L'Uomo e l'organizzazione degli spazi industriali e dei servizi

di Livio G. Rossetti

SCHEDE DI APPROFONDIMENTO

Industria e processo produttivo
Economie di scala-di agglomerazione e urbanizzazione
Il settore secondario
Il settore terziario-la terzarizzazione dell'economia
Evoluzione del settore navale commerciale e sottomarino
Materie prime-risorse e riserve
67 Metalli e Terre rare, il lato oscuro della transizione energetica e digitale
Acqua e sabbia
Il carbone e il ferro
La storia dell'acciaio
Storia della bicicletta
Storia del petrolio-Storia dell'auto
Storia dell'aviazione e dell'industria aeronautica
il turismo-concetti generali ed evoluzione storica
Le Rivoluzioni borghesi
Medici-ricerca medica-igiene pubblica.

Come la Rivoluzione Agricola del Neolitico, anche la Rivoluzione Industriale fu preceduta da alcune trasformazioni sociali, economiche e tecnologiche. Sul piano sociale l'evento maggiore fu la presa del potere da parte della borghesia in 140 anni di lotte contro i nobili. Le tre Rivoluzioni borghesi sono: quella inglese guidata da Cromwell, 1649-58 per affermare la supremazia del Parlamento sul re; quella americana guidata da Washington delle colonie americane contro l'Inghilterra, 1775-76; quella francese del 1789 del Terzo stato contro nobili e clero.
Dopo aver accumulato capitali con i commerci, con i miglioramenti produttivi in agricoltura, dopo aver sviluppato le libere professioni, dopo aver aperto banche e armato flotte mercantili, raggiunto il controllo delle finanze e delle imprese produttive, la borghesia prende anche il potere politico per meglio dirigere, controllare e razionalizzare il nuovo sistema.
Al modo di produzione tradizionale subentra e si impone il modo di produzione capitalista. Il profitto e l'efficienza del sistema produttivo saranno basati sulla ricerca scientifica e sull'applicazione tecnologica dei risultati. Si afferma poco alla volta la certezza che la scienza non abbia limiti, e che la tecnica sia in grado di aumentare quasi all'infinito l'attitudine a realizzare gli scopi che l'uomo si pone senza limiti. Lo sviluppo tecnico diventa lo scopo del nuovo modo di produzione, da mezzo che era al principio.

LA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

Dopo questi avvenimenti, la borghesia prende il potere e, tra l'inizio del Settecento e l'inizio dell'Ottocento avviene in alcuni Paesi dell'Europa continentale e insulare una trasformazione del modo di produzione, un mutamento generale del modo di vivere, del dove vivere e dell'organizzazione della nazione, denominati rivoluzione industriale che fu un processo di evoluzione economica e industrializzazione dei vari Paesi che, da sistema agricolo-artigianale-commerciale, diviene un sistema industriale moderno. Questo evento fu reso possibile dall'uso di una nuova fonte energetica, il carbone; dall'introduzione della macchina a vapore; dalla diffusione della ferrovia come mezzo di trasporto, il tutto favorito da una forte componente di innovazione tecnologica, accompagnato da fenomeni di crescita, sviluppo economico e profonde modificazioni socio-culturali ma anche politiche, con l'affermazione della borghesia come classe dominante. Tutto questo fu preparato dalla rivoluzione scientifica, una fase di straordinario sviluppo della scienza (in matematica, fisica, astronomia, biologia e chimica che trasformarono la visione del pensiero riguardo alla natura) che si sviluppa a partire dal 1543, data di pubblicazione dell'opera di Niccolo Copernico Le rivoluzioni degli astri celesti (rivoluzione copernicana), al 1687, data di pubblicazione dell'opera di Isaac Newton I principi matematici della filosofia naturale, comprendendo la nascita del metodo scientifico, o metodo sperimentale da parte di Galileo Galilei (1564-1642).

L'abbandono del modello di economia tradizionale, dopo che per secoli era stato alla base della vita dei popoli europei, sostituito da quello capitalistico, si verifica contemporaneamente all'evoluzione demografica della popolazione (passaggio al secondo stadio), mutamento che origina l'esplosione della popolazione nel nostro Continente che dura fino agli inizi del Novecento.
La crescita demografica, provocando un esubero di manodopera in agricoltura, provoca il via al mutamento occupazionale (diminuiscono i contadini a favore degli occupati nel settore industriale). Questa serie di cambiamenti sono all'origine dello sviluppo dell'urbanizzazione della popolazione europea.

Per quale motivo proprio in Europa, e soprattutto in Inghilterra, sono avvenute queste trasformazioni sociali ed economiche? La rivoluzione industriale e l'affermazione di una nuova classe sociale, quella borghese, sono state preparate lungamente nei secoli, fin da quando lo sviluppo dei commerci, specie quelli marittimi, grazie alla scoperta di nuove terre, fece affluire ulteriori ricchezze nel nostro Continente. Si potrebbe affermare che le prime grandi scoperte geografiche furono dei Portoghesi e degli Spagnoli, e non degli Inglesi, eppure i grandi imperi coloniali di queste nazioni non hanno visto partire la rivoluzione industriale. Si potrebbe affermare che questo sia dovuto a cause culturali, religiose, il che sembra, senza dubbio, vero, basterebbe vedere le grandi chiese dove confluisce l'oro e l'argento delle Americhe; ma in entrambi i casi si deve anche osservare che non vi erano giacimenti di carbone, oppure che non erano tollerati i liberi pensatori, le scienze liberali, ecc. Sta di fatto che in entrambe prospera la classe nobiliare e non la borghesia e che queste Nazioni perdono in pochi secoli i loro imperi coloniali qundo subentra l'Inghilterra e poi l'Olanda. L'Act of Toleration del 1689 garantiva diritti di libera religione alle fazioni non protestanti che si erano combattute nella guerra civile. Viene consentito a battisti, congregazionalisti, metodisti e quaccheri di pregare liberamente. Questi gruppi colgono subito l'occasione per espandere ulteriormente l'impero inglese nelle Tredici Colonie dove trovano terreno fertile per le loro idee.

Al contrario di Spagna e Portogallo, in Inghilterra la borghesia diviene, poco alla volta, la vera detentrice del capitale: i commerci fruttano denaro; questo viene reinvestito in altri settori, nell'acquisto di terre, in migliorie, nel potenziamento delle flotte navali; si ottenengono altri profitti, aumentando i capitali personali, nuovamente messi a fruttare in settori speculativi. Dopo il 1714, gli avanzamenti in campo agricolo rendono l'agricoltura maggiormente produttiva e consentono ad un numero di persone di potersi dedicare all'industria. La Rivoluzione agricola inglese include innovazioni, come ad esempio la seminatrice, inventata nel 1701 da J.Tull, che inizia un periodo di progresso come mai si era visto dall'epoca medievale e che continua nei secoli successivi. La nuova meccanizzazione dell'agricoltura permette anche la lavorazione di appezzamenti di terreno maggiori, consentendo di variare le colture e diversificare il paesaggio. La rivoluzione industriale cresce e si sviluppa non solo nelle grandi metropoli ma anche nelle cittadine di mercato come Manchester, Sheffield e Leeds che crescono anche in termini di popolazione.

La prima rivoluzione industriale interessa soprattutto il settore tessile-metallurgico con l'introduzione della spoletta volante e della macchina a vapore nella seconda parte del '700.
La seconda rivoluzione industriale inizia con l'introduzione dell'energia elettrica (1870), dei prodotti chimici e del petrolio.
La terza rivoluzione industriale, avviene molto tempo dopo (1970), grazie all'introduzione massiccia dell'elettronica, delle telecomunicazioni e dell'informatica nell'industria.
La rivoluzione industriale comporta una profonda e irreversibile trasformazione che parte dal sistema produttivo fino a coinvolgere il sistema economico e l'intero sistema sociale. L'apparizione della fabbrica e della macchina, modifica i rapporti fra i settori produttivi. Nasce la classe operaia che, in cambio del proprio lavoro, ottiene un salario. Raggiunto il controllo delle finanze e dei settori produttivi, la borghesia si prende anche il potere politico, per meglio dirigere, controllare, razionalizzare il nuovo sistema economico che essa ha elaborato, preparato e che sta attuando, organizzando la produzione secondo i principi nuovi, quelli liberisti. La presa del potere avviene nei tre momenti storici sopra ricordati: la rivoluzione borghese inglese del Seicento; quella americana del 1775; quella francese del 1789. L'Inghilterra, isolata dal Continente, unificata da tempo, proprio durante la dittatura del puritano Cromwell (1649-58) getta le basi della futura potenza militare e navale che mette successivamente in crisi il dominio dei mari, sia dell'Olanda, che della Spagna (con l'Editto di navigazione del 1652): il commercio con l'Inghilterra deve essere esercitato da navi inglesi, con equipaggio inglese, mentre fino ad allora era stato gestito dagli olandesi.

Il ceto dei nobili terrieri, investendo crescenti capitali, introduce quelle migliorie che potenzieranno il settore alimentare, diminuendo le cause di morte provocate dalla sottoalimentazione: viene introdotta la pratica della rotazione agraria con colture preparatrici e miglioratrici, viene sviluppata l'orticoltura, potenziato l'allevamento, razionalizzata la concimazione, selezionate le sementi, introdotti nuovi prodotti coloniali, come la patata. A. Thaer era un agronomo tedesco, sostenitore della teoria dell'importanza dell'humus per la nutrizione della pianta. Il suo libro, Principii dell'agricoltura razionale, del 1812, viene tradotto in inglese solo nel 1844, ma le sue teorie erano largamente accettate nel corso di buona parte del XIX secolo. Thaer aveva riassunto il lavoro di agronomi inglesi che nel corso del Settecento hanno proceduto a migliaia di esperienze, mirando a creare nuove rotazioni, ma fu Thaer a proporre la sintesi organica che mancava, di cui, poi, saranno due agronomi inglesi, Lawes e Gilbert, a sviluppare le conseguenze maggiormente significative, creando il sistema di congnizioni che diviene la base dell'agricoltura moderna. Nel decennio successivo, le scoperte di Liebig, soprattutto che non bastasse il solo azoto, per nutrire i vegetali, ma che erano importanti anche il potassio e i fosfati, portarono a una razionale concimazione dei terreni. Anche G.Mendel biologo, matematico e monaco agostiniano, ceco di lingua tedesca, considerato il precursore della moderna genetica per le sue osservazioni sui caratteri ereditari descritti nel testo Esperimenti sull'ibridazione delle piante (1866), principi poi denominati Leggi dell'ereditarietà di Mendel, dette un forte apporto alla selezione dei vegetali coltivati in agricoltura e degli animali allevati.

