro, per le nazioni che le possiedono. La transizione ecologica e la transizione digitale passano da qui.

Grandi risorse, grandi problemi

Non si può parlare di terre rare senza considerarne l’impatto ambientale.
Il problema legato a questi minerali è che sono presenti in natura in molti siti ma in quantità estremamente ridotte e poco concentrate, legati ad altri minerali all’interno di composti.
Secondo l’UNCTAD (Conferenza delle Nazioni Unite sul Commercio e lo Sviluppo), l’estrazione richiede diverse fasi e tecniche specifiche a seconda del materiale e del sito di estrazione.

Inizialmente, il minerale deve essere separato dalla ganga, che è il materiale inerte al quale è associato: questa fase genera una grande quantità di rifiuti e deve essere effettuata in prossimità della miniera per limitare la contaminazione ambientale e ridurre i costi di trasporto. Successivamente il materiale ottenuto, che è ancora sotto forma di ossido, deve essere estratto dal concentrato in un processo chiamato estrazione effettiva. Come ultima fase, si deve procedere a un’altra raffinazione per ottenere i metalli puri dagli ossidi.

L’estrazione e il raffinamento di queste risorse causano diversi problemi ambientali: tra questi l’inquinamento delle risorse idriche e la perdita di biodiversità. Per questo motivo è essenziale il riciclaggio dei rifiuti elettronici (RAEE), al fine di limitare le estrazioni dal suolo.

Se ne discute da diversi anni. Già 10 anni fa, nel 2013, Federchimica lanciava l’allarme:  “Attualmente, in Italia, si consumano direttamente 800 tonnellate di terre rare l’anno, ma se consideriamo tutti i prodotti acquistati finiti, dalle automobili ai computer, a questo numero bisogna aggiungere altre 8mila tonnellate per un totale di 8.800 tonnellate l’anno.

Un consumo interno sul quale il corretto trattamento dei Raee potrebbe incidere ma per fare questo serve una maggiore consapevolezza da parte dei cittadini, un sistema normativo più aperto, disciplina del mercato, punti di raccolta gestiti in maniera razionale e semplificazione dell’eccesso normativo”. Nel 2018, uno studio allertava sul fatto che solamente l’1% delle terre rare provienienti da prodotti dismessi veniva riciclato.

Attualmente sono in fase di studio tecniche di estrazione a minor impatto ambientale: è il caso del progetto RARE, finanziato tramite crowdfunding. Ideato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Milano-Bicocca, è volto allo sviluppo di un innovativo sistema di estrazione sostenibile delle terre rare dai dispositivi elettronici ormai in disuso. Per farlo, utilizza materiali porosi prodotti a partire dagli scarti dell’industria chimica e dell’acciaio.

Il sistema, ideato dal team guidato dal dottorando in Scienza e Nanotecnologia dei Materiali Daniele Montini, si basa sulla possibilità di trasferire in acqua gli ioni delle terre rare e in seguito catturarli selettivamente. Le finalità per le quali è stato messo a punto è perfettamente in linea con gli obiettivi del Green Deal Europeo: un accordo che prevede la riduzione delle emissioni del 55% entro il 2030 e la neutralità climatica entro il 2050. Così, la volontà di rispettare maggiormente l’ambiente va a braccetto con la possibilità di ridurre la dipendenza dalle importazioni da altri Paesi.

Vale la pena di menzionare un’altra idea ecologica volta all’estrazione delle terre rare e, più in generale, dei metalli: il suo nome è agromining. Consiste nello sfruttamento della capacità delle piante di assorbire e accumulare metalli dal suolo. Infatti alcune piante, che vengono definite “iperaccumulatrici“, sono in grado di accumulare quantità molto elevate di metalli come nichel, cobalto, arsenico o selenio, fino a cento o mille volte superiori alla norma. Attualmente, scienziati in diverse parti del mondo stanno studiando come sfruttare questa abilità delle piante per estrarre elementi critici dal terreno senza ricorrere ai processi tradizionali, più invasivi e inquinanti.

