Ho conosciuto il professore Raffaele Cioffi – Lello, come preferisce essere chiamato – moltissimi anni fa tramite amici comuni. Poi, a partire dalla fine degli anni ’80, ha trascorso uno o due settimane, tutte le estati, in Garfagnana, alloggiando principalmente a Chiozza, nel comune di Castiglione di Garfagnana, e così abbiamo consolidato i nostri rapporti.

“Sono affascinato dalle bellezze e dal buon cibo di questa terra e, soprattutto, sono gratificato dall’affetto dei numerosi amici che ho frequentato in questi lunghi anni – dice – per cui, oggi, mi sento un vero garfagnino acquisito”. E posso dire che si è impegnato molto. Nella sua carriera è stato professore ordinario di scienza e tecnologia dei materiali presso l’Università di Napoli Parthenope fino al 2024. Raggiunta l’età della pensione, ha quindi deciso di trasferirsi a Pisa dove, da qualche anno, vive con la moglie Stefania, di origini pisane.

Durante la lunga carriera accademica, il professor Cioffi ha ricevuto numerosi riconoscimenti scientifici, nazionali e internazionali, nei settori di ricerca legati alla preparazione, impiego e valorizzazione di materiali a basso impatto ambientale ottenuti a partire da scarti industriali – che è stato il suo principale settore di ricerca. Questa sua passione lo ha portato, negli ultimi anni della sua carriera, ad interessarsi a materiali emergenti di elevato valore strategico come le cosiddette “terre rare” partecipando, nelle vesti di relatore, a numerosi incontri e conferenze sul tema.

Cosi ho deciso di intervistarlo, perché ci aiuti a comprendere meglio gli aspetti tecnico, economici, ambientali e geopolitici legati all’argomento di cui tanto si parla su tutti gli organi d’informazione negli ultimi anni.

Terre rare, se ne sente parlare spesso ma potrebbe chiarirci cosa sono esattamente?

“Le terre rare rappresentano un gruppo di 17 elementi chimici che si trovano naturalmente nella crosta terrestre. Il nome “rare” può trarre in inganno: infatti, non sono “rare” perché poco diffuse o introvabili; ma perché raramente si trovano in quantità sufficientemente concentrate. In pratica – per essere più chiari – sono un po’ dappertutto, ma quasi sempre disperse in piccole quantità, il che rende costoso e complesso estrarle e lavorarle per separarle dagli altri elementi che le accompagnano. Come cercare oro in un fiume: l’oro c’è, ma separarlo dalla sabbia richiede tempo, energia e tecnologie sofisticate. Lo stesso vale per le terre rare, con in più il fatto che il processo di raffinazione è molto complesso e crea forti impatti ambientali”.

Ci può fare brevemente una loro storia?

“Sebbene siano conosciute da molto tempo, non sono sempre state importanti come lo sono oggi. La loro avventura è piuttosto curiosa: per oltre due secoli sono rimaste quasi nell’ombra, per poi diventare improvvisamente protagoniste della scena globale. Tutto inizia alla fine del Settecento, quando alcuni di questi elementi vengono scoperti in Svezia. Per molto tempo, però, restano confinati nei laboratori: sono difficili da isolare e, soprattutto, non si capisce bene a cosa possano servire. In pratica, sono più un oggetto di studio per chimici che una risorsa utile. Fino a poco tempo fa erano sottovalutate anche a livello didattico. Al punto che, durante la mia lunga carriera di docente, non mi è mai capitato di proporre agli studenti un esercizio che coinvolgesse uno dei 17 elementi chimici (Lantanio (La), Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Promezio (Pm), Scandio (Sc), Ittrio (Y), etc.) appartenenti alla famiglia delle terre rare e fanno parte della tavola degli elementi”.

Quindi come hanno fatto a diventare così importanti?

“Nel corso del Novecento le cose iniziano lentamente a cambiare. Le terre rare trovano alcune applicazioni industriali, ad esempio nella metallurgia o nei primi dispositivi elettronici, ma rimangono materiali di nicchia, poco conosciuti al grande pubblico. La vera svolta arriva tra gli anni ’80 e i primi anni 2000, con la diffusione dell’elettronica di consumo: computer, telefoni cellulari, televisori sempre più avanzati. Le terre rare diventano fondamentali per far funzionare questi dispositivi, anche se rimangono pressoché sconosciute sia ai media che alle persone. È dopo il 2010 che entrano davvero sotto i riflettori. In quegli anni la Cina, che è il principale produttore mondiale, decide di limitare le esportazioni. Questo crea preoccupazione in molte economie avanzate, come gli Stati Uniti, il Giappone e l’Unione Europea, che si rendono conto di dipendere fortemente da queste risorse. Da quel momento, le terre rare smettono di essere un tema per specialisti e diventano una questione geopolitica”.

E oggi?

