Che cosa sono le terre rare e perché sono così importanti

Il termine terre rare (Rare Earth Elements, REE), coniato dall’Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC), viene utilizzato per indicare un gruppo di 17 elementi chimici della tavola periodica, precisamente dal numero 57 al 71, oltre al 21 e 39. Stiamo parlando di elementi fondamentali ai fini dello sviluppo tecnologico ed elettronico odierno, visto che sono impiegati tanto per la realizzazione di prodotti ormai essenziali nella quotidianità di ogni persona che per particolari strumenti militari. Dall’europio per gli schermi televisivi al cerio e lantanio per le marmitte catalitiche, passando per il disprosio per gli hard disk dei pc, smartphone, tablet, grandi turbine eoliche, ma anche per dispositivi bellici, tra cui apparecchiature per la visione notturna e i missili Cruise: le caratteristiche dei suddetti metalli sono letteralmente essenziali per la costruzione di questi e altri oggetti.

In un primo momento si pensava che gli elementi dei REE fossero presenti solo nei minerali più rari, ed è da qui che arriva il termine terre rare. La realtà sarebbe tuttavia stata ben diversa. Secondo alcune stime, infatti, il cerio è presente sulla crosta terrestre tanto quanto il rame, così come il tulio, il più raro, è più abbondante del cadmio.

Dal punto di vista tecnico, senza scendere troppo nel dettaglio, possiamo affermare che le REE presentano una caratteristica unica: al variare del numero atomico, le proprietà chimiche restano praticamente inalterate. Il motivo sta nel fatto che, al crescere del numero atomico, gli elettroni aggiunti riescono a completare gli strati interni, lasciando inalterato quello di valenza.

Nel sistema periodico occupano un solo posto al terzo gruppo, anche se è d’uso comune dire che le REE appartengano al gruppo dei lantanidi, poiché il lantanio è il primo elemento del gruppo. Gli elementi chimici che costituiscono le REE sono i seguenti: 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).

I giacimenti più importanti di terre rare sono concentrati in Cina, dove gli esperti stimano si trovi un terzo delle riserve mondiali di REE, Brasile, Russia, India, Vietnam, Australia, Groenlandia e Stati Uniti, oltre alla regione africana. I cinesi sono i principali produttori di terre rare e Pechino, da sola, ne disporrebbe per circa l’80%. Un altro 15% sarebbe distribuito tra Stati Uniti e India.

È importante soffermarci sulla Cina, che di fatto può vantare quasi un monopolio sulla REE. Pechino si trova in una posizione del genere grazie a un mix di fattori, a cominciare dalla presenza sul proprio territorio di un ingente quantità di metalli. Accanto a ragioni naturali, troviamo però leggi molto meno stringenti rispetto a quelle occidentali per quanto concerne lo sfruttamento dei territori e un eccellente know how di lavorazione.

Pechino è inoltre l’unico attore al mondo capace di maneggiare l’intera filiera produttiva delle terre rare, dall’estrazione alla lavorazione passando per l’esportazione in tutto il pianeta. Il Dragone fornisce il 97% totale mondiale di REE, mentre gli Stati Uniti, giusto per fare un confronto, pur producendo anch’essi questa risorsa, sono costretti a importarne quasi l’80%.

Le terre rare sono il carburante delle nuove tecnologie e degli strumenti che abbiamo imparato a utilizzare quotidianamente nella nostra vita, sul posto di lavoro e nel tempo libero. Questi metalli nutrono le sempre più affamate industrie tecnologiche ed elettroniche, desiderose di sfornare prodotti all’avanguardia. Batterie, telefoni, computer: l’elenco è lunghissimo, e comprende pure elementi della cosiddetta tecnologia verde, come i pannelli fotovoltaici e le auto elettriche.

Sarebbe impossibile elencare ogni singolo utilizzo di ciascun elemento. Ecco, dunque, un breve elenco relativo agli usi più diffusi dei REE. Partiamo con le batterie ricaricabili dei veicoli ibridi (che in futuro saranno sempre più richieste) e dei dispositivi elettronici, per poi proseguire con i catalizzatori per le auto, i Catalizzatori Fluid Cracking impiegati nella raffinazione del petrolio greggio, lenti, schermi, monitor, applicazioni elettroniche aerospaziali e satellitari. E ancora: moderne macchine chirurgiche (in generale nel settore Healt Care), turbine eoliche e composti per il vetro.

Controllare le terre rare significa piazzare una seria ipoteca sul futuro dell’economia. Se tutto si baserà su digitalizzazione e decarbonizzazione, per raggiungere entrambi tali obiettivi sarà necessario poter contare su importanti quantità di REE, i quali giocheranno un ruolo chiave, sia all’interno dello sviluppo tecnologico globale che per quanto riguarda l’energia rinnovabile e i motori elettrici. Poiché la Cina controlla l’intera filiera delle terre rare, i Paesi occidentali saranno costretti a scendere a patti con il gigante asiatico.

Già, perché nel caso in cui le tensioni internazionali dovessero diventare insostenibili, Pechino potrebbe chiudere i rubinetti delle REE, bloccare le esportazioni di questi materiali e provocare danni a uno o più Paesi terzi. Gli effetti di una guerra commerciale a colpi di terre rare si preannunciano devastanti.

Ne abbiamo avuto un assaggio nel 2010, quando le REE videro i loro prezzi aumentare (dal 300% al 4000%) a causa di un braccio di ferro politico tra Cina e Giappone. Oggetto della contesa: la sovranità delle Isole Senkaku. Risultato: il blocco dell’export di terre rare verso Tokyo causò uno choc senza precedenti con ricadute negli approvvigionamenti occidentali.

Ci sono due aspetti oscuri collegati al tema delle terre rare. Il primo riguarda la mancanza di infrastrutture adeguate per raccogliere e recuperare gli elementi già utilizzati. Tutto questo fa sì che, a detta di alcune stime, il tasso di riciclo delle REE sia al di sotto dell’1%.

L’altro punto da sottolineare è strettamente collegato all’estrazione e alla lavorazione delle stesse terre rare. I costi ambientali e sociali sono altissimi, e non tutti i Paesi hanno intenzione o possibilità tali da poterli coprire. Del resto stiamo parlando di risorse strategiche ma non rinnovabili.

In più, i REE si trovano in natura in un centinaio di minerali associati ad altri elementi. È dunque obbligatorio raffinare queste risorse, così da sperare i singoli elementi. Il rovescio della medaglia è che simili processi comportano pesanti impatti ambientali, tra inquinamento del suolo e delle falde acquifere.