Le piante iperaccumulatrici sono moltissime, in particolare di nickel (su alcune di queste sono stati svolti esperimenti negli scorsi anni): la loro capacità si sarebbe sviluppata come strategia di difesa contro gli animali che se ne nutrivano. Alcuni esempi: l’Astragalus bisulcatus, ghiotta di selenio, e la Pteris vittata, capace di assorbire dal terreno grossi quantitativi di arsenico, piombo e mercurio. E poi ce n’è una che ha una vera passione per le terre rare: una specie di felce molto diffusa alle Hawaii e nelle Filippine che risponde al nome di Dicranopteris linearis.

Quali sono i Paesi che ne possiedono giacimenti?

Una buona notizia: le terre rare sono disseminate un po’ ovunque. In alcuni Paesi, però, i giacimenti sono moltissimi. Non sorprende che questi siano proprio i cosiddetti BRICS: il Brasile, la Russia, l’India, la Cina e il Sudafrica. Paesi che hanno visto aumentare in modo esponenziale il proprio Pil dal 1990 a oggi proprio in virtù delle loro risorse minerarie, un individiabile tesoretto in grado di renderli le potenze mondiali di domani (e, in alcuni casi, di oggi).

Il Paese che ne detiene la percentuale maggiore è sicuramente la Cina, che ha il 38% delle riserve mondiali, pari a circa 115,8 miliardi di tonnellate. Seguono il Vietnam (19%), il Brasile (18,1%), la Russia (10,4) e l’India (6%).


Dati: Irena, 2022

Il ruolo speciale della Cina

Il ruolo centrale della Cina nella gestione delle terre rare è un tasto dolente. Particolarmente ricca di queste materie prime, ne conosce da tempo il valore strategico negli scambi internazionali. In Cina ci sono ben nove siti estrattivi di bastnasite, laterite e xenotite.

Con il tempo, il Paese ha stabilito un monopolio su queste risorse strategiche, indispensabili a molti dei suoi competitori. E non intende privarsene tanto facilmente. Recentemente, infatti, ha annunciato la riduzione dell’esportazione di due metalli che non sono terre rare ma sono ugualmente importanti: il gallio e il germanio, molto sfruttati in campo militare.

In molti hanno ritenuto questa decisione come una ritorsione legata all’embargo imposto dalla Cina sull’export delle “superstampanti” di microchip, al quale si sono già uniti Giappone e Stati Uniti. A Bruxelles la politica esprime preoccupazione per la mossa cinese e si minaccia di denunciarne l’illegittimità all’Organizzazione mondiale del commercio.

Quella delle materie prime tra Cina e Stati Uniti, inclusi i loro alleati europei, è a tutti gli effetti una guerra fredda che si gioca con armi più sottili ma ugualmente persuasive. E può avere effetti davvero dirompenti sull’economia mondiale e sulle economie locali.

E l’Europa?

Uno dei problemi più grandi che si sta trovando a fronteggiare il nostro continente a livello economico e produttivo è proprio la relativa disponibilità, sul territorio europeo, di queste materie prime essenziali per la produzione di dispositivi tecnologici.

Da questo punto di vista, il 2023 si sta rivelando un anno molto fortunato: a gennaio, infatti, è stato scoperto in Svezia il giacimento di terre rare più grande del continente europeo. Quest’ultimo pare che si trovi a Kiruna, a nord del Paese.

A questa importante scoperta è seguita, qualche mese dopo, una seconda scoperta: un giacimento in Norvegia che è stato definito il più grande deposito di roccia fosfatica (contenente alte concentrazioni di fosforo, ndr) al mondo. Un miliardo in più rispetto ai 70 miliardi di tonnellate a livello mondiale riportati dall’US Geological Survey nel 2021.

La Norvegia non se ne sta con le mani in mano: a gennaio 2021, infatti, il governo norvegese ha avviato un processo per aprire le aree della sua piattaforma continentale allo scopo di esplorare e produrre manganese e altri minerali dal fondo oceanico. L’idea della Norvegia, era facilmente intuibile, ha suscitato una forte opposizione da parte delle organizzazioni ambientaliste: tra queste NatuvernForbund (Amici della Terra Norvegia), il WWF e Greenpeace.

Quali sono le altre materie prime preziose per l’economia mondiale?