“Oggi sono al centro di molte delle grandi trasformazioni del nostro tempo: dalla transizione energetica (auto elettriche, energie rinnovabili) alla rivoluzione digitale. Senza di loro, molte tecnologie semplicemente non funzionerebbero. In sintesi, le terre rare sono passate da essere una curiosità scientifica a diventare una risorsa strategica globale. E la loro “fama” è relativamente recente: è il risultato di un mondo sempre più tecnologico e interconnesso, che dipende da materiali tanto invisibili quanto indispensabili”.

Ci spiega perché questi elementi sono così speciali?

“Le terre rare hanno proprietà davvero uniche, che le rendono indispensabili per gran parte delle tecnologie moderne. Una delle loro qualità più rilevanti è la capacità di condurre molto bene l’elettricità. Alcuni elementi appartenenti a questo gruppo permettono infatti di trasmettere energia in modo veramente efficiente. Questo significa che dispositivi elettronici come computer, smartphone o sistemi energetici funzionano meglio, consumano meno e sono più affidabili. In un mondo sempre più digitale, questa efficienza è cruciale”.

Quali altre proprietà le contraddistinguono?

“Fondamentale è la loro resistenza alle alte temperature. Le terre rare mantengono, infatti, stabilità e prestazioni anche in condizioni estreme, dove molti altri materiali fallirebbero. Per questo vengono utilizzate in tecnologie avanzate come i motori delle auto, le turbine (sia industriali che eoliche) e in componenti elettronici che devono operare senza surriscaldarsi. Senza questa resistenza, molte innovazioni semplicemente non sarebbero possibili. Ma forse la caratteristica più sorprendente è la loro capacità di generare magneti molto potenti. Grazie alle terre rare è, infatti, possibile creare magneti piccoli ma estremamente efficaci. Questa proprietà è alla base di numerose tecnologie: dai motori delle auto elettriche alle turbine eoliche, fino agli altoparlanti, alle cuffie e a molti dispositivi elettronici. Senza questi magneti, molte tecnologie moderne sarebbero meno efficienti, più grandi e meno performanti”.

In che modo i dispositivi elettronici che usiamo ogni giorno dipendono da queste risorse minerali?

“Le terre rare rappresentano uno dei “mattoni nascosti” della tecnologia contemporanea. Proprio grazie a queste caratteristiche, le troviamo negli smartphone (nei sistemi di vibrazione, negli altoparlanti e negli schermi), nei computer, nelle tecnologie per le energie rinnovabili e nei sistemi di trasporto più avanzati. Anche se non le vediamo, sono presenti ovunque”.

Ci può fare alcuni esempi concreti del loro impiego?

“All’interno di uno smartphone ci sono diverse terre rare, ognuna con un ruolo preciso. In particolare, nello schermo ci sono elementi, come europio e terbio, che contribuiscono ad ottenere colori brillanti e un’alta qualità delle immagini. Mentre altri elementi consentono di realizzare magneti molto piccoli che permettono al telefono di vibrare e agli altoparlanti e ai microfoni di produrre e acquisire suoni. Pertanto, possiamo concludere che senza terre rare gli smartphone sarebbero più grandi, meno performanti e con qualità audio e video inferiore”.

E nei pc?

“Nei computer le terre rare sono fondamentali, soprattutto per migliorare l’efficienza e le dimensioni. Infatti, gli hard disk e le ventole utilizzano magneti molto piccoli e potenti per funzionare in modo più preciso; i circuiti elettronici migliorano la conduzione e la stabilità grazie ad alcune terre rare e i display presentano una migliore alla resa dei colori. Quindi, in pratica, le terre rare aiutano i computer a essere: più veloci, più affidabili e meno energivori”.

In quali altri settori strategici le ritroviamo?

“Le terre rare ricoprono un ruolo molto importante, ad esempio, nelle auto elettriche. In particolare, il motore elettrico utilizza magneti a base di terre rare (come neodimio) per generare il movimento, avere una maggiore efficienza (motori più piccoli ma molto potenti) e una maggiore resistenza alle alte temperature e all’usura. In sintesi, senza terre rare i motori sarebbero meno efficienti, le auto avrebbero meno autonomia e aumenterebbero peso e dimensioni. Le terre rare sono fondamentali anche nella produzione di energia pulita contribuendo a  passare a un modello energetico più sostenibile. In particolare, le turbine eoliche usano magneti molto potenti per trasformare il vento in elettricità e ottenere energia con maggiore efficienza. Infine, la presenza delle terre rare consente una migliore produzione di batterie avanzate, di alcuni componenti di pannelli solari e di sistemi di accumulo energetico. Quindi, in estrema sintesi, possiamo affermare che, in tutti questi casi, le terre rare permettono di: ridurre dimensioni e peso dei dispositivi, aumentare l’efficienza energetica e migliorare le prestazioni”.

