O futuro dos metais raros dependerá de encontrar um equilíbrio entre a necessidade tecnológica e o respeito pelos limites da Terra. Atualmente, a tecnologia depende de elementos que quase ninguém conhece: neodímio, disprósio, lítio, cobalto, telúrio, gálio, índio, entre outros. Estes são os «metais raros» ou elementos críticos e terras raras. A disponibilidade destes elementos tornou-se uma questão crítica.
O curioso é que «raros» nem sempre significa escassos. Muitos estão amplamente distribuídos na crosta terrestre, mas raramente em concentrações que facilitem a sua extração. Esse detalhe torna a sua obtenção um processo complexo, muitas vezes dispendioso e com impactos ambientais que a comunidade científica trabalha para reduzir. À medida que avança a transição para as energias renováveis, a procura global por esses metais cresce sem pausa e, com ela, a urgência de encontrar formas mais responsáveis de os produzir e gerir.
A experimentação
É aí que a ciência dos materiais se torna protagonista. Esta disciplina, situada na fronteira entre a física, a química e a engenharia, investiga como extrair melhor estes recursos, mas também como substituí-los quando a sua utilização se torna insustentável. Equipes de diferentes países experimentam ímanes que não precisam de terras raras, baterias à base de sódio, muito mais abundante do que o lítio, ou ligas capazes de manter o desempenho sem depender de elementos críticos. Não se trata apenas de inovar por inovar, mas de imaginar um futuro tecnológico menos vulnerável e mais equilibrado.
No entanto, falar de metais raros não é apenas falar de laboratórios ou cadeias de abastecimento. É também reconhecer a relação material que mantemos com o planeta. Cada telemóvel, cada painel solar e cada bateria é, de certa forma, um pequeno mapa mineral onde se encontram fragmentos de diferentes cantos do mundo. Pensar nisso muda a forma como valorizamos os objetos que usamos e lembra-nos da importância de os gerir bem quando deixam de nos servir.
O que os torna tão especiais?
Os metais raros não são «raros» porque são escassos, mas porque quase nunca se encontram concentrados em jazidas fáceis de explorar. Estes elementos têm propriedades eletrónicas e magnéticas que nenhum outro material consegue igualar. Por exemplo:
- Neodímio e disprósio. Criam os ímanes permanentes mais potentes do mundo. Sem eles, não haveria motores elétricos compactos nem turbinas eólicas eficientes.
- Lítio. Armazena mais energia por quilo do que qualquer outra opção química.
- Cobalto. Estabiliza as baterias de iões de lítio para que não entrem em combustão nem percam capacidade rapidamente.
- Telúrio e selénio. Convertem a luz solar em eletricidade com maior rendimento em certas células solares de película fina.
- Gálio e índio. Permitem que os ecrãs LED e OLED brilhem com cores intensas e consumam pouca energia.
Um único carro elétrico pode transportar 2-3 kg de terras raras nos seus ímanes, além de 8-10 kg de lítio e 10-15 kg de cobalto na bateria.
O problema: a disponibilidade
A China produz entre 85 e 90 % das terras raras refinadas do mundo. O Chile, a Austrália e a Argentina concentram 90 % do lítio. Separar esses elementos requer processos químicos complexos, muita água e energia, e gera resíduos tóxicos e radioativos. Durante várias décadas, o Ocidente fechou as suas fábricas porque era mais barato e menos poluente comprar à China. No entanto, em 2020, essa dependência fez soar o alarme. Os Estados Unidos reabriram a mina Mountain Pass (Califórnia) e financiam fábricas de separação no Texas e no Canadá. A Austrália, por sua vez, desenvolve vários projetos. A União Europeia declarou 34 materiais como «críticos» e estabeleceu a meta de extrair 10 %, reciclar 25 % e processar 40 % até 2030. O Japão já recicla 30 % do índio que usa nos ecrãs e tem reservas estratégicas de sete metais.
Reciclagem e substituição
Hoje em dia, deita-se mais cobalto e lítio no lixo do que o que é extraído em muitas minas. Um telemóvel velho tem 0,2 g de cobalto; um milhão de telemóveis são 200 toneladas, o mesmo que uma mina de tamanho médio. Empresas como a Redwood Materials (EUA), a Umicore (Bélgica) e a Li-Cycle (Canadá) estão a construir fábricas que recuperam 95% do lítio, cobalto, níquel e grafite das baterias usadas, com 80% menos emissões do que a mineração tradicional. Já existem processos que prometem recuperar 90% dos ímanes velhos.
A outra via é projetar materiais que necessitem menos ou nenhum desses elementos. Nesse aspecto, também houve avanços. Em 2023, a Tesla anunciou a criação de motores sem terras raras, usando ímãs de ferrite aprimorados e mais cobre. Outras empresas, como a Niron Magnetics (EUA), desenvolvem ímãs de nitreto de ferro que poderiam substituir o neodímio. Da mesma forma, investigadores da Universidade de Cambridge e da Toyota estão a trabalhar em baterias de sódio-íon que não precisam de lítio nem cobalto.
Obstáculos e perspetivas
No Congo, 70% do cobalto é extraído de forma artesanal: crianças e adultos cavam com as mãos em túneis que desabam. No deserto de Atacama, a extração de lítio consome água que as comunidades indígenas precisam para viver. Na China, os lagos tóxicos de resíduos de terras raras contaminaram rios inteiros. Nos próximos 15 anos, precisaremos de 4 a 6 vezes mais lítio, entre 3 e 4 vezes mais cobalto e cerca de 10 a 15 vezes mais terras raras do que hoje. O objetivo é que a reciclagem cubra 20-40 % da procura até 2040. Espera-se também que as novas químicas das baterias (sódio, ferro-ar, estado sólido) reduzam a pressão sobre o lítio e o cobalto. Entretanto, os ímanes sem terras raras estarão em produção em massa antes de 2030.
