Le terre rare sono elementi sempre più preziosi per molti settori d’impiego. Innanzitutto per la mobilità elettrica. Neodimio, disprosio, lantanio e terbio sono essenziali per realizzare componenti elettroniche. Sono così imprescindibili che da tempo c’è una forte tensione geopolitica internazionale per il fatto che buona parte di essi sono di proprietà della Cina. Come ha riportato Reuters, mentre continua a crescere la tensione tra Repubblica Popolare e Stati Uniti, le case automobilistiche dell’Occidente stanno cercando di ridurre la loro dipendenza da un elemento chiave dei veicoli elettrici i magneti permanenti. La stessa Russia sta mettendo a punto un piano da 1,5 miliardi di dollari per intaccare il dominio delle terre rare cinesi.
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Resta il fatto che l’universo delle terre rare è un elemento d’attrazione per molti settori. Il loro valore di mercato è stimato in forte crescita, passando da 5,3 miliardi di dollari nel 2021 a 9,6 miliardi di dollari entro il 2026 (Fonte: Markets and Markets).
Questa crescita di interesse lo si deve alle caratteristiche uniche degli elementi che popolano la tavola periodica e che fanno parte di questa “ristretta cerchia”. Alcuni ambiti di utilizzo non sono così conosciuti come si pensa. Andiamo a scoprire dove svolgono un’azione essenziale.
Terre rare, i metalli preziosi del mondo contemporaneo
Prima di tutto va detto cosa sono le terre rare, in inglese rare hearts elements. Le “terre rare” sono un gruppo di 17 elementi chimicamente simili. Nella tavola periodica sono classificati come metalli. Sono: Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Samario, Europio, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Olmio, Erbio, Tulio, Itterbio, Lutezio, Ittrio, Promezio e Scandio.
Nonostante il loro nome, la maggior parte sono abbondanti in natura ma la loro estrazione è assai complessa sia il contesto geografico (e geopolitico in particolare) sia per il processo di estrazione che comporta un forte impatto ambientale. Allo stato naturale i 17 elementi chimici si trovano mescolati con altri minerali in diverse quantità, e devono quindi essere separati. Tuttavia, per poter separare i metalli sono richiesti acidi e solventi organici che risultano essere dannosi, ecologicamente parlando.
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In quali parti del mondo si trovano
Dove trovare le terre rare? Innanzitutto in Cina: come illustra il Centro Studi Internazionali, possiede circa un terzo delle riserve mondiali ma controlla il 90% della produzione complessiva globale, seguono poi Vietnam, Brasile, Russia, India, Australia, Groenlandia e Stati Uniti.
La maggior parte degli elementi “terre rare” hanno impiego in diversi campi, dai chip dei semiconduttori, onnipresenti nell’elettronica, dai computer agli smartphone. Sono fondamentali nel settore aerospaziale e della difesa, nei veicoli elettrici, nelle turbine eoliche, nei droni e in altri dispositivi elettronici. Ma sono altrettanto importanti nel settore medico, per la cura dei tumori.
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La loro importanza è connessa non solo alle intrinseche proprietà fisiche e chimiche, ma anche alla capacità di alterare quelle di altri minerali e di aumentare lo spettro delle loro applicazioni tecnologiche, specifica ancora il Centro Studi, mettendo in luce anche le costanti tensioni in atto per la fornitura di questi materiali. La Difesa degli Stati Uniti dipende pesantemente da questi metalli, e le terre rare sono di fondamentale importanza per lo sviluppo economico e tecnologico USA.
Terre rare: gli usi più conosciuti e quelli più nascosti e curiosi
Quali sono gli impieghi specifici delle terre rare? Partiamo dal Lantanio, impiegato nella realizzazione delle lenti delle macchine fotografiche e dei telescopi. Inoltre trova impiego in particolari tipi di illuminazione nel mondo teatrale e cinematografico.
Il Cerio è usato nei convertitori catalitici delle automobili, permettendo loro di funzionare ad alte temperature e svolgendo un ruolo fondamentale nelle reazioni chimiche all’interno del convertitore. Lantanio e Cerio sono anche usati nel processo di raffinazione del petrolio greggio.
Anche il Praseodimio trova spazio in diversi contesti d’utilizzo. È usato per creare metalli da usare nei motori degli aerei. Trova posto anche come componente di un tipo speciale di vetro, per fare visiere per proteggere saldatori e vetrai.
Il Neodimio si utilizza per creare magneti usati negli altoparlanti e nei dischi rigidi dei computer per permettere loro di essere più compatti ed efficienti. I magneti che contengono neodimio sono anche utili per fabbricare turbine eoliche ma anche per produrre altoparlanti di qualità per riprodurre fedelmente le frequenze più alte.
Usato nei sistemi di scansione a raggi X e MRI, il Gadolinio è un elemento prezioso anche per gli schermi televisivi. Si sta studiando anche il suo potenziale impiego nello sviluppo di sistemi di refrigerazione più efficienti.
Con Ittrio, Terbio ed Europio si possono produrre televisori e schermi di computer e altri dispositivi che hanno display visivi. L’Europio, in particolare, è anche usato per fare le barre di controllo nei reattori nucleari.
Il Samario viene impiegato nella medicina nucleare: l’isotopo 153 è utilizzato in medicina per la terapia delle metastasi ossee. Sono solo alcuni esempi del loro ampio uso, che spazia da ambiti di importanza strategica – e vitale in alcuni casi – ad altri di valore estetico. Prendiamo a esempio l’Erbio. Viene impiegato nella tecnologia nucleare come assorbitore di neutroni, ma l’ossido di erbio, per il suo bel colore rosa, viene usato a volte come colorante per smalti lucidi per vetro o ceramica. Il vetro all’erbio è spesso impiegato per lenti di occhiali da sole e bigiotteria.
Andrea Ballocchi