Contemporaneamente, la borghesia mercantile dette impulso ai commerci e alle aziende artigianali: la flotta mercantile divenne la maggiore del Mondo a mano a mano che si sviluppava l'impero coloniale presente in America, in Africa e in Asia. Alla fine, un quinto del Mondo era in mano all'Inghilterra. La rottura con la Chiesa di Roma pose le basi per un eccezionale sviluppo della ricerca scientifica, in altri Paesi soffocata dalla Chiesa, e l'Inghilterra divenne il crogiuolo dal quale avranno inizio tutte quelle innovazioni scientifiche e tecnologiche alla base della rivoluzione industriale. Per effetto della sua situazione interna, divenne presto il rifugio di perseguitati come gli ugonotti francesi, attivi artigiani e mercanti cacciati per le loro idee religiose: grazie al loro impegno, furono possibili le future conquiste produttive.

Accanto a questi fattori umani favorevoli, l'Inghilterra vantava pure la presenza di buoni e riparati porti, fiumi navigabili, climi umidi e temperati, vasti giacimenti di carbone nelle terre di origine paleozoica. I miglioramenti ottenuti nel settore alimentare, il lungo governo stabile, causarono un forte aumento della popolazione. La parte esuberante della popolazione agricola abbandonava la campagna (anche per la decisione dei grandi proprietari terrieri di recintare le terre comuni) e dava sviluppo alla crescita urbana. Questo fatto, contemporaneo alla crescita industriale, provoca un aumento della richiesta di combustibile e, di fronte alla drastica riduzione dei boschi (molto legname di pregio era usato nei cantieri navali), si passa al carbone, utilizzato in precedenza, ma non con quella forza come nei due secoli successivi. Prima della Rivoluzione Industriale, carbone e calcare erano lavorati solo in modeste grandezze e solo per il fabbisogno locale, ma durante la Rivoluzione Industriale, con l'apertura di nuovi canali (come il Canale di Birmingham, il Canale di Stourbridge e il Canale di Dudley), aumenta lo sfruttamento di giacimenti dell'area. Migliorie nell'uso del coke per la produzione del ferro permisero un rapido aumento della produzione. In epoca vittoriana Black Country era una delle zone maggiormente industrializzate d'Inghilterra. Lo sviluppo porta velocemente all'espansione della rete ferroviaria locale che collega direttamente anche le miniere. Black Country (Territorio Nero) era un'area della conurbazione delle Midlands Occidentali inglesi, formata dall'area di Birmingham e dall'area di Wolverhampton.
Le miniere di carbone, la lavorazione del carbone stesso, le fonderie di ferro e i centri siderurgici per la produzione di acciaio producono un elevato livello di inquinamento che ha pochi eguali al mondo. Il concetto di "Black Country", relativamente recente, deriva dal fatto che le vene carbonifere affiorano spesso nella brughiera, e la presenza del carbone contribuisce ad annerire il terreno nelle zone dei filoni di carbone grezzo presenti nelle faglie di South Staffordshire e di Bentley. L'industrializzazione della zona inizia prima della rivoluzione industriale: si tratta infatti di un'area in cui la metallurgia ricopriva un ruolo importante dal XVI secolo, grazie alla presenza di miniere di ferro e della citata faglia carbonifera (la maggiore della Gran Bretagna) e al fatto che diversi abitanti lavoravano come fabbri, quindi si parla di proto-industrializzazione.
Maggiore produzione industriale volle dire anche un aumento del consumo di energia, per questo motivo incrementa la richiesta di carbone e nuove miniere vennero aperte. Il problema del trasporto del carbone, non sempre localizzato presso le regioni urbanizzate maggiori o le zone industriali, sollecita la ricerca di nuovi e rapidi mezzi di trasporto. Prima si pensa di potenziare i mezzi navali e di costruire canali navigabili che colleghino le miniere alle industrie, poi si passa a quelli terrestri. Ben presto ci si accorge che le strade, pur migliorate con nuove massicciate (metodo macadam, una tecnica costruttiva ideata nel 1820 dall'ingegnere scozzese John Loudon McAdam, ufficiale durante le guerre napoleoniche, con cui si possono realizzare sia strati di fondazione che pavimentazioni stradali), non erano sufficienti e la ricerca si indirizza verso soluzioni nuove. La risposta venne dall'impiego della macchina a vapore su rotaie di ferro.

La macchina a vapore stava trovando impiego nelle miniere, dimostrandosi utile nella fase di pompaggio dell'acqua di falda che creava disagi nei cunicoli profondi: il calore ottenuto dalla combustione del carbone veniva trasformato in energia meccanica mediante semplici congegni. I nuovi processi di lavorazione del ferro facilitarono i miglioramenti tecnici nella costruzione delle macchine a vapore (Savery costruisce la prima nel 1698, era una pompa per l'aspirazione dell'acqua dal fondo delle miniere, Newcomen la perfeziona nel 1712 e Watt la migliora ulteriormente nel 1782) e da allora le industrie, ma anche le miniere, introdussero le nuove macchine motrici, aumentando la potenza produttiva.

Questo provoca una vera rivoluzione nella costruzione dei mezzi di trasporto: le navi furono dotate, poco alla volta, di motori a vapore (1783-1801), le pale vennero sostituite dai motori ad elica (John Ericsson ruba i piani di Josef Ressel e brevetta il sistema nel 1838), gli scafi di legno sono sostituiti da quelli di acciaio e nel complesso si aumenta notevolmente la portata, la stazza, mentre si riducono i tempi di percorrenza.
Un progettista famoso fu Isambard Kingdom Brunel (1806-1859), tra i maggiori ingegneri vittoriani, tuttora considerato uno dei maggiormente innovativi e versatili di ogni tempo, avendo realizzato opere importanti in vari campi dell'ingegneria, tra cui ponti (ponte sospeso di Clifton a Bristol, quello ferroviario vicino Plymouth, il Royal Albert Bridge), gallerie, ferrovie e navi. Anche se i progetti di Brunel non furono sempre coronati dal successo, tuttavia contenevano soluzioni innovative. Brunel ha conseguito molti "primati" in ingegneria navale, fra i quali la progettazione e costruzione nel 1838 della S.S. Great Western che, oltre alla propulsione con ruota a pale, la nave aveva un'elica e sei alberi per la velatura. La Great Western parte per il suo viaggio inaugurale diretta a New York l'8 aprile 1838 con un carico di carbone, merci varie e sette passeggeri. La traversata dura 15 giorni. La Great Western aveva dimostrato che era possibile un servizio commerciale transatlantico con piroscafi. Compie 64 traversate e una sua nave vince per la prima volta il Nastro Azzurro con il tempo di traversata verso est in 12 giorni. Poi venne la costruzione del transatlantico S.S. Great Britain, varato nel 1843, considerato la prima nave moderna, la prima nave oceanica in metallo, spinta da un motore a vapore e con la propulsione ad elica a sei pale, che fu per l'epoca anche la nave maggiore per grandezza mai costruita.

Nel 1852 Brunel passa alla costruzione di una terza nave, superando in grandezza le precedenti, e destinata ai viaggi per l'India e l'Australia. La S.S.Great Eastern venne costruita con una tecnologia all'avanguardia per i suoi tempi: lunga circa 210 mt, arredata in modo lussuoso, poteva trasportare 4.000 passeggeri ed era in grado di navigare andata e ritorno da Londra a Sydney senza alcuno scalo per rifornimenti, era dotata di cinque fumaioli ed era mossa da due gigantesche ruote a pale, un'elica e sei alberature per la navigazione suppletiva a vela. Venne costruita presso i cantieri Napier a Londra e dopo due viaggi di prova nel 1859, fece il suo viaggio inaugurale il 17 giugno 1860 partendo da Southampton per New York. Pur venendo meno al suo scopo di nave passeggeri, trova un ruolo come nave posacavi e viene utilizzata per la posa sul fondo dell'Atlantico del primo cavo sottomarino telegrafico nel 1865, permettendo le telecomunicazioni fra Europa e USA. Il cavo era lungo 3700 chilometri e fu arrotolato in tre cisterne nella stiva della nave; venne steso sul fondale tra l'Irlanda e Terranova e, dopo la prima trasmissione transoceanica, l'evento fu celebrato come l'Ottava meraviglia del Mondo. Fu poi demolita tra il 1888 e il 1890.

John Ericsson, nato Johan, fu un inventore, imprenditore e armatore svedese naturalizzato statunitense, attivo in Inghilterra e negli Stati Uniti, (Ericsson si trasferisce a New York nel 1839) ed viene considerato uno dei maggiormente influenti ingegneri meccanici di sempre, ha progettato la prima fregata a vapore con propulsione a elica della marina americana U.S.S. Princeton. Con C. H. DeLamater di New York realizza la prima nave corazzata con torretta rotante, la U.S.S. Monitor, che salva lo squadrone di blocco navale statunitense dalla distruzione da parte di una nave confederata corazzata, nel marzo 1862. Di Ericsson, la maggiormente riuscita e duratura delle sue invenzioni, fu il condensatore a vapore, che permetteva ad un piroscafo di recuperare acqua fresca per le sue caldaie mentre era in mare. Quando fu varata, la U.S.S. Princeton fu un enorme successo. Il 20 ottobre 1843 vinse una prova di tempi di percorrenza contro il battello a vapore S.S. Great Western che Brunel aveva costruito nel 1838, fino ad allora considerato il migliore in mare. Grazie ad altre soluzioni navali, come la torretta rotante della U.S.S. Monitor, considerata uno dei maggiori progressi tecnologici della storia navale, ancora oggi presente sulle navi da guerra, e a molti altri progetti, sebbene nessuna delle sue invenzioni abbia creato grandi industrie, viene considerato il miglior ingegnere navale in America nel XIX secolo.

La ferrovia risolse invece il problema del trasporto terrestre. Dopo vari tentativi (nel 1804 l'inglese Trevithick faceva muovere il primo locomotore su rotaia di ferro), nel 1814 entrava in scena Stephenson che risolveva alcuni problemi tecnici, permettendo l'avvio del settore ferroviario: fu del 1825 il primo treno pubblico a vapore, per merci e passeggeri, poi segue nel 1829 la Rocket, prima di una lunga serie di mezzi di trasporto che percorreranno le terre inglesi, avvicinando notevolmente le zone abitate (quel mezzo che utilizzava la tecnologia messa a punto da Watt nel 1782 aveva la potenza di 10 cavalli; da allora la potenza dei motori viene ancora misurata in "cavalli vapore"). Ferrovia, macchina a vapore e carbone, divennero i motori dello sviluppo industriale che richiese sempre maggior numero di ferro (acciaio e ghisa), di carbone (poi affiancato dal petrolio e dall'energia idraulica), di tecnologia: si gonfiano i commerci e il Mondo, almeno una parte privilegiato, entrata nell'era del consumismo e degli sprechi.
Lo sviluppo della locomotiva a vapore di Richard Trevithick, ha dato nuovo impulso, e il consumo di carbone cresce rapidamente come la rete ferroviaria, soprattutto dopo la costruzione di altre locomotive come quelle costruite da George Stephenson, riconosciuto come padre delle ferrovie a vapore britanniche, noto per aver progettato la famosa e storicamente importante locomotiva a vapore e per aver ideato lo scartamento ferroviario con la misura di 1435 mm, che divenne in seguito lo standard per la maggior parte delle ferrovie mondiali. Il carbone risulta molto adatto, non solo per gli usi domestici, ma anche per la lavorazione del ferro e degli altri metalli, in quanto permetteva di raggiungere alte temperature e, quindi, di migliorare i processi di fusione.

