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Superare la carenza di terre rare attraverso l’economia circolare 

di Circularity

Data 01/08/2022
Tipo News
miniera a cielo aperto dove vengono estratte terre rare

Un rapporto di Adamas Intelligence prevede che se l’industria globale delle terre rare continuerà a sfruttare queste risorse al ritmo odierno, la domanda supererà l’offerta nel giro di tre o cinque anni. Si tratta di una notizia preoccupante per il settore manifatturiero, poiché la carenza di terre rare influirebbe sulla produzione di prodotti ad alta tecnologia come veicoli elettrici e robot. 

Secondo l’autore di The Structure of Rare-Earth Metal Surface, gli elementi delle terre rare che utilizziamo oggi sono nati dall’esplosione di una supernova circa dieci miliardi di anni fa. Sono presenti in numerosi oggetti che fanno parte della nostra vita quotidiana: all’interno delle lampadine fluorescenti, nei dischi rigidi dei computer, nei telefoni cellulari, nei veicoli elettrici e in molti altri prodotti di uso quotidiano.  

Fisicamente, le terre rare non sono rare. Sono persino più comuni nella crosta terrestre di molti altri metalli, come l’oro, l’uranio o lo stagno. Tuttavia, sono considerati rari perché le loro concentrazioni sfruttabili sono meno comuni di quelle della maggior parte degli altri minerali. Poiché non c’è modo di riprodurli artificialmente, abbiamo solo una scorta limitata di questi materiali e non è possibile trovare un’alternativa ad essi. 

Applicazioni delle terre rare  

Con proprietà magnetiche, catalitiche e ottiche uniche, le terre rare sono ampiamente utilizzate in molte applicazioni ad alta tecnologia e a basse emissioni di carbonio, dai dischi rigidi, ai veicoli elettrici e ai cavi a fibre ottiche, ai sistemi di guida missilistica, ai dispositivi medici e alle tecnologie per l’energia pulita.  

Cinque minerali di terre rare – tantalio, argento, litio, gallio e indio – sono ampiamente utilizzati nelle tecnologie moderne. Ad esempio, il tantalio è stato comunemente utilizzato nei condensatori elettronici di computer e telefoni cellulari per la sua capacità di immagazzinare energia. Grazie al suo basso tasso di guasti, è stato utilizzato anche nell’elettronica automobilistica e aerospaziale, nell’energia atomica e nelle turbine eoliche.  

Il gallio, un altro importante minerale delle terre rare, è utilizzato in forma liquida per le interfacce uomo-macchina (HMI), i display e i pannelli solari. Poiché ha un basso punto di fusione ma un alto punto di ebollizione, viene utilizzato nei composti di arseniuro di gallio (GaAs) e nitruro di gallio (GaN) nei semiconduttori per le sue proprietà di trasferimento di calore e raffreddamento.  

Carenze di approvvigionamento 

Il complicato processo di riciclaggio e l’impatto ambientale dei minerali di terre rare sono alcuni dei motivi per cui la loro disponibilità è scarsa. Alcuni minerali, come l’oro, possono essere estratti da vecchie tecnologie attraverso il riciclaggio. Tuttavia, è più difficile riciclare i minerali di terre rare perché il processo, noto come fusione, è ad alta intensità energetica, può produrre emissioni nocive e richiede processi di separazione successivi.  

L’Europa è scarsa di materie rare, un fattore che esacerba la nostra dipendenza da paesi come la Cina

Anche il fatto che oggi disponiamo di un maggior numero di oggetti tecnologici, ma non sappiamo come riutilizzarli o riciclarli, contribuisce alla scarsità di terre rare.  Secondo un sondaggio Ipsos MORI commissionato dalla Royal Society of Chemistry, il 51% delle famiglie britanniche possiede almeno un dispositivo elettronico che non utilizza. Di questi, l’82% non ha intenzione di riciclare o vendere i propri dispositivi. L’accumulo di tecnologie ridondanti è diventato ancora più comune durante la pandemia COVID-19, quando molte persone sono passate al telelavoro e all’apprendimento a distanza. Inoltre, l’obsolescenza programmata è un fattore che incide sulla disponibilità di terre rare, in quanto ci spinge a comprare sempre nuovi dispositivi elettronici che le contengono.

Gli elementi delle terre rare sono utilizzati per produrre magneti permanenti ad alta resistenza che hanno permesso la produzione di elettronica di consumo, come telefoni cellulari e computer portatili, e le tecnologie di automazione adottate nella produzione. Ad esempio, i servomotori si basano su materiali magnetici contenenti neodimio e disprosio. Se non si interviene, il rapido aumento della domanda di terre rare magnetiche come il neodimio, il praseodimio, il disprosio e il terbio potrebbe superare le loro scorte entro i prossimi due decenni. 

Economia circolare  

Per contribuire a limitare l’uso globale delle terre rare, i produttori potrebbero considerare di sostituire il loro tradizionale modello di economia lineare con uno circolare. Nel modello di economia circolare, i prodotti e i materiali vengono recuperati e rigenerati al termine della loro vita utile. In questo modo, quando le parti di automazione contenenti terre rare si rompono, l’approvvigionamento di parti obsolete o ricondizionate può essere una soluzione più sostenibile.  

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