O que são elementos de terras raras – e o que eles têm a ver com o meio ambiente?

Terras raras não são respeitadas. Presos perto da parte inferior da tabela periódica dos elementos e com nomes impronunciáveis ​​como praseodímio e itérbio, eles não têm nem de longe o glamour e a popularidade que oxigênio, nitrogênio, carbono e outros líderes de paradas têm. Caramba, mesmo o zircônio - usado para criar o simulado de diamante de zircônia cúbica frequentemente ridicularizado - se sai melhor do que as terras raras. A ironia de tudo isso é que a maioria das pessoas usa diariamente produtos feitos com terras raras. Na verdade, você poderia dizer que não conseguiríamos viver sem eles, pois eles são encontrados na maioria dos aparelhos de alta tecnologia: telefones celulares, computadores, iPods e muito mais.

Então, o que, exatamente, são essas coisas? Existem 17 elementos de terras raras, de acordo com uma definição amplamente aceita, todos com propriedades químicas semelhantes: os elementos da série dos lantanídeos - lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio -- mais ítrio e escândio, classificados como "metais de transição" [fonte: Houses of Parliament]. (No entanto, alguns cientistas podem excluir o escândio, ou tanto o escândio quanto o ítrio, do agrupamento de terras raras, dependendo de quão semelhantes eles sentem que esses dois elementos são aos lantanídeos.) Esses elementos, também chamados de metais de terras raras, foram descobertos em 1787 por químico Tenente Carl Axel Arrhenius, depois de encontrar uma rocha preta estranhamente pesada em uma pedreira em Ytterby, na Suécia, que ele chamou de ytterbite [fontes: Vanderkrogt , Think Global Green ].

Esses metais não são realmente raros - eles são encontrados em abundância em todo o mundo. As pessoas os consideram raros, porém, porque estão espalhados em pequenos pedaços por todo o planeta, não agrupados em veios, como o cobre. Na verdade, eles são encontrados em aglomerados - mas com outras terras raras, não apenas com seu tipo específico. Isso significa que eles precisam ser colhidos e depois separados em cada elemento, o que é difícil e caro. Na verdade, quando os elementos foram inicialmente descobertos, e os cientistas ainda não tinham certeza do que fazer com eles, eles foram extraídos juntos como um grupo. Essa mistura de elementos foi chamada de "mischmetal" [fonte: Popular Mechanics ]. Sério.

Por décadas, os cientistas se debruçaram sobre esses elementos, eventualmente percebendo seu grande potencial. Por um lado, as terras raras têm propriedades magnéticas e condutoras maravilhosas, permitindo-nos encolher nossos dispositivos tecnológicos. Lembre-se do Sony Walkman da década de 1970, o primeiro dispositivo de música portátil? Esse player compacto foi possível em parte porque continha um ímã pequeno e forte feito de samário. Hoje, os ímãs à base de samário foram substituídos por ímãs de neodímio ainda menores e mais fortes - daí o diminuto descendente do Walkman, o iPod [fonte: Popular Mechanics , Lynas Corp. ]. Terras raras também brilham na arena de defesa, onde são usadas para criar tudo, desde óculos de visão noturna até armas guiadas com precisão.

Os EUA já lideraram o mundo no processamento de terras raras, mas hoje essa distinção pertence à China, que se beneficiou de subsídios governamentais nas décadas de 1980 e 1990 que permitiram inundar o mercado internacional com terras raras baratas. À medida que a própria necessidade chinesa por eles cresceu, no entanto, eles não estão vendendo tanto para o resto do mundo, e a escassez está se aproximando. Os EUA reiniciaram sua antiga unidade de produção e, eventualmente, poderão novamente cobrir seu próprio consumo de metais de terras raras [fonte: National Geographic ].

É ótimo encolher nossos brinquedos de alta tecnologia com o uso de terras raras, mas eles têm outros usos importantes, principalmente no que diz respeito ao meio ambiente. Os metais são usados ​​na criação de inúmeros itens "verdes", incluindo carros híbridos , controles de poluição do ar, lâmpadas LED e turbinas eólicas .

Especificamente, ímãs feitos de terras raras são usados ​​em turbinas eólicas e itens relacionados, como geradores, tornando-os fortes e poderosos, mas leves e eficientes. As baterias recarregáveis, que alimentam tudo, desde pequenos e-readers até os veículos híbridos pesados ​​mencionados acima, também usam esses elementos, em particular o lantânio. Todo Toyota Prius , por exemplo, carrega 10 libras (4,5 kg) de lantânio em sua bateria de "hidreto metálico de níquel". (Adivinhe a que a parte "metal" do nome se refere? Lantânio, é claro [fonte: Popular Mechanics ].)

Claro, as terras raras não são perfeitas. Todos os minérios de terras raras contêm urânio e tório - elementos radioativos que se tornam resíduos quando extraídos e devem ser descartados com cuidado. Também são necessários mais produtos químicos para separar urânio e tório do que para separar metais básicos como cobre, zinco e chumbo, o que não é bom para o meio ambiente [fonte: Think Global Green ].

Na China e em outros lugares, regulamentações negligentes e mineração ilegal de metais de terras raras resultaram em terra e água poluídas e até envenenaram os habitantes locais, o que obviamente é um problema importante [fonte: Houses of Parliament ]. O processo de mineração também usa muita energia e pode causar degradação e erosão do solo superficial. E, finalmente, muitos aparelhos de alta tecnologia feitos com terras raras são jogados em aterros sanitários quando não são mais úteis, e os pesquisadores ainda não sabem se, com o tempo, as terras raras serão liberadas de volta ao meio ambiente - e se então, o que isso pode significar para o nosso planeta [fonte: Houses of Parliament , Smith ].

Em última análise, porém, a produção de terras raras continua aumentando, sugerindo que, pelo menos por enquanto, seus inúmeros benefícios ambientais e sociais superam os custos. Então, parece que esses elementos estão aqui para ficar - pelo menos até que a próxima melhor coisa seja descoberta.

Admito: odeio a ciência. (Matemática também, se você quer saber.) Então este tópico inicialmente não me emocionou. Até que percebi que isso significava que eu finalmente tinha algo científico para discutir com minha filha mais velha, que acabou de se formar em química. Minha filha estava familiarizada com os elementos de terras raras e me ajudou a entender completamente do que se trata. Esse toque pessoal tornou o assunto muito mais interessante para mim, e espero que esse interesse se reflita neste artigo.

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