La concentrazione di produzione mondiale di terre rare può creare problemi o dipendenze per alcuni Paesi?

“Senza alcun dubbio. La concentrazione della produzione di terre rare in pochi Paesi — e in particolare nella Cina — può creare dipendenze significative e diversi tipi di problemi per le altre aree del mondo, come l’Unione Europea. Per spiegare meglio il perché, bisogna partire da un fatto semplice: le terre rare, come già detto, sono materiali indispensabili per tecnologie chiave di oggi e del prossimo futuro, però, mentre molti Paesi sono avanzati nella produzione di tecnologie, pochi controllano davvero le materie prime e soprattutto la loro lavorazione. La Cina, in particolare, non solo estrae una grande parte delle terre rare, ma domina principalmente la fase più delicata: la loro raffinazione. Questo genera per l’Unione Europea una cosa molto concreta: dipendenza dall’esterno per componenti essenziali della propria economia. È una situazione molto simile a quella creatasi per il petrolio nel passato”. 

Anche ora, mi pare. E ci metterei pure il gas…

“Eh sì. Anche se l’Europa ha industrie molto avanzate, rischia di trovarsi in difficoltà se l’accesso a queste risorse viene messo a rischio o limitato dal fatto che esse sono prodotte essenzialmente da un solo Paese. In particolare, se per motivi politici, economici o strategici un Paese dominante decide di ridurre le esportazioni, le conseguenze immediate possono essere il rallentamento della produzione industriale con conseguente difficoltà per settori chiave (energia, automotive, elettronica). Un altrettanto grave disagio si avrebbe se coloro che controllano il mercato decidessero di aumentare i prezzi delle terre rare. Avremmo prodotti più costosi e, conseguente, perdita di competitività per le imprese europee”.

L’Unione Europea è consapevole di questa vulnerabilità? 

“Sì, e sta cercando di ridurre la dipendenza attraverso diverse strategie. In particolare, per affrontare il problema, ha lanciato il Critical Raw Materials Act (2024). Questo piano strategico si pone come obiettivi: diversificare le forniture, sottoscrivendo accordi con i pochi altri Paesi in grado di fornire quantità sufficienti di terre rare, investire in tecnologie per il recupero e il riciclo delle terre rare da dispositivi usati, sviluppare, dove possibile, estrazioni interne e di promuovere ricerca e innovazione per usare meno materiali critici nelle tecnologie emergenti. Più precisamente si fissano alcuni ambiziosi target che prevedono entro il 2030: almeno 10 per cento di estrazione interna, almeno 40 per cento di lavorazione in Europa e almeno 15 per cento di riciclo da rifiuti elettronici. L’obiettivo complessivo è costruire una maggiore autonomia, con la consapevolezza, però, di non poter diventare completamente indipendenti nel breve periodo. In conclusione, in un mondo sempre più tecnologico, le terre rare non sono solo materiali, ma sono diventate un vero e proprio fattore di equilibrio globale”.

Le terre rare rischiano di diventare una nuova fonte di conflitti?

“Purtroppo, accanto al loro ruolo strategico, emergono certamente criticità importanti: impatti ambientali significativi, tensioni sociali e nuove dinamiche geopolitiche. In primis, l’estrazione e la raffinazione delle terre rare rappresentano una delle attività minerarie più complesse e impattanti. Infatti, per la loro estrazione sono  richieste: grandi quantità di acqua, uso intensivo di sostanze chimiche (acidi e solventi) ed elevato consumo energetico, Tutti questi fattori possono portare, e portano principalmente in paesi con scarsi controlli ambientali, alla contaminazione di suolo e falde acquifere, con effetti duraturi sugli ecosistemi locali. Inoltre, è importante evidenziare che in molti giacimenti le terre rare si accompagnano a elementi radioattivi come torio e uranio. Quindi, durante la lavorazione, questi vengono separati ma generano scarti/scorie difficili da gestire e altamente pericolosi. In aggiunta, molti siti di estrazione sono miniere a cielo aperto il cui sfruttamento comporta, pertanto: deforestazione, perdita di biodiversità e trasformazione irreversibile del paesaggio”.

E per quanto riguarda gli aspetti umanitari?

“La filiera delle terre rare può generare tensioni sociali. Le popolazioni locali che vivono nelle aree minerarie spesso subiscono: esposizione a sostanze tossiche e con conseguenti perdita di terre e mezzi di sussistenza con scarsa partecipazione sul controllo dei diritti minimi dei lavoratori. Queste attività, purtroppo, si concentrano in alcune regioni del mondo dove l’estrazione è associata a: condizioni di lavoro precarie, scarsa (se non nulla) tutela sanitaria e conflitti tra aziende, governi e comunità indigene”.

È possibile produrre le terre rare in modo più sostenibile?