A questi fattori positivi, si aggiunsero le nuove metodologie scientifiche in campo medico e sanitario e la soluzione di elementari problemi igienici, a tal punto che si abbassa notevolmente il numero dei morti. Questo fatto provocanuovamente un forte aumento del numero di abitanti (terzo stadio demografico): dai 4 milioni del Cinquecento si passa ai 7, agli inizi del Settecento, ai 14 nel primo decennio dell'Ottocento. Aumentando la popolazione, soprattutto nelle zone urbane, si allarga il mercato interno e cresce le richieste di beni, quali cibo e vestiario. Al crescere della domanda, l'industria risponde con una massa notevole di prodotti, migliori qualitativamente e a prezzo basso rispetto a quello dei prodotti artigianali. Era stato messo in moto il processo di crescita delle aziende industriali. Le navi a vapore cominciano a comparire nel primo decennio dell'Ottocento, e l'avvento delle ferrovie negli anni Trenta del medesimo secolo, riduce i tempi di percorrenza al limite dell'incredibile; il telegrafo appare persino maggiormente miracoloso: il giornale del mattino poteva riportare le notizie del giorno prima provenienti praticamente da ogni parte del Mondo. I nuovi metodi di stampa abbassano di molto il prezzo dei libri e delle riviste e determinano la nascita di un nuovo vasto pubblico di lettori. L'illuminazione elettrica e l'acqua corrente erogate costantemente contribuiscono a migliorare il tenore di vita delle persone. In questi e in molti altri modi, la scienza e la tecnologia si fusero nel corso del secolo e produssero il nostro mondo moderno. Tali mutamenti ebbero riflessi anche all'interno della categoria dei medici che raggiunsero alla fine del secolo un riconoscimento collettivo molto preciso.

Se l'aumento della produzione industriale e i miglioramenti tecnologici sono il frutto del Continente Europeo e di quello Nord-Americano, quello che rese possibile l'accumulo di ricchezza nelle mani della borghesia capitalista, fu soprattutto lo sfruttamento di immense risorse prelevate dalle colonie e l'impiego di abbondante mano d'opera sottopagata, sia locale che coloniale, basta pensare al commercio di schiavi dall'Africa nera verso le Americhe. In definitiva il Centro dell'economia mondiale (Europa e Nord-America), sfruttando la Periferia (Paesi coloniali e le classi operaie), ha accumulato ricchezze enormi grazie alle quali crebbe il benessere materiale della polazione, e la potenza dell'economia capitalistica che ancora oggi domina il Mondo intero, naturalmente a scapito dei Paesi del Sud del Mondo, depredati, soggiogati, indebitati, acculturati e ancora oggi sfruttati.

LOCALIZZAZIONE E ORGANIZZAZIONE DEGLI SPAZI INDUSTRIALI

Una nuova classe sociale si stava affermando, e realizzava il suo nuovo modo di produzione e organizzava lo spazio relativo in modo razionale per ottenere la massima potenza produttiva e quindi il massimo guadagno. L'industria manifatturiera, o di trasformazione, detta anche leggera, dall'inizio della rivoluzione industriale diventa il maggior organizzatore territoriale, trasformatore e pianificatore dello spazio terrestre. L'industria instaura rapporti con gli altri settori economici, diviene il maggiore e determinante settore per importanza, attivamente dinamico, producendo conseguenze sull'occupazione e sui livelli di reddito, influenzando anche quelli dei settori che forniscono materie prime e servizi o quelli dipendenti da essa. In senso stretto, industria diviene sinonimo di settore secondario, comprendendo sia l'industria di base detta pesante, sia l'insieme delle aziende manifatturiere di trasformazione dei prodotti primari o semilavorati in beni destinati al consumo o in altri beni strumentali.

Anche nel settore industriale si notano organizzazioni diverse dello spazio e dello scopo tra il modello tradizionale artigianale e il modo di produzione capitalistico. Gli spazi industriali evidenziano questo contrasto tra modi di produzione opposti: essi sono presenti solo in quei Paesi che hanno adottato il modello moderno capitalistico, o negli spazi alienati del Sud del Mondo, dove operano Aziende multinazionali o imprese industriali a conduzione e capitale soprattutto straniero. Nelle altre regioni il fenomeno industriale risulta essere quasi completamente assente o rappresentato da piccoli impianti sporadici o a livello quasi artigianale che lavora le poche risorse locali.
Fa eccezione naturalmente la Cina che, pur rimamemdo politicamente legata al modello Socialista, a partire dal decennio tra gli anni 'Ottanta e 'Novanta del secolo scorso, sotto la guida di Deng Xiaoping, pioniere della riforma economica cinese e artefice del "socialismo con caratteristiche cinesi", inizia la transizione dall'economia pianificata ad una economia aperta al mercato, ma supervisionata dallo Stato nelle prospettive macroeconomiche, tanto da divenire, in quarant'anni, una delle economie dalla crescita talmente rapida, da divenire la prima potenza industriale del Mondo, superando USA, Giappone, Germania, Corea del Sud, India, Italia, Francia, Gran Bretagna e Messico, le altre nove "potenze" industriali mondiali.

Se per il modello capitalistico il benessere dell'uomo si raggiunge solo attraverso il progresso materiale, risultato, questo, dello sviluppo economico, scientifico e tecnologico, allora proprio il settore della produzione industriale diviene il motore del progresso dei nostri Paesi: il benessere cresce con l'aumentare dei consumi e questo richiede maggiore produzione di beni, servizi, istruzione, ricerca, quindi maggior consumo di energia, di risorse naturali e di spazi. L'unico metro di valutazione del nostro modello diviene il massimo profitto possibile, il denaro, il possesso di oggetti, dei mezzi di produzione, dei terreni, del potere: l'uomo si identifica con quello che possiede. Alla base delle differenze, dei contrasti, degli squilibri, della sottomissione di alcune aree nei confronti di altre, viene causata dall'estrema specializzazione delle aziende industriali e la concentrazione di esse in poche aree, completamente circondate da spazi sfruttati per scopi diversi. I tentativi fatti, sia da parte del modello socialista, sia dall'intervento diretto dello Stato in campo economico per correggere questa impostazione unidimensionale che porta all'industrializzazione ad oltranza, ai contrasti tra i vari gruppi sociali e alle lotte speculative, non hanno portato ordine, non hanno diminuito gli effetti laceranti nel campo sociale, non hanno attenuato l'accanita competizione per il controllo del potere, sia politico che economico. Anzi, si hanno sintomi preoccupanti di una parziale rinuncia dello Stato alla funzione sociale nell'economia, di indirizzo generale e di intervento in settori sociali importanti ma trascurati dall'intervento dei privati (non essere solidale ma concorrenziale, meno assistenzialismo ma essere maggiormente competitivi); di una accettazione dei principi della concorrenza e potenza di tipo capitalistico in seno all'economia socialista (sintomatici i mutamenti in Cina e nella Russia post-comunista).

L'espansione demografica del Mondo, l'ultima, in ordine di tempo, delle crescite esponenziali della popolazione, avviene contemporaneamente allo sviluppo della rivoluzione industriale, durante l'Ottocento: aumenta enormemente il potenziale tecnico a disposizione dell'uomo e aumenta la richiesta di energia. Carbone prima, e petrolio poi, forniscono quantitativi crescenti di energia primaria e trasformata. Nel 2019 si sono consumati 7.870 milioni di T di carbone; il 90% del totale viene prodotto da dieci Paesi con la Cina in testa (47% del totale), seguita da USA, Australia, India, Indonesia, Russia, Sudafrica, Kasachistan, Colombia e Ucraina. Ogni giorno vengono prodotti 100 milioni di barili di petrolio per un totale di circa 4 miliardi di T all'anno a cui si aggiungono circa 3.300 miliardi di metri cubi di gas naturale e 900 milioni di T di lignite. Aggiungendo lo sfruttamento della potenza idrica, dei materiali radioattivi, dell'energia geotermica, di quella solare ed eolica, opportunamente trasformate, si ottengono oltre 10.000 miliardi di Kwh forniti principalmente da petrolio 34,2%, carbone 27,6% e gas 23,4%. Nordamerica, Europa, Russia, Giappone, Cina, Australia e altri Paesi industrializzati consumano oltre l'80% di questa energia.
Questa notevole crescita di potenza produttiva ha privilegiato i consumi di beni, mentre ha lasciato in secondo piano l'uomo, i suoi problemi esistenziali e di convivenza. Ogni gruppo sociale si pone come obiettivo da raggiungere il progresso dell'uomo: il capitalismo ritiene che questo possa essere raggiunto attraverso il benessere materiale, reso possibile solo attraverso lo sviluppo delle scienze fisiche e delle relative applicazioni tecnologiche. Sviluppo della ricerca scientifica e miglioramento delle tecnologie sono alla base della crescita industriale; le aziende produttive divenute dominanti e fondamento dell'economia e della potenza delle Nazioni, fattore primario dell'organizzazione dello spazio e dei rapporti sociali, sono il centro motore dei Paesi. Se solo ci limitiamo a questo secondo dopoguerra, i progressi della scienza e della tecnica e lo sviluppo della produzione industriale sono impressionanti e nettamente superiori a tutti i progressi avvenuti in precedenza, da quando l'uomo "primitivo" calpestava il suolo delle savane africane, fino alla seconda guerra mondiale.

