Terre rare: Materie prime fondamentali per la tecnologia moderna

Le terre rare sono un gruppo di 17 elementi chimici che appartengono ai lantanidi della tavola periodica, integrati da scandio e ittrio. Nonostante il nome, questi elementi non sono rari, ma si trovano con relativa frequenza nella crosta terrestre. Tuttavia, la loro estrazione e lavorazione è complessa, motivo per cui sono considerati materie prime di importanza strategica.

Quali elementi appartengono alle terre rare?

Le terre rare comprendono i seguenti elementi:

• Lantanidi: Lantanio (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), promezio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), olmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), itterbio (Yb) e lutezio (Lu).
• Scandio (Sc)
• Ittrio (Y)

Proprietà delle terre rare

Le terre rare hanno proprietà fisiche e chimiche uniche che le rendono indispensabili per molte applicazioni high-tech:

• Proprietà magnetiche: Elementi come il neodimio (Nd) e il samario (Sm) sono utilizzati per produrre magneti ad alte prestazioni.
• Luminescenza: L'europio (Eu) e il terbio (Tb) sono utilizzati negli schermi e nei LED.
• Proprietà catalitiche: Il cerio (Ce) è utilizzato nei catalizzatori e nei processi chimici.
• Leghe leggere: lo scandio (Sc) è utilizzato per rafforzare le leghe di alluminio.

Le sfide nell'estrazione delle terre rare

Anche se le terre rare si trovano in molte regioni, la loro estrazione è complessa:

• Impatto ambientale: L'estrazione è associata a un notevole impatto ambientale, poiché sono necessari processi chimici e grandi quantità di copertura.
• Dipendenza geopolitica: La maggior parte della produzione globale proviene da pochi Paesi, in particolare dalla Cina, il che può portare a strozzature nell'approvvigionamento.
• Trattamento: La separazione delle terre rare richiede processi chimici complessi, poiché hanno proprietà simili e sono difficili da isolare l'una dall'altra.

Importanti applicazioni delle terre rare

Le proprietà uniche delle terre rare le rendono essenziali per numerose tecnologie:

• Magneti: I magneti al neodimio-ferro-boro (NdFeB) e al samario-cobalto sono tra i più forti magneti permanenti e sono utilizzati in motori elettrici, generatori e altoparlanti.
• Elettronica: Le terre rare sono utilizzate negli smartphone, nei computer portatili, nei LED e negli schermi.
• Tecnologia energetica: Le turbine eoliche e i veicoli elettrici utilizzano magneti ad alte prestazioni realizzati con terre rare.
• Medicina: Elementi come il gadolinio (Gd) sono utilizzati come agenti di contrasto nella risonanza magnetica (MRI).
• Difesa: Le terre rare sono indispensabili nei sistemi radar, nei laser e in altre tecnologie militari.

Fatti interessanti sulle terre rare

Sapevate che, nonostante il loro nome, le terre rare sono comuni nella crosta terrestre, ma sono spesso distribuite in basse concentrazioni? Il termine "rare" risale all'epoca della loro scoperta nel XVIII e XIX secolo, quando questi elementi si trovavano solo in minerali rari. La loro importanza strategica sta crescendo con la transizione energetica e la crescente elettrificazione dei veicoli e delle macchine.