“Sì. Nonostante le criticità, esistono diverse strategie per rendere la produzione più sostenibile. Tra queste, come già detto, il recupero delle terre rare da dispositivi elettronici dismessi rappresenta una delle soluzioni più promettenti. Attualmente, purtroppo, il tasso di riciclo è ancora molto basso, ma nuove tecnologie stanno migliorando l’efficienza del recupero. In molti casi, i residui di attività estrattive passate contengono ancora quantità significative di terre rare. Il loro riutilizzo consente di valorizzare materiali già estratti e ridurre l’impatto ambientale complessivo”.

Ci sono speranze, quindi, per una loro estrazione più sostenibile? 

“Sì, certo. Ci sono alcuni sviluppi su nuove tecniche estrattive meno invasive tra cui: metodi di estrazione selettiva, processi biologici e tecnologie elettrochimiche più pulite. Pur tuttavia, queste soluzioni richiedono investimenti e tempo per essere adottate su larga scala e, pertanto, il loro successo dipende moltissimo dalle politiche pubbliche che impongono: regolamentazioni ambientali più rigorose, maggiore trasparenza nella filiera e un forte coinvolgimento delle comunità locali. La crescente domanda di terre rare ha innescato una competizione tra Stati per assicurarsi accesso alle risorse, con: investimenti in nuove miniere, accordi internazionali e politiche industriali mirate. Tutto questo, però, si scontra con l’opposizione delle comunità locali, le tensioni tra sviluppo economico e tutela ambientale e i conflitti tra interessi nazionali e diritti delle popolazioni indigene”.

Vedi l’interesse di Trump per la Groenlandia che, a suo dire, è ricca di terre rare anche se la loro estrazione è ancora avvolta in un mistero dato che stanno anche sotto i ghiacci…

“Eh sì. In conclusione, mi sento di affermare che le terre rare rappresentano una risorsa strategica indispensabile per il futuro tecnologico ed energetico. Tuttavia, il loro utilizzo pone sfide significative che non possono essere ignorate”.

Ma viste la particolarità di questi materiali, come si sono accorti che erano adatti a quegli scopi?

“Ci siamo accorti dell’importanza delle terre rare solo quando la tecnologia è diventata abbastanza avanzata da sfruttarne le proprietà. Per oltre un secolo erano elementi quasi “senza utilità”; oggi sono tra i materiali più strategici al mondo. Le loro proprietà speciali emersero poco alla volta. Alla fine dell’Ottocento alcuni chimici notarono che certi ossidi di terre rare emettevano una luce intensa e molto pura quando venivano scaldati. Fu una scoperta importante per l’illuminazione e, molto più tardi, per schermi e LED. Nel Novecento arrivò la vera svolta: la fisica quantistica spiegò gli effetti magnetici eccezionalmente forti. Da qui nacquero magneti potentissimi che hanno reso possibili motori elettrici compatti, hard disk, cuffie miniaturizzate e molte tecnologie moderne. Altre terre rare si rivelarono preziose per resistere alle alte temperature, migliorare le leghe metalliche o amplificare i segnali nelle fibre ottiche”.

Le voglio chiedere ancora una cosa: si parla ancora molto di nucleare, in Italia, per diventare autonomi nella produzione energetica. Secondo lei è davvero una soluzione fattibile?

“Dal punto di vista tecnico, costruire nuove centrali sarebbe possibile, ma richiederebbe investimenti enormi, tempi lunghi e una forte continuità politica. Una centrale nucleare moderna può costare decine di miliardi di euro e richiedere oltre dieci anni tra autorizzazioni, costruzione e avvio. Servono inoltre competenze altamente specializzate, infrastrutture dedicate e sistemi di sicurezza estremamente rigorosi. Anche il nucleare, tuttavia, dipende da materie prime e filiere internazionali. Le centrali richiedono enormi quantità di acciaio, cemento, rame, elettronica avanzata e combustibile nucleare, soprattutto Uranio arricchito. L’Italia non possiede risorse significative di uranio, quindi dovrebbe comunque importarlo dall’estero. Il nucleare, quindi, potrebbe aumentare la sicurezza energetica del paese, riducendo la dipendenza dal gas, ma non garantirebbe una vera autonomia energetica totale. In aggiunta, uno dei temi più delicati resta quello delle scorie radioattive. I rifiuti ad alta attività devono essere gestiti e custoditi in sicurezza per tempi molto lunghi. Inoltre l’Italia non ha ancora completato il deposito nazionale definitivo per i materiali radioattivi già esistenti. In conclusione, il confronto sul nucleare non riguarda solo la tecnologia, ma anche i costi, i tempi, la gestione del rischio e le priorità energetiche del paese. Oggi il tema centrale non è scegliere una singola fonte, ma capire quale equilibrio si può costruire tra nucleare, rinnovabili, accumulo energetico ed efficienza dei consumi”.