Materie critiche, dal fotovoltaico alla stampa 3D il tesoro nei rifiuti

C’è un tesoro nei rifiuti. Il problema è come estrarlo.

La disponibilità delle materie prime critiche rappresenta un’esigenza di crescente importanza strategica a livello globale e, in particolare, per l’Italia e l’Unione Europea. Sono materiali fondamentali per la transizione verde e digitale, essenziali per settori come l’energia rinnovabile, l’elettronica, l’aerospazio, la difesa e la mobilità a bassa impronta di carbonio, servono per pannelli fotovoltaici, pale eoliche, batterie elettriche, elettrolizzatori per idrogeno, stampa in 3D. 

«Sono elementi e composti chimici decisivi e strategici: senza questi materiali non potremmo beneficiare di moltissime tecnologie strategiche – spiega Silvia Gross, docente di chimica inorganica all’Università di Padova – Le materie prime critiche si caratterizzano per un rischio nell’approvvigionamento, sia per motivi di natura mineraria che geopolitica. Per questo l’Europa ci chiede di coprire il 25% del nostro fabbisogno utilizzando materie prime ricavate dalle miniere urbane. Raccogliere e separare queste materie prime dai rifiuti di apparecchiature elettroniche ed elettriche è anche più vantaggioso. Da una tonnellata di roccia si estraggono alcuni grammi di vari metalli critici, mentre le concentrazioni di tali elementi nei vecchi telefonini, nei nostri rifiuti urbani sono molto più elevate, fino a 50-100 volte superiori. Ed è un’attività meno impattante dal punto di vista ambientale poiché non richiede attività estrattiva.  Il problema, dal punto di vista tecnologico, è separare in modo selettivo queste materie prime critiche, e per questo serve potenziare sia la ricerca che la formazione: abbiamo bisogno di creare competenze nuove negli studenti che si stanno laureando e potrebbero partire altre iniziative di formazione continua per chi lavora già in settori interessati da queste attività. L’Italia sta investendo molto in questo campo. Ci sono progetti di ricerca finanziati dai ministeri e del Pnrrr per ridurre il gap tecnologico rispetto alla Cina, dove oltre alle miniere hanno consolidato anche le competenze nei processi di queste materie prime. E il divario possiamo colmarlo anche potenziando la cooperazione con i privati: ci sono già molte realtà attive in questo settore».

Dopo il congresso dell’Accademia dei Lincei tenutosi a Roma nel maggio scorso organizzato in collaborazione con Società Chimica Italiana, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Associazione Italiana di Ingegneria Chimica, Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, Confindustria Energia, è stato stilato un documento d’indirizzo che delinea possibili strategie su questa partita cruciale per aiutare la «via» italiana alle materie prime. «Il potenziale minerario per risorse primarie di questo tipo in Italia viene spesso considerato modesto ma fondamentalmente è ancora tutto da scoprire – osserva Gianfranco Pacchioni, professore di chimica dei materiali presso l’Università Milano Bicocca — . Le attività estrattive e di esplorazione sono state interrotte 30 anni fa proprio nel momento in cui emergeva la strategicità di metalli e minerali fino ad allora considerati di scarsa importanza (come litio, cobalto, tantalio). Ma il nostro Paese ha notevoli risorse e capacità produttive per molti minerali industriali, alcuni dei quali classificati come materie prime critiche: feldspati e fluorite. Per sviluppare questa attività è però fondamentale l’educazione dei cittadini, spiegare il ruolo strategico di questi elementi: se vogliamo la transizione verde e che il mondo diventi più sostenibile dobbiamo fare queste estrazioni».

Gli ultimi dati Istat indicano che solo in 22 miniere si estraggono materie critiche, anche se l’Italia è il maggior produttore europeo di feldspati e, a partire dal 2026, diventerà un importante produttore di fluorite. Studi recenti indicano potenzialità minerarie non trascurabili, soprattutto per fluorite e barite (in Sardegna, Lazio e nelle Alpi), litio (nell’area geotermica Tosco-Laziale-Campana), titanio (in Liguria), rame, tungsteno e terre rare (in Sardegna e nelle Alpi orientali), magnesio (in Toscana e nelle Alpi) e antimonio (Toscana). E potranno avere un ruolo anche le discariche minerarie dove si possono trovare anche materie critiche compatibili. I 4 progetti strategici italiani approvati nell’ambito del Critical Raw Materials Act permetteranno di recuperare cobalto, litio, nichel da batterie al litio, terre rare da magneti permanenti, e oro, palladio e platino dai circuiti elettronici. La filiera del riciclo, però, è penalizzata da scarse efficienza della raccolta differenziata, e dei processi di separazione, e da dipendenza da impianti e tecnologie straniere per il trattamento finale. 

«Un campo cruciale è quello della ricerca per il riutilizzo di rifiuti solidi e al riciclo di materiali utilizzati nel campo dell’energia – aggiunge Pacchioni — con prestazioni magari inferiori a quelle dei migliori prodotti sul mercato, ma comunque ancora interessanti per varie applicazioni, E c’è anche lo sviluppo di nuovi materiali a basso contenuto o privi di materie prime critiche». C’è anche l’esigenza di collegare ricerca e industria tramite piattaforme pubblico-private con tre priorità: tecnologie di sostituzione (come magneti senza terre rare), processi di riciclo efficienti (idrometallurgia a basso impatto, recupero da scorie minerarie) e materiali circolari per applicazioni non critiche.

In sintesi, la competitività italiana nella transizione energetica secondo questo documento elaborato dagli esperti passerà attraverso un approccio sistemico in grado di accelerare l’esplorazione e l’estrazione sostenibile di risorse nazionali, rafforzare la leadership e potenziare la filiera circolare nazionale nel riciclo e nella gestione delle miniere urbane. Investire in innovazione e accelerare nella ricerca su sostituzione e riciclo avanzato. E definire una strategia industriale di integrazione creando una filiera nazionale tra industria, ricerca e istituzioni con partnership pubbliche-private.

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