Il geografo H. Isnard, nel suo volume "Lo spazio geografico", alla fine degli anni 'Ottanta del secolo scorso, ha in questo modo sintetizzato la grande rivoluzione contemporanea che ha mutato il volto della Terra: "Animato dalla ricerca del maggiore profitto, il capitalismo mise a punto tutta una strategia mirante a sviluppare la produzione, stimolando il consumo: ricorse a tecniche di persuasione, quali la molteplicazione dei mass media per diffondere largamente i messaggi pubblicitari, l'aumento dei poteri di acquisto, l'invito allo spreco con l'offerta di nuovi modelli che rendevano in breve volgere di tempo obsolescenti i modelli precedenti. L'organizzazione di un mercato allargato, che si ramificava in tutto il mondo fino all'umile frazione della boscaglia, si proponeva non soltanto di ottenere energia e materie a basso prezzo, ma anche di suscitare bisogni da soddisfare in popolazioni abituate ad essere frugali. Si trattava, in sostanza, di creare sul pianeta un uomo-consumatore. Questo scopo fu rapidamente raggiunto nelle popolazioni occidentali, ove i comportamenti formati da secoli di ristrettezze e di risparmio, si lasciarono vincere da sentimenti avidi di spendere per consumare, mai soddisfatti in relazione alla moltiplicazione delle nuove offerte. Alla cultura della durata, sarebbe succeduta la "cultura dell'effimero". Questa ideologia del progresso per il consumo invase tutte le classi sociali: genera il suo proprio sistema di valori fondato sull'esigenza della valorizzazione della vita immediata, il gusto per le cose nuove e il numero degli oggetti atti a soddisfare i desideri. La sua legge suprema divenne l'aspirazione al libero godimento, per tutti, del massimo dei beni. In questo modo, in pochi decenni, viene sostituita alla cultura tradizionale una cultura che cerca un senso alla sua vita nella produzione e nel consumo; una cultura unidimensionale i cui individui si sforzano di possedere per esistere".

LE GRANDI REGIONI INDUSTRIALI

Lo spazio industriale risulta distribuito su di una superficie assai ridotta e, quasi sempre, coincide con gli spazi insediativi o si localizza lungo la rete delle infrastrutture; quindi risulta discontinuo, concentrato in poche aree di pochi Stati. Qui si addensa in aree selezionate dello spazio geografico. Sono i vecchi bacini carboniferi, le grandi regioni metropolitane e portuali dell'Europa occidentale, del Nord-America e del Giappone, quindi le regioni industrializzate all'inizio del secolo scorso. Pur essendo spazialmente poco diffuse, le aziende industriali dominano l'economia mondiale. Dalle industrie ha origine una rete fitta di relazioni di ogni tipo che raggiunge ogni villaggio, ogni regione urbana, ogni Paese. Poche sono rimaste le regioni non raggiunte dal prodotto industriale: villaggi tribali isolati nelle folte foreste tropicali o in aspre aree montuose o desertiche.
Certamente l'avvento della cultura industriale ha modificato completamente l'economia, le relazioni sociali, l'organizzazione dello spazio, i tempi di lavoro (giornalieri e annuali, con soste programmate e limitate ai giorni festivi e alle ferie), le ore del riposo, i tempi degli svaghi estivi e i fine settimana, il sistema alimentare, gli insediamenti, i rapporti tra i gruppi sociali, le relazioni tra le Nazioni. Per questo motivo, quando parliamo di spazi industriali, non ci possiamo riferire alle sole superfici occupate effettivamente dagli impianti industriali, ma dobbiamo considerare tutto lo spazio coinvolto dal fenomeno "industria".
Gli spazi industriali propriamente detti sono ancora concentrati in pochi Paesi e in spazi ridotti al loro interno. In essi vi possono essere singoli centri industriali, con un numero limitato di imprese o di settori produttivi, oppure regioni industriali dove sono rappresentati tutti i maggiormente significativi settori industriali (industrie di base e di trasformazione) e dove si addensano centinaia di impianti produttivi di varia estensione.
Esempi di centri industriali, inseriti in spazi agricoli o con altre funzioni, sono le aree portuali, dove si concentrano le imprese industriali legate alla trasformazione di merci in arrivo o in partenza (Taranto, Piombino, Augusta-Priolo, Gela, Cagliari, La Spezia, Anversa, Amburgo, Barcellona, Hong Kong, Ras Tanura, Lagos, Seattle, Lima, ecc.); molte cittadine di 10-20 mila abitanti dove si localizza un numero ridotto di imprese che sfruttano la mano d'opera e le infrastrutture e i servizi locali; singoli poli industriali rappresentati da grandi complessi industriali come acciaierie (Volta Redonda, in Brasile per la produzione di acciaio), impianti petrolchimici (Priolo), industrie di prima lavorazione dei metalli (Sunndalsøra in Norvegia per la lavorazione dell'alluminio).

Nel Sud del Mondo predominano proprio i poli o i centri industriali, localizzati nelle capitali, nei principali porti, presso le regioni minerarie: ne sono esempi le grandi raffinerie di petrolio (Tema nel Ghana), i porti petroliferi del Vicino Oriente (Ras Tanura in Arabia Saudita con grande raffineria e il maggiore porto petrolifero del Golfo Persico), le grandi metropoli come San Paolo, Calcutta, ora chiamata Kolkata (il maggiore porto e centro industriale del Paese, con stabilimenti tessili, meccanici, alimentari, siderurgici, chimici, farmaceutici e grande polo dell'alta tecnologia), Santiago del Cile (uno dei centri industriali maggiori dell'America Meridionale).
In alcune aree dei Paesi di vecchia industrializzazione, come la Gran Bretagna, la Francia, la Germania, il Giappone, parte della Cina, l'ex URSS e gli USA, le imprese produttive industriali si localizzano ancora su vasti spazi, in regioni intensamente urbanizzate dove, a volte, domina un particolare settore merceologico, ma spesso sono ubicate centinaia di imprese di piccole e medie dimensioni rappresentative di tutta la vasta gamma di comparti industriali con poche grandi industrie dominanti. Nel nostro Continente vi sono molti esempi di regioni industriali, vecchie e nuove.

Il Bacino della Ruhr in Germania, in passato sede di grandi impianti siderurgici e chimici; il Lancashire e lo Yorkshire inglesi, specializzati nell'industria tessile (cotoniera e laniera); le Midlands inglesi con la regione siderurgica; la Slesia polacca con acciaierie e industrie metallurgiche; l'area milanese, con industrie diversificate; le regioni francesi del Nord, Parigina, lionese e marsigliese; il bacino del Donbass, quello degli Urali e il Kuzbass russi: sono gli esempi maggiori in Europa. Altre vaste regioni industriali sono quelle americane: l'area di Megalopoli, dei Grandi Laghi e del San Lorenzo; la regione californiana. In ultimo, la vasta regione industriale giapponese Tokyo-Nagoya-Osaja-Kobe; e quella cinese di Shanghai e del Guangdong, alle spalle di Hong Kong.


Nelle immagini gli spazi industriali accanto agli spazi abitativi, portuali o di servizi a Torino (FIAT), Taranto (ILVA), Nagoya (Toyota), Seul (Samsung, LG, Hyundai, Kia), Shanghai, Detroit (GM), Redmond (Microsoft), Seattle-Renton (Boeing).

Lo spazio industriale, pur essendo concentrato in spazi ridotti all'interno delle singole regioni o Paesi e, quindi, discontinuo, ha legami e relazioni con il Mondo intero, quindi diviene universale: ogni industria riceve macchinari, energia, materie prime, capitali finanziari, semilavorati di varia provenienza; sfrutta innovazioni tecnologiche e brevetti diversi; reclamizza e vende i suoi prodotti in tutto il Mondo. Per questo motivo ogni impresa industriale diviene un nodo dal quale partono, in ogni direzione, fasci di relazioni, fasci che si intersecano con altri, che si sovrappongono come in una ragnatela, una maglia complessa, una rete di scambi e di informazioni, a scala via via maggiormente estesa fino a divenire mondiale o globale.

SPAZIO INDUSTRIALE = CONCENTRATO - IN SPAZI RIDOTTI - DISCONTINUO - MONDIALE - GLOBALE

Nei Paesi industrializzati per eccellenza, USA, Canada, Paesi europei centro-settentrionali, Russia europea, Giappone centro-meridionale, e oggi aree della Cina, della Corea del Sud, area costiera meridionale e orientale dell'Australia, ecc., gli spazi sono concentrati nei luoghi maggiormente favorevoli, sia per alcuni aspetti dell'ambiente, sia economici, ma estendono il loro potere su tutto il territorio nazionale, condizionando completamente la vita della popolazione, di qualsiasi classe sociale: sono per questo motivo spazi concentrati e, nello stesso tempo, globali.
Nei Paesi del Sud del Mondo, gli spazi industriali sono soprattutto concentrati in aree ristrette, isolate all'interno di vasti spazi agricoli o improduttivi che occupano la gran parte della superficie nazionale e dove vivono popolazioni ancora immerse in modelli di vita tradizionali, con i loro valori molto diversi da quelli del mondo capitalistico; alcuni prodotti industriali penetrano in questi spazi, ma non sono ancora in grado di mutare l'immobilismo stabile della tradizione culturale. In questo caso si parla di spazi industriali concentrati e isolati, molte volte alienati e controllati dall'estero.
Casi particolari di spazi industriali isolati sono rappresentati da centri minerari e pozzi petroliferi, a volte accompagnati da impianti di raffinazione, posti in aree estremamente sfavorevoli all'insediamento umano: si pensi anche solo ai pozzi di petrolio del Sahara, della Siberia, dell'Alaska o del fuori costa, insediamenti temporanei che potremmo definire "artificiali". Sia gli insediamenti che i centri minerari rimarranno attivi per tutto il tempo dello sfruttamento ma, una volta esaurito il giacimento, o non conveniente lo sfruttamento dal punto di vista economico, verranno, nella maggior parte dei casi, abbandonati.

Gli spazi industriali, per poter funzionare, devono essere organizzati mediante una complessa rete di relazioni, sia a livello locale che a livello mondiale, e devono avere il supporto di infrastrutture funzionali ed efficienti: sistemi viari e autostradali, rete ferroviaria diffusa, a diversi binari, con treni molto veloci, trasporti pubblici urbani moderni e funzionali, collegamenti navali strutturati e aerei, reti di telecomunicazioni e di connessione rapidi, rete elettrica diversificata, oleodotti e gasdotti, impianti tecnologici di smaltimento e riciclaggio dei rifiuti, aree di deposito delle mersi, parcheggi e magazzini, rifornimenti idrici, ecc. Ma richiedono anche un grande e diversificato ambiente umano di tecnici preparati, dirigenti formati negli Istituti universitari prestigiosi, lavoratori formati e motivati, il tutto in un ambiente confortevole, con abitazioni moderne e aree verdi, con servizi funzionali sia commerciali che culturali.
Un importante sistema di relazioni unisce le imprese con il mercato e le aree urbane che, non solo assorbono i prodotti industriali, ma forniscono il personale; il legame tra mondo della produzione industriale e infrastrutture scolastiche diviene, in questo caso, molto importante.
Gli spazi industriali divengono in questo caso luoghi in cui si concentrano le relazioni e le comunicazioni e dove maggiormente circolano le persone, i prodotti industriali, i servizi, le idee, le innovazioni e i mezzi di trasporto.
Nel sistema capitalistico, le aziende industriali, per poter prosperare in un regime di libera concorrenza, devono pervenire alle migliori condizioni di produzione e localizzazione degli impianti e devono allacciare una serie di relazioni che favoriscano gli scambi di merci e informazioni. Solo dando risposte positive a questi problemi, una impresa diviene competitiva e rende possibile espandersi, potendo realizzare crescenti profitti da reinvestire nell'ammodernamento continuo degli impianti: quando un'azienda accresce la sua forza di penetrazione nel mercato, diviene capace di assorbirne altre, fino a realizzare situazioni di monopolio, molte volte contrastati con normative di legge per garantire un sistema di concorrenza.