Apriamo un qualsiasi dispositivo che si ricarica collegandolo alla corrente e quasi sempre scopriremo, al suo interno, una batteria. Di litio. Quindi ecco davanti ai nostri occhi un materiale che è e sarà sempre più centrale per la nostra economia produttiva: il carbonato di litio. Considerato il “petrolio del futuro”, il litio è essenziale per la transizione ecologica, che è una priorità per l’Occidente. Nel frattempo, gli Stati Uniti stanno cercando di rafforzare alcune alleanze strategiche per garantire l’approvvigionamento di questo minerale critico.

Il Dipartimento di Stato americano ha recentemente annunciato un accordo con la Mongolia per garantire una “catena di approvvigionamento di minerali critici sicura e resiliente“. E questo sarà solo il primo passo in questa direzione. Nel frattempo, il Sud America stringe alleanze con Cina e Russia: è il caso della Bolivia, che a fine giugno ha annunciato la partnership tra la società cinese Citic Guoan, la russa Uranium One Group e la società boliviana Yacimientos de Litio Bolivianos per la produzione di carbonato di litio. L’investimento sarà pari a un miliardo e mezzo di dollari, a ribadire l’importanza strategica di questo materiale.

Centrali per la transizione ecologica e le nuove tecnologie sono anche altri due metalli che sono familiari a tutti noi: il rame e il titanio. Il primo, dotato di un’ottima capacità di elettroconduzione, viene impiegato, tra le altre cose, per il cablaggio delle reti internet ad alta velocità, nei pannelli solari, nelle turbine delle pale eoliche, nei cavi elettrici, nelle batterie; il secondo, estremamente resistente alla corrosione, per orologi di lusso, scocche di telefoni cellulari (come, pare, il nuovissimo iPhone 15 Pro), impianti dentali, aerei: come l’aereo da ricognizione statunitense Lockheed SR-71, composto per il 92% di questo metallo. Ma anche per produrre alcuni tipi di pitture per esterni, sotto forma di diossido di titanio.

A estrarre entrambi i metalli è un Paese come l’Iran, che entro marzo 2024 intende trasformare in miniera l’unico giacimento di titanio che possiede. Un giacimento in grado di produrre tra i 150 e i 400 milioni di tonnellate di titanio, la cui estrazione e lavorazione potrebbe produrre ben 70.000 tonnellate di scorie ogni anno.

Il titanio, che viene ricavato da un minerale che si chiama ilmenite, è presente anche in Italia: ce n’è un grande giacimento in Liguria, sul Monte Tarinè. Di fronte all’ipotesi dell’estrazione l’opinione pubblica è insorta. Le critiche sono concordi: non si può devastare un intero parco naturale per estrarre il prezioso minerale.

In provincia di Savona, nel Massiccio di Voltri, si trova il più grande giacimento di titanio al mondo. Il giacimento di titanio di Piampaludo si trova all’interno di un bioparco nonché sito UNESCO, ovvero il Parco Naturale del Beigua: un habitat nel quale vivono 1200 specie vegetali, branchi di lupi e nidificano più di 40.000 coppie di volatili. Una biodiversità enorme, che in caso di estrazione andrebbe perduta.

Ci sono, al contrario, materie prime metalliche che iniziano a scarseggiare: questo è il caso il comune alluminio, tra le più utilizzate e diffuse a livello mondiale. In Europa, la produzione di questo materiale è crollata ai minimi storici rispetto a 100 anni fa. Tanto da essere annoverato tra le materie “a rischio” dall’Unione Europea, che ha provveduto a fare un emendamento al Critical Raw Materials Act.

Come mai? A causa del vertiginoso aumento dei costi dell’energia, che ha condotto alla chiusura dei battenti o alla riduzione di produzione di diverse fonderie in Europa e in Cina. Quest’anno, proprio in Cina, Paese che è al contempo il principale produttore e il principale consumatore di alluminio, la scarsità di piogge ha fatto la sua parte, portando a una carenza di energia idroelettrica che è stata fatale all’industria.

Di fronte a un quadro così complesso, la strada da percorrere sembra essere sempre la stessa, a oltranza: il riciclo delle materie prime, quanto più possibile.

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