Desafios tecnológicos futuros para metais de terras raras

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Nas últimas décadas, tecnologias novas e em evolução proporcionaram às empresas muitas das oportunidades mais importantes, mas também trouxeram problemas. Nos próximos anos, as invenções que estão sendo desenvolvidas e adotadas por desenvolvedores de aplicativos se tornarão mais populares e poderosas. Ainda não sabemos as possíveis consequências desses desenvolvimentos, mas as empresas precisam prever e preparar como essas invenções afetarão seus setores econômicos. Uma das possíveis ameaças é o esgotamento dos recursos da terra, especialmente metais de terras raras. Quanto mais frequentemente a questão do esgotamento de recursos é levantada, surge a pergunta:devemos nos preocupar com isso? E quais alternativas estão disponíveis para combatê-lo.

“A maioria de nossos dispositivos mais populares, como smartphones , laptops e fones de ouvido dependem de vários materiais. ”

De acordo com cientistas de recursos naturais, muitas das commodities das quais dependemos em nossas vidas diárias nunca estarão "esgotadas". Infelizmente, suas opiniões são muito positivas e divergem da verdade. A maioria dos nossos dispositivos mais populares, como smartphones, laptops e suprimentos cirúrgicos, depende de vários materiais. Existem mais de sessenta componentes apenas no equipamento de bateria. “A maioria desses elementos é encontrada em pequenas quantidades, um miligrama ou menos”, diz Armin Reller, químico da Universidade de Augsburg na Alemanha e presidente de estratégia de recursos. “No entanto, eles são essenciais para a operação do dispositivo.” Isso inclui alguns minerais conhecidos, como ferro, alumínio e cobre, bem como outras substâncias menos conhecidas, como "minerais de terras raras" ou "sementes científicas". Esses materiais mencionados posteriormente atraíram muita atenção pelo uso em smartphones, carros elétricos, turbinas eólicas, notebooks e outros dispositivos. A China fornece 90% dos metais de terras raras do mundo e estima-se que seus depósitos minerais se esgotarão em 15-20 anos. Da mesma forma, outros prevêem que, se a demanda continuar, o índio, a platina e a prata se esgotarão em dez anos. Outros relatórios prevêem que produtos como o alumínio serão usados ​​em cerca de 80 anos.

De acordo com pesquisas, ouro, platina, ródio e telúrio são um dos elementos mais raros da terra, seja em termos de proporção na terra, seja em termos de valor para os humanos. Conforme Thomas Graedel, diretor de silvicultura e Estudos Ambientais, Centro de Ecologia Industrial da escola de Yale, “a total falta de platina, alumínio, prata ou algum outro recurso natural quase certamente nunca aconteceria”. Ele afirma que nunca esgotamos totalmente um recurso natural e quase provavelmente nunca o faríamos.

Olhar para a situação em termos de “esgotamento” não é a única forma de o fazer. Por exemplo, provar uma negativa é difícil. Sem pesquisar cada aspecto subaquático possível no globo, os cientistas nunca concluirão de forma inequívoca:“A Terra não possui mais depósitos de prata”. Uma explicação mais realista é que, quando atingirmos o estágio em que estamos diminuindo gradualmente, o valor da sucata final ficará muito caro e os produtores não poderão lucrar com nenhuma das mercadorias que fabricam. Eles terão se voltado para recursos diferentes, embora em desvantagem. De acordo com Lawrence Meinert, coordenador do programa de recursos minerais do US Geological Survey, "conforme as forças do mercado se ajustam, os custos mudam e os consumidores ajustam o que precisam e como precisam". “Isso significa que você nunca usará nada porque o preço sobe tanto que você evita comprá-lo.”

A extração da criolita usada para produzir o metal de alumínio parou na década de 1980, porque os depósitos restantes não eram suficientes para justificar os custos de mineração e, na verdade, eles mudaram para alternativas de uso geral. Também é impossível nomear o bem mais valioso do mundo. Não se aplica ao conceito de quantos certos elementos ou minerais específicos existem no mundo. A abundância depende da dificuldade de obtenção do mineral e da demanda por esse material (Minat, 2010). Portanto, a escassez torna-se um problema de escassez em vez de reservas reais, e mesmo a disponibilidade pode ser afetada por muitos fatores. O índio usado em equipamentos e telas de monitores de tablets é um subproduto de outras atividades de mineração. Quase todo o índio é extraído em pedreiras de zinco; não há nenhuma pedreira designada de índio devido à sua quantidade limitada e baixa eficiência de mineração. Portanto, se as montadoras mudarem de estruturas de aço para estruturas de alumínio e fizerem com que o mercado de zinco caia, como tem acontecido recentemente, o preço do índio vai cair. “A natureza carrega depósitos em qualquer lugar que pareça fazer, independentemente de termos energia ou água para lidar com isso” (Graedel).

Em outras situações, mesmo que existam minas específicas para esses produtos, a demanda pode superar a oferta. A palavra alemã “Gewürzmetall” é freqüentemente usada para descrever tais propriedades. "Spice metal" tem esse nome porque, semelhante a um toque de canela ou açafrão unindo o sabor de um prato intacto, esses componentes constituem uma porcentagem limitada da composição de um dispositivo digital, mas são essenciais para seu funcionamento. O paládio, usado como resistor em telefones celulares, responde por apenas 0,015% do peso total desses produtos, mas o setor consome cerca de 15 toneladas do metal de terras raras por ano.

O argumento de que o universo pode encontrar alternativas se uma variável ou outra se exaurir foi popular no passado. Infelizmente, no ambiente altamente dinâmico de hoje, nenhum substituto adequado pode ser encontrado. Graedel e seus colaboradores tentaram encontrar os substitutos corretos para 62 metais em uma nova análise. Eles descobriram que os 12 metais testados não tinham substitutos para seus usos principais, mas nenhum dos outros 62 metais tinham substitutos na maioria de suas aplicações. Se começarmos a fazer alternativas, a eficiência pode diminuir, as máquinas ficarão mais lentas, os motores ficarão menos potentes, etc. - porque queremos obter o melhor da longa descrição do produto. Graedel espera ter um entendimento claro de quais metais serão escassos nos próximos anos. O departamento de P&D deve começar a sonhar com alternativas em potencial e se concentrar em projetar produtos com materiais mais confiáveis.

Ao mesmo tempo, seria benéfico encontrar uma forma responsável de reciclar equipamentos antigos. Em 2009, os Estados Unidos reciclaram apenas 25% das TVs e laptops antigos e reciclaram 8% dos telefones celulares. O preocupante é que desperdiçamos todo nosso tempo e dinheiro com ouro, platina e outros materiais usados ​​em produtos eletrônicos. Nós apenas os usamos uma vez e não nos importamos com o que acontece com eles. A reciclagem não resolve o problema da escassez. Definitivamente, isso ajuda. Se a Terra começar a reciclar seriamente e combinar esse esforço com tecnologias emergentes para identificar, coletar e compartilhar com eficácia os produtos de que precisamos, então os produtos essenciais na vida diária podem durar séculos. Quando se trata de custo e disponibilidade de tecnologia na vida diária, a ideia de reciclagem pode ser um pouco onírica, e as equações voltadas para o mercado têm um impacto sobre nós. Embora nenhuma substância seja tão rara a ponto de se extinguir, devemos nos preocupar que muitas substâncias irão desaparecer em breve.