CONDIZIONI FAVOREVOLI ALLA LOCALIZZAZIONE DELLE INDUSTRIE

La ricerca delle migliori condizioni di produzione ha spinto le imprese a dare grande peso alle condizioni maggiormente favorevoli alla localizzazione degli impianti industriali. Per questo motivo gli spostamenti di materie prime pesanti e dell'energia (vapore prodotto dalla combustione del carbone durante la prima rivoluzione industriale), in un periodo di scarsi collegamenti, portavano ad una notevole perdita di tempo e provocavano un aumento dei costi, allora, durante la prima rivoluzione industriale, si ritenne conveniente concentrare le industrie presso i bacini carboniferi e minerari (ridurre i costi del trasporto), oppure nei pressi dei porti (dove giungevano le materie prime), lungo i fiumi e i canali navigabili (trasporto per merci pesanti meno oneroso): spazi minerari e spazi industriali coincisero. Ma le industrie attirano la mano d'opera dai villaggi e dalle zone urbane vicine e questo provoca, in una seconda fase, la concentrazione della popolazione di alcuni Stati europei e, poi, degli USA, nelle aree industriali: gli spazi industriali coincisero con gli spazi urbani. La presenza di forti concentrazioni di lavoratori-consumatori, di diversificate aziende industriali e di numerosi servizi e infrastrutture di base, attira altre imprese "parassite", pronte a sfruttare i vari fattori positivi creati in precedenza. Questo fenomeno causa l'esplosione urbana europea e nordamericana.
Accanto a questi fattori di localizzazione, negli ultimi decenni, se ne stanno affermando altri, tra cui la presenza di assi infrastrutturali moderni ed efficienti. Le infrastrutture viarie, autostradali, ferroviarie, i nodi delle reti di comunicazione di ogni tipo divengono i luoghi privilegiati dell'insediamento industriale. Lontano dalle congestionate regioni urbane, dove il terreno, sottoposto a speculazione, ha raggiunto prezzi elevati, sorgono impianti di ogni dimensione lungo le principali direttrici del traffico. Questo fenomeno viene considerato una forma di decentramento dell'industria che penetra negli spazi dove ancora domina l'agricoltura, favorita anche da interventi legislativi incentivanti, al fine di occupare, elevandone il reddito, la mano d'opera locale.

Quando i vari tipi di relazione sono a livello internazionale (rifornimento di materie prime e vendita dei prodotti industriali finiti), vengono generalmente privilegiati alcuni sistemi di trasporto e di comunicazione e mezzi a volte poco sfruttati nel raggio di relazioni locali. Porti attrezzati, aeroporti, telecomunicazioni con l'impiego di terminali collegati in rete a livello mondiale, permettono di intrattenere relazioni in tempo reale con tutti i maggiori centri dei vari Continenti, eliminando il fattore distanza, in passato importante per moltissimo tempo. Dall'impresa industriale, in un tempo breve, a volte di pochi secondi, partono le richieste di materie prime, di semilavorati, di notizie e dati sulla quotazione dei metalli o di altre risorse, si ricevono informazioni sull'andamento del mercato, sulla quotazione delle monete "commerciali", sull'andamento delle Borse, sulle ordinazioni, sui finanziamenti e, contemporaneamente, si inoltrano le direttive, per la produzione e la spedizione di merci.
Ogni aumento delle relazioni, richiede un potenziamento dei mezzi di comunicazione e trasporto, una ulteriore specializzazione, anche nel lavoro. In pochi anni stiamo assistendo ad una imponente rivoluzione in questo campo, con legami stretti tra le grandi aree industriali capitaliste (Nord-america, Europa e Giappone), tra queste e la Russia, e soprattutto la Cina e molti Stati del Sud del Mondo, in particolare India, Brasile, Messico, Sud-Est asiatico, fornitori di materie prime, semilavorati e prodotti industriali competitivi.

CENTRO E PERIFERIA: divisione mondiale del lavoro

L'organizzazione degli spazi industriali e delle relazioni di ogni tipo esistenti tra di loro, parte dal "centro" e si proietta nelle regioni periferiche. Il centro dominatore e organizzatore detiene la potenza politica, militare, industriale, tecnologica, commerciale e finanziaria; controlla l'istruzione (Istituti Universitari e di ricerca), la cultura (produzione letteraria e scientifica, Musei e Biblioteche specializzate), le informazioni; monopolizza la ricerca scientifica in ogni campo, le comunicazioni e i collegamenti; guida tutto il Mondo verso lo scopo prefissato. Nello spazio mondiale, il centro del sistema economico capitalistico viene rappresentato da alcune regioni, discontinue geograficamente, ma fortemente unite dallo scopo, dai metodi, dalle procedure, dalle decisioni, dal modo di operare. Storicamente sono le regioni costiere, atlantica e pacifica degli USA; regioni dei Grandi Laghi e del San Lorenzo, tra USA e Canada; Europa di mezzo, Giappone centro-meridionale. Recentemente, pur con diverse impostazioni, anche due grandi Nazioni legate all'ideologia e all'economia socialista, quali Cina e Russia, hanno recepito, in alcuni casi solo in regioni stabilite, i principi del sistema economico capitalistico, divenendo, in molti settori, competitivi soprattutto grazie ai bassi costi del lavoro.

La Cina dall'epoca di Deng Xiaoping ha impostato una grande riforma economica, non politica e ideologica, il cui scopo fu quello di eliminare rapidamente i difetti strutturali del modello maoista precedente, mediante le quattro modernizzazioni, che avrebbero interessato l'agricoltura, l'industria, la tecnologia e l'esercito. La riforma ha investito soprattutto il settore industriale, rimasto per decenni allo stadio di un artigianato intensivo. Dagli anni Ottanta del secolo scorso, l'industria leggera si sviluppa rapidamente, in modo maggiore rispetto a quella pesante, prima privilegiata. Fu poi dato maggior spazio alle imprese private, ripristinando le regole del mercato, abolite da Mao all'atto di prendere saldamente il potere, quelle regole di concorrenza che avrebbero dovuto fare un grande passo in avanti all'industria cinese che in meno di quarant'anni diviene una delle maggiori industrie del Mondo. Nello stesso tempo si sono moltiplicate le collaborazioni con imprese occidentali, sia per la ricerca e sfruttamento delle risorse naturali, specie di quelle rare e maggiormente ricercate, sia per dotare il Paese di impianti industriali moderni e funzionali con l'aiuto iniziale delle tecnologie dell'Occidente. Dopo la caduta del regime comunista e lo scioglimento dell'URSS, la Russia, soprattutto nella sezione europea, con immense risorse minerarie ed energetiche solo in parte sfruttate e una economia in gran parte agricola organizzata in grandi fattorie statali e piccole aziende coperative, con un mercato libero dei prodotti agricoli, ha intrapreso una rapida industrializzazione e modernizzazione, liberalizzando molti settori produttivi guidati in alcuni casi da alti dirigenti dell'apparato statale ex comunista. Quello in atto viene considerato un modello capitalistico di Stato, dove vengono favoriti e sollecitati interventi e iniziative private interne e collaborazioni finanziarie, imprenditoriali e tecnologiche con imprese esterne.

Le aree privilegiate del sistema economico capitalistico vengono organizzate razionalmente, con infrastrutture e servizi intensi ed efficienti, di pregio, selettivi, esclusivi, servizi che si cuumulano in spazi ridotti a scapito dell'immensa periferia, volutamente abbandonata e sfruttata (sono esemplari le aree ricche del Centro-Nord Italia nei confronti del Mezzogiorno e delle regioni rurali, tanto quanto tra le grandi metropoli degli USA sulle coste orientali e occidentali e la vasta regione agricola degli Stati centrali).
Poi vengono, seguendo un preciso ordine gerarchico, le prime aree periferiche, le "province" dell'impero, le meno favorite del mondo industrializzato, come molti Stati interni degli USA, l'Australia, il Brasile, l'Argentina, le regioni rurali e mediterranee dell'Europa, la Repubblica Sudafricana, Israele, la Korea del Sud, Singapore, Hong Kong, ecc. Molti di questi spazi hanno visto negli ultimi anni grandi investimenti stranieri, molti esempi di decentramento produttivo che sfruttano il basso costo del lavoro di popolazioni giovani migrate nelle metropoli asiatiche e sud-americane.
La seconda periferia, nel Sud del Mondo, vede alla testa i Paesi petroliferi, dove la ricchezza si concentra tra le classi dominanti, come nell'Arabia Saudita, nel Kuwait e negli Emirati Arabi dove da anni si sviluppa il turismo di alto bordo; seguono alcuni spazi dotati di risorse minerarie strategiche come il Cile, il Peru o lo Zaire.
Alla base periferica vi sono molti Paesi poveri, soprattutto nell'Africa sub-sahariana, nelle aree del Vicino Oriente oppressi da lunghi periodi bellici, nel Sud America agricolo dominato dal narco-traffico, Paesi tutti in forte crescita demografica che alimenta temute correnti migratorie.

In questo modo si forma una gerarchia di spazi: al vertice le aree centrali che accumulano potere e ricchezza, alla base l'immensa periferia sfruttata e povera. Questa situazione, sia pure in misura diversa, sembra valida per i due "imperi", quello capitalistico e quello comunista o ex comunista: ognuno concentra il potere sul vasto dominio, potere che esercita con qualsiasi mezzo di potenza, militare o finanziaria, ideologica o produttiva; ognuno ha le sue Province o Marche da sfruttare, vassalle che invano tentano di sottrarsi al dominio imperiale, proprio come avveniva nel lontano passato. Apparentemente aree forti, come l'Unione Europea e il Giappone, ottengono una certa manovra libera in campo economico; a volte sembra quasi che riescano ad attuare una forte concorrenza commerciale, altre volte sembra che riescano a costringere gli USA a cedere parti di potere e di mercato, ma tutta l'area risulta fortemente dominata dalla Borsa e dalla moneta americane e dalla supremazia militare e strategica statunitense, e non sembra, al momento, che sia possibile un ribaltamento delle posizioni, soprattutto per l'Unione Europea, non ancora unita politicamente, con un solo governo Confederale, e dopo l'uscita del Regno Unito.

