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Terre rare: i materiali fondamentali per la tecnologia

La guerra non più per interi territori ma per una manciata di terre rare

Quando pensiamo alla rivoluzione digitale e alla tecnologia, possiamo vederla come la dematerializzazione dell’informazione. Tutta una serie di enormi archivi cartacei, documenti, lettere e circolari scompaiono nella loro forma fisica per ripresentarsi come un’immagine di pixel su uno schermo. Molto spesso però ci dimentichiamo che questa rivoluzione è resa possibile proprio grazie al consumo di suolo, energia e risorse.

Le nuove tecnologie cloud (nuvola) sono ben diverse dalle loro compagne che troviamo in cielo. Non sono immateriali ma sono composte da numerosi hardware costruiti con metalli rari, nonché da magazzini di server per la memorizzazione di dati che lavorano continuamente 24 ore al giorno. È questo il supporto materiale sul quale si basa internet e la connettività tra apparecchi diversi.

Le terre rare sono 17 e di recente scoperta, tant'è che alcune sono state inserite nella tavola periodica solo nel Novecento. Tutte e 17 hanno proprietà elettromagnetiche potenti che mantengono anche a elevate temperature. Hanno anche proprietà ottiche molto importanti per i sistemi a fibra ottica per l’internet veloce e per i laser. Contrariamente al loro nome, si trovano in una grande varietà di minerali legati con altri elementi sotto varie forme e in porzione minima rispetto al totale. Da qui nasce l’ingente lavoro per poterle estrarle, separarle, raffinarle e accumularne abbastanza per uno scopo. La Cina si trova a essere la prima produttrice in tutto il mond, tuttavia non sono molti i Paesi che possono permettersi un’attività di estrazione di questa portata. Il processo estrattivo per le terre rare è particolarmente complicato, dannoso per l’ambiente e nocivo per i lavoratori. Un esempio dell’impatto ambientale di questo processo è il cosiddetto "lago nero", il lago di Baotou in Mongolia, un bacino artificiale di acque reflue industriali in attivo ininterrottamente dagli anni Sessanta a oggi. La Cina ha il monopolio delle terre rare non solo per la presenza di punti di facile accesso per l’estrazione di grandi quantità di materiale, ma soprattutto per aver studiato e messo in atto dei processi industriali altamente specializzati senza considerare il loro impatto ambientale.

Dietro a ogni telefono, computer e tablet si celano 16 delle 17 terre rare. Servono per lo schermo: per la sua luminescenza e per la funzionalità touchscreen. Inoltre, servono nei microchip per l’elaborazione dei dati e in un’auto elettrica possono essere montati anche 3.000 microchip differenti sui motori, nelle componenti della macchina (sensori di parcheggio, fari e cruscotto) e per il controllo e la sicurezza.

Durante certi periodi di pandemia, i produttori mondiali di silicio (necessario per la realizzazione di microchip) hanno dovuto chiudere. In contemporanea è esplosa la domanda di computer per lo smart working. Ciò ha portato la domanda a superare nettamente l’offerta con il problema che la produzione di questi non è facilmente implementabile. Al giorno d'oggi, sono numerosi i settori che non riescono a trovare sul mercato le componenti elettroniche necessarie per la produzione di auto elettriche e smartphone.

La stessa "industria green" adopera questi dispostivi e questi materiali in massa; li installa su pale eoliche, nei sistemi di pannelli fotovoltaici e sono componenti fondamentali nelle batterie e perfino nelle lampade a LED. I generatori di elettricità installati nelle pale eoliche sono formati in parte da terre rare, le quali permettono ai magneti permanenti di funzionare in modo efficace. Quindi, se da una parte crescono gli investimenti da parte dei governi in produzione di energia da fonti rinnovabili e la loro domanda, dall’altra aumenta il forte impatto che la produzione degli impianti ha sull’ambiente.

I protagonisti degli scontri geopolitici in materia di terre rare sono gli Stati Uniti e la Cina; in un solo aereo militare statunitense possono essere impiegati fino a 400 chili di terre rare provenienti dalla Cina. Ciò mette in relazione di dipendenza gli Stati Uniti dalla Cina per le proprie necessità di armamento. Tuttavia, è possibile recuperare queste terre dagli strumenti che non vengono più utilizzati, poiché obsoleti o malfunzionanti, sebbene se questa modalità di recupero non venga particolarmente utilizzata e molte terre rare finiscano in discariche. È dunque opportuno trovare delle soluzioni alternative. Sempre negli Stati Uniti, nell'Università del Michigan, nel 2019 sono iniziati degli studi per sostituire le terre rare con materiali compositi più comuni o anche solo per affiancarle nei dispositivi, così da abbassare il livello di dipendenza dalle importazioni estere. La chiave della scoperta di nuove applicazioni per materiali comuni è nella ricerca e nell’innovazione.


