Se ne parla spesso negli ultimi tempi perché rappresentano una delle cause di tensione geopolitica a livello globale. Ma cosa sono le terre rare e perché rivestono un’importanza fondamentale per l’economia? Facciamo un po’ di chiarezza.
Cosa sono le terre rare?
Da un punto di vista chimico, sono tutti metalli che hanno assunto negli ultimi anni una notevole importanza, in quanto ampiamente utilizzati nei settori della tecnologia, dell’elettronica e delle energie rinnovabili.
In particolare, le terre rare sono un gruppo di 17 elementi metallici, situati al centro della tavola periodica ideata nel 1869 dal brillante chimico russo Dmitrij Mendeleev, che ordinò gli elementi in base alle loro masse atomiche. Questi metalli, caratterizzati dai numeri atomici 21, 39 e 57-71, vantano delle insolite proprietà fluorescenti, conduttive e magnetiche, che li rendono molto utili se legati o miscelati in piccole quantità con metalli più comuni, tra cui ad esempio il ferro. In base al peso atomico sono ulteriormente suddivise in leggere, medie e pesanti.
Queste sostanze reagiscono con altri elementi – sia metallici che non metallici – per formare composti, ciascuno dei quali ha comportamenti chimici specifici. Giocano pertanto un ruolo primario per indurire, alleggerire e aggiungere resistenza, leggerezza, proprietà magnetiche e conduttive alle leghe. Questo le rende essenziali e non sostituibili in molte applicazioni elettroniche, magnetiche, ottiche e catalitiche.
Parliamo quindi di elementi che vengono utilizzati come componenti in molte tecnologie che caratterizzano la vita di tutti i giorni, tra cui telefoni cellulari, luci a LED e auto ibride. Alcuni di essi sono usati nella raffinazione del petrolio e nell’energia nucleare; altri sono importanti per turbine eoliche e veicoli elettrici; ma sono preziosi anche nel campo della medicina, dove i ricercatori lavorano per sviluppare nuove applicazioni diagnostiche e terapeutiche basate proprio sull’uso delle terre rare – il Lutezio, ad esempio, è importante per migliorare la qualità delle immagini nella risonanza magnetica nucleare.
Un campo in cui è molto richiesto l’utilizzo di queste materie prime è il settore militare, soprattutto per la produzione delle cosiddette “armi a energia diretta”, basate sul concetto di colpire il nemico veicolando sui bersagli diverse forme di energia non cinetica, per produrre danni a livello microscopico. In sostanza, queste apparecchiature inviano sull’obiettivo radiazioni elettromagnetiche, onde acustiche, plasma a elevata energia o raggi laser.
Dal punto di vista storico, l’importanza delle terre rare è legata soprattutto all’industria petrolchimica, in particolare nella scomposizione di grandi molecole in idrocarburi più piccoli, rendendoli adatti all’uso nei combustibili.
Perché si chiamano così?
Il termine terra rara fu coniato quando un minatore scoprì un’insolita roccia nera a Ytterby, in Svezia, nel 1788. Il minerale fu chiamato “raro” perché non era mai stato visto prima e “terra”perché era il termine utilizzato in geologia all’epoca.
Qualche anno più tardi, il chimico finlandese Johan Gadolin chiamò questa roccia Ittria, dal nome della città in cui fu scoperta. Successivamente, dalle miniere intorno a Ytterby sono state estratte rocce che hanno prodotto quattro elementi che prendono il nome dalla città (ittrio, itterbio, terbio ed erbio) e che fanno parte del gruppo dei 17 elementi in oggetto.
Dal punto di vista geologico, queste sostanze non sono particolarmente rare. Il termine che le identifica, ufficializzato con l’acronimo inglese REE – Rare Earth Elements, è stato coniato dall’Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry) e viene utilizzato ancora oggi, non per la loro scarsa presenza sul pianeta, bensì perché identificarle è difficile.
Inoltre, il processo di estrazione, purificazione e lavorazione del metallo è piuttosto complesso, oltre che inquinante, visto che vengono rilasciati nell’ambiente gas di scarico, acqua radioattiva, e altre scorie nocive. Addirittura, la lavorazione di una tonnellata di questi metalli produce circa 2.000 tonnellate di rifiuti tossici.
Hanno una forte responsabilità nell’inquinamento delle acque, sia sotterranee che superficiali, compromettendone la qualità, oltre a danneggiare gli ecosistemi acquatici. Sono poi complici della distruzione degli habitat e della perdita di biodiversità, ma hanno anche un certo impatto sull’emissione di gas serra, perché la loro lavorazione richiede un notevole consumo di energia, spesso proveniente da fonti fossili.
Per considerarli utili, devono pertanto presentarsi in concentrazioni tali da permettere che la loro estrazione sia vantaggiosa da tutti i punti di vista.
Dove si trovano?
Secondo l’United States Geological Survey, il Paese più ricco di queste risorse al mondo è la Cina, seguita da Vietnam, Brasile, Russia, India, Australia, Groenlandia e Stati Uniti.
Pechino possiede più della metà delle riserve mondiali; il 50% della produzione cinese viene dalla regione settentrionale di Bayan Obo, che risulta essere il giacimento di terre rare più grande del mondo.
Il Paese del dragone si è così garantito un sostanziale monopolio nella fornitura mondiale di terre rare, soprattutto per la capacità di produzione e raffinazione, oltre che per le sue leggi meno severe in tema di rispetto ambientale; anche se ultimamente la produzione sta crescendo anche in altri Paesi.
L’Italia avrebbe dei buoni siti per produrre alcune terre rare, soprattutto in Sardegna e in Lazio, ma non è semplice ottenere i permessi di estrazione. Per svincolarsi dalla dipendenza dell’importazione è possibile però lavorare sul miglioramento delle tecniche di riciclo, visto che ad oggi riusciamo a riciclare solo l’1% di questi metalli. Un obiettivo importante, da abbinare alla ricerca, rimane pertanto quello dello sviluppo di processi di riciclo efficaci ed economici, senza dimenticare lo sfruttamento dei rifiuti estrattivi, che rappresentano dei potenziali depositi di minerali utili da poter recuperare e utilizzare.
Il caso dell’Ucraina
Per quanto riguarda invece le tanto decantate terre rare in Ucraina, che sembrano essere molto ambite dall’Amministrazione statunitense, c’è da chiarire un fatto non banale. Kiev ospita infatti circa 20.000 giacimenti che forniscono nel complesso 116 tipi di minerali diversi, ma tra questi non figurano i minerali rari di cui stiamo parlando.
Sul suolo ucraino troviamo tra l’altro miniere di gallio, grafite, titanio: tutte materie prime critiche – chiamate Critical Raw Materials – ma che non sono terre rare. Al massimo, a queste latitudini potrebbero trovarsi solo alcune miniere di scandio, non così importanti però da suscitare l’interesse della superpotenza atlantica.
Eva Bergamo