In Europa si va delineando un nucleo centrale verso il quale tendono tutte le maggiori aree produttive dell'Europa di mezzo: il bacino Renano e della Ruhr. Questa massima concentrazione europea di aziende industriali e di servizi e di popolazione, nel tempo diviene un centro che attrae le vicine regioni olandesi di Randstad Holland; l'area belga Bruxelles-Anversa; le regioni francesi del Nord, di Parigi, della Lorena, del lionese, fino al lontano polo di Marsiglia-Fos-sur-Mer; l'area forte svizzera di Zurigo, Basilea, Berna e Ginevra; il Nord-Italia, specie l'area milanese; la regione di Londra con le Midlands, il Lancashire e lo York-shire. Questa regione forte viene indicata con l'espressione di Europa Lotaringia o molto semplicemente Banana blu.

In una fase recente dell'evoluzione industriale si assiste ad una parziale ridistribuzione delle imprese produttive in aree del Sud del Mondo o nelle Province periferiche dei diversi "Imperi". Ad opera di importanti Aziende multinazionali, che controllano brevetti, investimenti, direzione manageriale e che investono ingenti capitali nelle tecnologie, trasferiscono alcune fasi del processo produttivo in alcuni Stati del Vicino, Medio ed Estremo Oriente (Turchia, India, Singapore, Thailandia, Indonesia, Vietnam, Hong Kong, Taiwan, Filippine, Korea del Sud, ecc.), dell'Africa (Egitto, Benin, Marocco, Ghana, Nigeria, Zaire, Kenya, Zimbabwe, ecc.) e del Centro e Sud America (Messico e Brasile, soprattutto, ma anche Cile, Peru e Argentina), o in regioni depresse all'interno dei Paesi industrializzati, le industrie di prima lavorazione dei minerali o quelle di trasformazione, a basso o media tecnologia, che impiegano la numerosa mano d'opera locale non qualificata e, quindi, remunerata scarsamente, o quelle che possono avere un mercato di smercio locale. Si localizzano in questo modo le industrie tessili e delle confezioni la componentistica elettronica, l'assemblaggio di calcolatrici tascabili, radio, televisori, telefonini, il montaggio di autoveicoli, le raffinerie di petrolio, le fonderie di alcuni minerali locali, piccole acciaierie che utilizzano rottami ferrosi, cartiere, industrie, queste ultime, trasferite in quanto troppo inquinanti e soggette a legislazioni restrittive in Europa e negli USA.
Il trasferimento delle aziende industriali nel Sud del Mondo, non rappresenta l'inizio di un processo di industrializzazione del Mondo tradizionale agricolo, ma risulta essere un'altra forma di dipendenza dal Mondo più avanzato: sfruttamento delle risorse locali, della mano d'opera a basso costo, specie giovanile e femminile in particolare, dei servizi e infrastrutture locali, per realizzare alti profitti, a loro volta trasferiti in Occidente, dove si trova la localizzazione della Sede centrale delle varie Imprese multinazionali. In questo modo si riequilibrano anche le Bilance commerciali e dei pagamenti dei Paesi industrializzati nei confronti di quelli petroliferi o fornitori di materie prime: profitti contro "petrodollari" pagati.

Nell'ambito della divisione mondiale del lavoro, il centro mantiene le industrie maggiormente avanzate tecnologicamente, quelle strategiche, quelle innovative e i servizi qualificati. Negli USA, in Europa occidentale, in Giappone si localizzano, quindi, le aziende informatiche, l'elettronica superiore e complessa, le industrie belliche e civili sofisticate, le costruzioni aeronautiche e le metalmeccaniche di precisione, le industrie biotecnologiche, la produzione di sofisticati sistemi di telecomunicazione, le industrie chimiche fini e le farmaceutiche, le industrie che usano e producono nuovi composti, leghe e resine innovative. Nell'area industriale forte, la scelta della localizzazione degli impianti produttivi segue regole economiche che perseguono la riduzione massima dei costi di produzione. I tre maggiori fattori sono: il costo del trasporto della materia prima o dell'energia; la mano d'opera disponibile, sia generica, sia qualificata; il mercato di smercio dei prodotti finiti. A volte, risultando troppo elevato il costo del trasporto delle materie prime, le imprese furono localizzate presso i giacimenti delle materie che maggiormente venivano consumate durante la fase di utilizzo (come il carbone per la fusione di metalli): questo avviene durante la prima fase di industrializzazione.
Altre volte il problema principale sembra essere quello della ricerca delle maestranze e dei lavoratori, con qualifiche diversificate: in questo caso l'area urbana o le sue immediate vicinanze sono privilegiate, anche per la presenza di infrastrutture pubbliche che determinano forti economie esterne, e di un vasto mercato di consumatori potenziali. Per il fatto di concentrare industrie, servizi, imprese complementari, attrezzature, reti di circolazione, si determinano importanti economie di agglomerazioni che possono attirare altre aziende.

Gli assi viari, i terminali di reti autostradali, le aree portuali e aeroportuali, la rete ferroviaria, stanno divenendo luoghi privilegiati di localizzazione per ridurre al massimo i tempi di rifornimento delle materie prime e di spedizione dei prodotti finiti: proprio la ricerca di maggior snellezza nelle opere di spedizione, ha portato all'ideazione del trasporto modulare con l'introduzione dei containers che possono essere adattati al trasporto con autotreni, con carri ferroviari o caricati su apposite navi porta-container, in forte espansione negli ultimi decenni. Nei Paesi che hanno un forte nucleo di industrie di trasformazione di prodotti e semilavorati importati, le aree portuali divengono cantieri industriali con complessi di grandi dimensioni (acciaierie, impianti petrolchimici, raffinerie, centrali termiche), numerose imprese di trasformazione, vasti piazzali di stoccaggio di conteiners, depositi e magazzini.

OPERE DI ORGANIZZAZIONE DEGLI SPAZI INDUSTRIALI E DEI SERVIZI

Quello che ha reso possibile, soprattutto nel secolo scorso e in quello attuale, lo sviluppo di imprese industriali diversificate fuori dai bacini carboniferi e dalle aree minerarie (fattori questi della prima rivoluzione industriale) e lo sviluppo dei commerci, oltre il miglioramento del sistema dei trasporti, si deve all'adozione di un nuovo modo di produzione dell'energia, quella di origine idraulica e il miglioramento delle tecniche di trasporto della corrente elettrica a grandi distanze, sia pure con la dispersione di parte del potenziale energetico prodotto. Elettrificando gli spazi privi di carbone, si sono allargati gli sforzi di insediare impianti industriali in altri spazi dove gli stessi erano prima impediti per tutta una serie di motivi economici.
Questo cambiamento, adottato da molti Paesi, ricchi di acque fluviali si considera all'origine di numerose opere infrastrutturali che sono alla base dell'organizzazione dello spazio: vasti cantieri vengono costituiti per realizzare grandi impianti idroelettrici con dighe e sbarramenti, condotte per trasportare l'acqua e centrali, reti di trasporto della corrente elettrica. Questi cantieri impiegano grandi numeri di cemento e ferro, di chilometri di cavi metallici; modificano completamente ampi spazi naturali e territori abitati da gruppi di popolazione obbligati a spostarsi in altri luoghi, scelti non da loro ma dai gruppi di pressione che hanno deciso lo sbarramento fluviale, la costruzione di dighe e di centrali per produrre energia richiesta da impianti industriali a volte molto lontani rispetto ai luoghi modificati per scopi economici. Con queste opere sono modificati ampi spazi in modo irreversibile, contribuendo alla creazione di nuovi paesaggi nei quali viene evidenziato l'intervento dell'uomo, dalla presenza dei suoi manufatti.
Gli interventi maggiori realizzati nel secolo scorso hanno interessato i bacini idrografici, sia nel settore montano, sia in quello centrale del percorso. Bastano pochi esempi: centinaia e anonime sono le dighe nella regione alpina europea, con i relativi bacini lacustri artificiali e le centrali, in alcuni casi, a causa del gelo, limitate nel funzionamento nella lunga stagione invernale. Famose sono invece le grandi dighe fluviali come Assuan lungo il Nilo, Itaipu sul Parana, tra Brasile e Paraguay, di Akosombo, nel Ghana, la diga delle Tre Gole, lungo il Fiume Azzurro, la maggiore del Mondo, le dighe di Tarbela in Pakistan, la diga di Bratsk sull'Angara, in Siberia, ecc.

Queste opere idrauliche, oltre a svolgere la funzione principale, la produzione di energia elettrica, ricoprono importanza in quanto offrono grande abbondanza di acqua all'agricoltura per irrigare i campi, riforniscono di acqua le grandi conurbazioni, sia per usi domestici mediante acquedotti con acqua depurata, sia per alcuni impianti industriali, come le industrie chimiche e le metallurgiche che, dopo l'uso, scaricano nei corsi d'acqua i rifiuti, non sempre trattati per ridurre ed eliminare il carico inquinante nocivo all'ambiente.
Dopo la seconda guerra mondiale si verifica un altro, maggiormente significativo, cambiamento nel settore energetico, con il passaggio agli idrocarburi, una rivoluzione tale da far denominare questa fase come seconda rivoluzione industriale. Nel 1947, agli inizi della ricostruzione economica in Europa, URSS e Giappone e della riconversione produttiva negli USA (da bellica a industria civile, es. dalla produzione di mezzi meccanici militari alla costruzione di auto), si consumavano circa 3,8 miliardi di barili di petrolio; negli ultimi anni il livello di consumo di petrolio sale a 36,4 miliardi di barili con un incremento di oltre l'800%. Negli ultimi cinquant'anni sono stati consumati 1.300 trilioni di barili. Oggi i maggiori consumatori di petrolio sono gli USA (20%), la Cina (13%) e l'India (5%); seguono il Giappone, la Russia e l'Arabia Saudita. Naturalmente al petrolio dobbiamo aggiungere il consumo di carbone, ancora molto alto, e di gas naturale.
Negli anni, le grandi Compagnie petrolifere, soprattutto quelle americane ed europee, hanno allargato le loro ricerche in ogni parte del Mondo e nel fuori-costa ed hanno affinato le tecniche di ricerca e di trasporto. Questa crescita di importanza degli idrocarburi ha comportato la realizzazione di grandi opere di organizzazione dello spazio industriale, attuate da cantieri, in gran parte mobili, e di vasti dimensioni. Le opere hanno interessato la costruzione delle incastellature per le trivellazioni (derricks) e il pompaggio del greggio; la realizzazioni degli oleodotti e gasdotti per il trasporto degli idrocarburi; la costruzione di porti attrezzati all'accoglimento di navi petroliere di grandi dimensioni, con pontili e sistemi complessi di tubazioni per convogliare il petrolio dai depositi alle navi; l'erezione di vasti depositi; la realizzazione di grandi raffinerie e di imponenti complessi petrolchimici; i relativi raccordi stradali e ferroviari.