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  • L'Autore

    Andrea Radaelli

    Andrea Radaelli, nato il 20 ottobre 1997, caporedattore del progetto 'Tecnologia ed Innovazione' mi considero un soggetto particolarmente vivace e interessato a come funziona il mondo. L’aggettivo che più spesso hanno utilizzato i miei parenti, i miei amici e le persone che mi stanno accanto per descrivermi è senza dubbio ‘curioso’.

    Curioso del mondo, di come funziona e dei nostri effetti su di esso. Non solo in campo scientifico ma anche economico e geopolitico. Mi interesso di tutto ciò che ha un outcome positivo e propositivo, soprattutto nella sanità e nelle nuove tecnologie.

    Curioso per le mie opinioni molto forti e per certi aspetti critiche sulla società, che a volte diventano i miei limiti. Alcune di queste sono che la conoscenza è faticosa ma rende liberi, che l’ignoranza nell’era dell’informazione è una scelta consapevole e che l’uguaglianza (dare alle persone le stesse cose) è un paradigma da superare con l’equità (dare alle persone le stesse opportunità).

    Curioso anche per la mia personalità; ho delle idee molto ben determinate, sono un convinto ‘individualista sociale’. Cioè che ognuno di noi deve prima crescere e acculturarsi secondo le proprie inclinazioni per poi poter entrare in un gruppo di lavoro per poterlo arricchire della sua prospettiva.

    Curioso per le mie scelte, dopo le medie ho scelto un liceo ad indirizzo artistico nonostante i miei professori spingessero per un liceo classico. Durante questi cinque anni ho avuto modo di viaggiare per l’Italia e scoprire gli incredibili siti dell’UNESCO. Ho viaggiato anche in Europa nelle maggiori capitali e mi sono innamorato dell’Unione Europea. Ho compreso quanto siamo fortunati del far parte di comunità internazionale e delle straordinarie opportunità che offre. Finite le superiori, ho scelto di studiare lingue applicate all’ambito economico nel CdL di ‘Scienze per la Mediazione Linguistica e Culturale’, un’università ricca di diversità; di nazionalità diverse, di lingue diverse e di culture diverse. Tutta questa eterogeneità mi ha spinto a ricercare un percorso magistrale decisamente più strutturato ed innovativo; 'Data Science and Business Intelligence'. La scienza dei dati si compone di principi metodologici basati sul metodo scientifico e di tecniche multidisciplinari volte ad interpretare ed estrarre conoscenza dai dati attraverso l'analisi statistica.

    Di Mondo Internazionale mi ha colpito la potenzialità, la composizione giovane e il dinamismo. Le aree tematiche nel quale mi trovo a mio agio sono economia, sanità e innovazione. Il progetto di ‘Tecnologia ed Innovazione’ è quello con cui collaboro maggiormente e, soprattutto grazie alla pazienza dei miei collaboratori, mi trovo veramente bene.

    Andrea Radaelli, born on 20 October 1997, editor-in-chief of 'Technology and Innovation' project, I consider myself as a particularly lively person and interested in how the world works. The adjective that my relatives and my friends have used the most to describe me is undoubtedly 'curious'.

    Curious about the world, how it works and our effects on it. Not only in the scientific field but also in the economic and geopolitical field. I am interested in everything that has a positive and proactive outcome, especially in healthcare and new technologies.

    Curious for my very strong and, in some respects, critical views on society, which sometimes become my limitations. Some of these are that knowledge takes effort but is essential, that ignorance in the information age is a conscious choice and that equality (giving people the same things) is a paradigm to be overcome with fairness (give people the same opportunities).

    Also curious about my personality; I have very well-defined ideas, I am a convinced 'social individualist'. That is, each of us must first grow and acculturate according to their own tastes in order to be able to be a good team player in a work group in order to enrich it with new insights.

    Curious about my choices, after secondary school I chose an artistic high school despite my teachers pushing for a classical high school. During these five years I have had the opportunity to travel around Italy and discover its incredible UNESCO sites. I also traveled around Europe in the major capitals and fell in love with the European Union. I realized how fortunate we all are to be part of this international community and the extraordinary opportunities it offers. After graduating from high school, I chose to study languages ​​applied to economics, 'Sciences for Linguistic and Cultural Mediation', a university rich in diversity; of different nationalities, of different languages ​​and of different cultures. All this heterogeneity pushed me to seek a decidedly more structured and innovative master's path; 'Data Science and Business Intelligence'. Data science consists of methodological principles based on statistics, scientific method and multidisciplinary techniques aimed at interpreting and extracting knowledge from data through statistical analysis.

    I was struck by Mondo Internazionale's potential, young composition and dynamism. The thematic areas in which I am comfortable are economics, health and innovation. The 'Technology and Innovation' project is the one I collaborate with most and, thanks to the patience of my collaborators, I am really happy with it.

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