Mentre andava crescendo lo sfruttamento delle varie fonti energetiche, l'industria, in espansione, ha richiesto sempre maggiori quantitativi di minerali, provocando il sorgere di cantieri e di impianti per le prime fasi di raffinazione dei metalli, per la realizzazione di vie di comunicazione, a volte in ambienti ostili e impervi, a volte proibitivi per l'uomo come le terre polari o i deserti.

Altre opere di organizzazione dello spazio industriale, e nello stesso tempo abitativo, sono quelle che hanno visto la realizzazione di importanti infrastrutture: reti ferroviarie nuove, autostrade a diverse corsie, nuovi ponti di grandi dimensioni e lunghezze, vari canali navigabili, l'allargamento del canale di Suez e di Panama con imponenti chiuse, nuovi e imponenti aeroporti, gallerie ferroviarie (quella basale del San Gottardo durata diversi anni), tunnels autostradali, ecc. Nelle aree urbane, cantieri e trasformazioni sono presenti ininterrottamente, tanto che le nostre conurbazioni assomigliano a vasti cantieri di lavoro continuo: edificazione di nuovi quartieri residenziali, rinnovo di quelli degradati, costruzione di strade e circonvallazioni con le immancabili rotonde, depositi e impianti industriali, centri direzionali con grattaceli, vasti parcheggi presso centri commerciali o sportivi, rinnovo di vari servizi pubblici come fognature, reti di acquedotti o gasdotti, nuove linee metropolitane, parchi pubblici e alberate.

Queste e altre opere di sistemazione ed organizzazione dello spazio, non solo rispondono alle esigenze attuali del mondo della produzione e della popolazione, ma stanno gettando le basi delle future sistemazioni: le scelte di oggi condizioneranno quelle future e le prossime generazioni dovranno attuare le loro opzioni partendo dai risultati raggiunti dai gruppi umani che oggi operano e programmano. Lo spazio geografico diviene, quindi, in continua evoluzione, adattandosi alle scelte operative dell'uomo, che cambiano continuamente, per raggiungere obiettivi nuovi che i vari gruppi elaborano, contemporaneamente alla realizzazione di quelli precedenti. Essendo i vari interventi guidati essenzialmente dal profitto immediato, in molti casi i progetti vengono realizzati senza tener conto delle distruzioni ambientali o delle successive retroazioni della Natura. Il grande consumo di risorse degli ultimi due secoli hanno modificato sensibilmente in negativo molte componenti dell'ecosistema terrestre, con cambiamenti irreversibili soprattutto del clima, ma anche dell'ambiente marino ed oceanico, della forestazione del pianeta, della naturalezza del terreno agricolo, del ciclo dell'acqua conn eventi disastrosi e in continuo aumento.

L'ORGANIZZAZIONE PRODUTTIVA ATTUALE

Per gran parte del XX secolo, e con un'accelerazione vistosa a partire dalla Seconda guerra mondiale, l'economia industriale si organizza intorno alla grande impresa con la concentrazione produttiva in spazi ristretti. L'organizzazione produttiva dominante il XX secolo viene definita come ford-taylorista. Il termine fordismo fa riferimento alla grande dimensione degli impianti, all'integrazione verticale del ciclo produttivo, agli elevati livelli di occupazione e alla produzione di beni standardizzati.
Con il termine taylorismo si intende la scomposizione del processo produttivo in segmenti separati, e alla separazione (parcellizzazione) delle mansioni tra gruppi di lavoratori. Le grandi imprese si concentrarono in misura crescente nei pressi delle grandi agglomerazioni (prima nei centri urbani, poi nei suburbi, e dopo ancora verso le aree periferiche). Si sviluppa in questo modo la grande impresa verticale integrata, parallelamente alle moderne conurbazioni industriali. A partire dagli anni '70 si riscontra una nuova rivoluzione tecnologica (microprocessori), i cui effetti sono paragonabili a quelli prodotti, nel '700, dalla prima rivoluzione industriale. Sul fronte dell'organizzazione dei processi produttivi le ricadute si sono concretizzate nella robotica industriale (automazione flessibile), con una innovazione di processo. Le nuove tecnologie informatiche accrescono la flessibile organizzazione della produzione, dei consumi e della gestione stessa delle imprese con riduzione degli addetti.

Mentre per internazionalizzazione si intendono processi essenzialmente quantitativi, che portano ad un modello economico sempre geograficamente esteso, la globalizzazione risulta qualitativamente differente. Essa non riguarda unicamente l'estensione geografica delle imprese economiche, ma anche, e soprattutto, l'integrazione funzionale di queste aziende distribuite a livello internazionale (divisione del lavoro tra imprese, fondata sugli accordi e la cooperazione fra soggetti diversi). Nelle condizioni tecnologiche e concorrenziali attuali si modificano i fondamenti su cui era poggiata la precedente forma di organizzazione della produzione. Nascono nuove modi di organizzazione territoriale dei sistemi produttivi:

Il decentramento internazionale di molte funzioni produttive si intensifica negli ultimi decenni del XX secolo, coinvolgendo numerose economie in via di sviluppo e rendendo la geografia industriale del mondo contemporaneo assai complessa. Gran parte dell'impresa manifatturiera per lungo tempo era concentrata in un numero relativamente ristretto di Paesi e la maggior parte della produzione mondiale proveniva dall'America settentrionale, all'Europa occidentale e dal Giappone. Fino a pochi decenni fa, i primi dieci Paesi industrializzati presenti nella Triade fornivano quasi l'80% del prodotto mondiale complessivo e tre soli Paesi, Stati Uniti, Giappone e Germania, il 60% circa. La situazione attuale appare assai diversa. A livello mondiale balza al primo posto la Cina con circa il 19,2% del PIL; al secondo l'Unione Europea nel suo complesso con il 16% (i primi 4 sono Germania 3,1%, Francia 2,1%, Italia 1,7% e Spagna 1,4%); terzi gli Stati Uniti con il 15%; seguono India 8%, Giappone 4%, Russia 3%, Indonesia 2,6%, Brasile 2,4%, Regno Unito 2,2%, Messico 1,8%, Turchia 1,6%, Corea del Sud 1,6%, e Canada 1,3%. Questi territori rappresentano ora (2019), secondo il Fondo monetario, il 79,3% del prodotto lordo mondiale.

All'interno di questi Paesi, fra Nord e Sud del Mondo, si rilevano profonde differenze:


Per quanto riguarda i flussi di investimento, mentre nei primi tre decenni del dopoguerra era possibile distinguere in modo netto i Paesi investitori da quelli destinatari, oggi abbiamo investimenti esteri incrociati che comunque coinvolgono soprattutto le economie industrializzate. Fatta eccezione del Giappone, tutti i Paesi sviluppati sono allo stesso tempo fonte e destinatari dei grandi flussi di investimento. In generale si rileva una crescente selezione delle aree destinate ai flussi internazionale di investimento, sia nella manifattura che nei servizi e nelle aziende finanziarie.
Con il termine Triade globale si intende oggi rappresentare le grandi tendenze in atto nell'economia mondiale. Il mondo economico si organizza essenzialmente attorno a una macrostruttura tripolare i cui vertici sono Nord America, Unione europea e Asia orientale e sudorientale: questi tre poli raccolgono gran parte della produzione, del commercio e degli investimenti.
La concentrazione in questi tre poli si intensifica a partire dagli anni '80 grazie soprattutto all'affermazione delle economie asiatiche, delle piccole imprese innovative, all'introduzione di nuove tecnologie informatiche, alla crescente differenziazione dei mercati, anche grazie all'aumento del costo del lavoro nei Paesi sviluppati che hanno evidenziato i limiti dell'impresa di grande dimensione.
Negli ultimi decenni in tutti i Paesi industrializzati, il numero delle piccole imprese inizia a crescere, sia per effetto del decentramento produttivo, sia autonomamente. L'esempio classico lo fornisce l'Italia, dove le piccole imprese detengono una quota molto elevata di occupazione, mentre Gran Bretagna e Germania presentano una percentuale maggiore di occupati nelle grandi imprese.

Condizione necessaria per il funzionamento dell'economia alle diverse scale diviene l'insieme di relazioni che costituisce lo spazio industriale. Queste relazioni sono associate a certi vantaggi. A livello locale le economie di agglomerazione consentono:

A scala maggiormente ampia, l'organizzazione del sistema industriale poggia su altri fattori:

A qualsiasi scala l'economia industriale dipende dalle scelte localizzative delle imprese ed risulta quindi legata alla distribuzione geografica delle diverse condizioni territoriali: sono queste che spingono le imprese a localizzarsi in certe aree consentendo di ottenere specifici vantaggi. Inoltre, una struttura industriale non rimane mai rigida nel tempo e nello spazio, in quanto cambiano le condizioni. La distribuzione geografica viene legata, infine, alla storia, allo sviluppo storico dell'economia (variazioni tecnologiche, sociali, politiche, ecc.).
La divisione internazionale del lavoro, che viene affermandosi dalla seconda parte degli anni '60, trova le sue ragioni in tre elementi fondamentali: la frammentazione dei processi produttivi grazie all'automazione che rende possibile separare spazialmente le fasi produttive, l'offerta di lavoro a basso costo in molti Paesi del Sud del Mondo e lo sviluppo di tecnologie di trasporto e comunicazione che hanno ridotto i costi tecnici e organizzativi della frammentazione.
L'organizzazione spaziale del sistema globale si caratterizza come una struttura altamente integrata e gerarchizzata che si articola su tre livelli:

All'interno di ogni sistema economico, a livello nazionale e regionale, coesistono aree industrializzate (regioni forti) e aree arretrate (regioni deboli). Le differenze sono dovute ai processi di agglomerazione, anche se variano sensibilmente a seconda dei Paesi, per cui una qualsiasi descrizione dei diversi livelli di sviluppo industriale sembra dare ragione solo di alcuni caratteri generali. Le tipologie che si riscontrano nel mondo reale sono:





SCHEDE DI APPROFONDIMENTO

Industria e processo produttivo
Economie di scala-di agglomerazione e urbanizzazione
Il settore secondario
Il settore terziario-la terzarizzazione dell'economia
Evoluzione del settore navale commerciale e sottomarino
Materie prime-risorse e riserve
67 Metalli e Terre rare, il lato oscuro della transizione energetica e digitale
Acqua e sabbia
Il carbone e il ferro
La storia dell'acciaio
Storia della bicicletta
Storia del petrolio-Storia dell'auto
Storia dell'aviazione e dell'industria aeronautica
il turismo-concetti generali ed evoluzione storica
Le Rivoluzioni borghesi
Medici-ricerca medica-igiene pubblica.




INDUSTRIA E PROCESSO PRODUTTIVO

Il processo produttivo comprende tre fasi:

  1. l'approvvigionamento di materie prime e semilavorati, (l'industria alimentare ha bisogno di una o poche materie prime, l'industria dell'auto necessita di molti semilavorati e componenti da assemblare)
  2. la produzione, quindi la trasformazione in prodotti finiti, (maggiormente lunga e complessa diviene la trasformazione, maggiore diviene la differenza tra il valore iniziale del materiale usato e il valore del prodotto finito: questa differenza viene detta valore aggiunto. Se viene usata una tecnologia semplice si ha un basso valore aggiunto; se viene utilizzata una tecnologia complessa e sofisticata si ha un alto valore aggiunto e i prodotti vengono indicati come HT). Il valore del bene include, oltre al profitto dell'imprenditore, i costi sostenuti dall'impresa: il costo del lavoro (salari e stipendi e costi sociali), il costo delle tecnologie (macchinari), i costi generali (energia, acqua, tasse), i costi per i servizi (consulenza giuridica e finanziaria, ricerca e innovazione, gestione del personale). Se prevale il costo del lavoro, l'industria si presenta a prevalente forza di lavoro. Se prevale il costo dei macchinari, l'industria si presenta a forte importanza di capitale.
  3. la distribuzione dei beni sul mercato. Se l'impresa produce un bene di consumo, il mercato viene formato dai consumatori. Se l'impresa produce un semilavorato o un bene strumentale, il mercato viene formato da altre imprese.

Se prendiamo in considerazione la fase centrale del processo produttivo, la produzione, e consideriamo solo l'industria manifatturiera, allora possiamo esaminare gli stretti legami tra essa e tutti i comparti del sistema economico situati a monte e a valle della produzione manifatturiera. L'industria, quindi, instaura un fascio di relazioni funzionali complesso, sia in ambito locale, sia a livello globale per le imprese mahhiormente complesse e di notevole grandezza. Le relazioni tecnico-funzionali sono di tre tipi:

  1. verticali o ecologiche, legate al territorio, come le materie prime, le condizioni climatiche, la presenza di acqua, la popolazione con la sua cultura e le sue tradizioni, un clima favorevole all'impresa, ecc. Se l'impresa usa dei semilavorati, allora i rapporti verticali si instaurano con altre imprese che svolgono le lavorazioni precedenti (se le imprese sono diverse allora si parla di disintegrazione verticale del settore industriale) o con settori diversi dello stesso gruppo industriale (integrazione verticale) che ha costituito una filiera.
  2. laterali, quando diverse imprese producono componenti diversi ma integrati che daranno vita ad un bene industriale, frutto dell'assemblaggio di tutti i componenti (come nell'industria dell'auto). Sono laterali o orizzontali anche le relazioni
  3. di servizio (con altre imprese di subfornitura, con la rete commerciale, la logistica, l'energia, le banche, imprese di consulenza o di calcolo, le telecomunicazioni), allorché le imprese utilizzano servizi vari per allacciare rapporti con l'esterno.
Questo fascio complesso di relazioni funzionali tra le varie imprese industriali e tra queste e i servizi e con il territorio, si concretizza in una particolare organizzazione che deve favorire i vari tipi di relazioni per raggiungere un certo grado di vantaggio competitivo nei confronti di altri territori, meno strutturati e meno organizzati. L'impresa crea quindi una rete di relazioni tra le regioni dove sono distribuiti i fattori della produzione (terra, lavoro, capitale) e le regioni della distribuzione e vendita dei suoi prodotti. Alla ricerca del massimo profitto e della riduzione dei costi di produzione, l'impresa manifatturiera opera in uno spazio discontinuo tra le tre aree geografiche delle materie prime, della produzione e del consumo, ricercando per ognuno le condizioni maggiormente favorevoli.

IL CICLO DI VITA DEL PRODOTTO

Dalla fase iniziale di sperimentazione di un nuovo prodotto o di un nuovo processo produttivo, alla fase finale di standardizzazione della produzione, si volge la vita del prodotto nelle tre fasi dell'innovazione, fase matura e standardizzazione con una fase possibile di innovazione parziale o totale del prodotto.
La ricerca e lo sviluppo di un nuovo prodotto, o processo, il capitale di rischio, i forti investimenti, l'impiego di personale qualificato, determinano costi e quindi prezzi elevati, quindi un mercato ristretto e qualificato.
Questa fase avviene in spazi ristretti, nelle grandi regioni metropolitane ricche. Segue la fase matura del prodotto: la produzione avviene in grandi impianti e in serie, per abbassare i costi di produzione e allargare il mercato dei consumatori. Questa fase richiede personale meno qualificato, quindi diviene conveniente un decentramento produttivo in zone periferiche, o anche in altri Stati, mediante filiali.
Quando le tecniche produttive sono note e diffuse, il decentramento avviene nei Paesi periferici, con personale abbondante, dequalificato, e a basso costo. Il Paese che aveva introdotto l'innovazione, a volte diviene compratore.
Nelle tre fasi ci si sposta spazialmente, alla ricerca dei maggiori differenziali di costo, e si ottiene una distribuzione gerarchica della produzione in Paesi diversi.

  1. USA, Giappone, Germania, Regno Unito e Francia, investendo maggiormente nella ricerca e innovazione, monopolizzando la prima fase.
  2. Paesi come Italia, Canada, Spagna, svolgono le funzioni della seconda fase.
  3. i NIC asiatici e Paesi vicini, ma soprattutto la Cina, la terza fase.
Accanto alla divisione mondiale del lavoro, in campo internazionale si instaura una crescente interdipendenza e fitti scambi commerciali.
Il passaggio successivo si ha negli anni '80 quando, la presenza delle trasformazioni economiche e tecnologiche e la crescente concorrenza internazionale, hanno trasformato la strategia delle imprese. Le tipologie essenziali sono:
  • acquisizioni
  • Joint ventures e accordi di cooperazione
  • alleanze strategiche
Questi accordi collaborativi tendono a favorire la ricerca di vantaggi competitivi fra imprese radicate in aree diverse, attraverso trategie complementari. Si parla, in questo caso, di impresa globale che rappresenta l'ultimo stadio, in ordine di tempo, dell'evoluzione dell'impresa.

COSTI DI TRASPORTO E LOCALIZZAZIONE INDUSTRIALE: il modello di Alfred Weber (1868-1958)

All'inizio della rivoluzione industriale, nel XVIII secolo, le prime industrie si occuparono di lavorazione dei metalli (siderurgia e metallurgia) e di produzioni tessili (cotonifici e lanifici). In entrambi i casi venne usata una certa quantità di carbone, utile per la fusione dei minerali, indispensabile per far funzionare la macchina a vapore e muovere i telai meccanici del tessile.
Il carbone e i minerali hanno una distribuzione spaziale legata alle origini geologiche del territorio, quindi un rapporto verticale di tipo ecologico. Trasportare tali risorse in quel contesto con scarsi mezzi di trasporto e molto costosi, avrebbe determinato dei costi di produzione troppo elevati e non competitivi. Ecco per quale motivo i giacimenti divennero determinanti in modo maggiore delle relazioni funzionali orizzontali per la localizzazione industriale.
La teoria maggiormente accreditata nel campo della localizzazione delle industrie fu quella elaborata da Alfred Weber, economista, geografo, fratello minore del sociologo Max Weber, dal 1907 al 1933, professore all'Istituto univerditario di Heidelberg, il cui lavoro fu influente nello sviluppo della moderna geografia economica. Weber ha supportato la reintroduzione della teoria e dei modelli causali nel campo dell'economia, oltre a utilizzare l'analisi storica. In questo campo, i suoi successi riguardano il lavoro sui primi modelli di localizzazione industriale. Appoggiandosi al lavoro sviluppato da Wilhelm Launhardt, Weber nel 1909 ha formulato una teoria del costo minimo della localizzazione industriale. Sottolineava che le aziende avrebbero dovuto cercare un sito con costi minimi di trasporto e di manodopera.

  • Il punto di trasporto ottimale si basa sui costi della distanza dall'indice materiale, quindi dal rapporto tra pesi dei prodotti intermedi (materie prime) e prodotto finito.
  • Se, il peso del prodotto finale risulta inferiore al peso della materia prima destinata alla fabbricazione del prodotto, l'industria che perde peso, ad esempio, nell'industria del rame, sarebbe molto costoso trasportare materie prime sul mercato per la lavorazione, quindi la produzione avviene vicino alle materie prime. Oltre alle aziende estrattive, altre imprese primarie sono considerate orientate ai materiali: mulini per legname, fabbricazione di mobili, la maggior parte delle imprese agricole, ecc. Spesso situate nelle aree rurali, queste aziende possono impiegare la maggior parte della popolazione locale.
  • In un altro caso, se il prodotto finale risulta pesante (l'indice dei materiali uguale a 1) quanto le materie prime (che richiederebbero il trasporto, ad esempio il caso di alcune materie prime onnipresenti, come l'acqua), che vengono incorporate nel prodotto, in questo caso l'industria tende a svilupparsi vicino al mercato o alla fonte di materie prime e viene chiamata industria a piede libero. L'industria del cotone rappresenta un esempio importante di materia prima che aumenta di peso.
  • In alcuni settori, come l'industria chimica pesante, il peso delle materie prime risulta inferiore al peso del prodotto finito. Queste industrie crescono sempre vicino al mercato.
I costi del trasporto sono determinati da due fattori: il peso delle materie prime e del prodotto; la distanza alla quale materie e prodotto devono essere trasportati. Combinando peso e distanza otteniamo un indice di costo dato da: tonnellata x Km. Risolvere il problema della localizzazione significa trovare il punto in cui la somma totale delle t x km per un certo processo risulta minima.
La produzione avviene in tre possibili localizzazioni: alla fonte delle materie prime ubicate; presso il mercato; in un punto intermedio tra fonte e mercato.

Weber si soffermava sul ruolo del costo di trasporto, in quanto allora era una delle componenti maggiormente rilevanti del costo complessivo di produzione e rappresentava un ruolo particolarmente geografico in quanto dipendeva dalla distanza. La teoria di Weber si fondava sull'idea che per massimizzare l'utile bisognasse minimizzare i costi di trasporto: pertanto il luogo ottimale di una fabbrica era il punto in cui la somma dei costi di trasporto delle materie prime e del prodotto finito risultasse la minima possibile.

Si partiva dalla distinzione dei materiali impiegati nel processo produttivo in due categorie: ubiquitari, quindi distribuiti ovunque e quindi ininfluenti sul costo di trasporto; e ubicati, quindi distribuiti in un certo numero di luoghi. Gli stessi materiali potevano essere puri se erano rifiniti e non destinati a perdere peso durante il processo produttivo; lordi se perdevano parte del loro peso nel corso della lavorazione. Se una fabbrica svolge un lavoro a forte perdita di materia durante il processo di produzione, la sua localizzazione viene attirata nella vicinanza delle materie prime che pesano maggiormente. Se il lavoro impiega in gran parte materiali ubiquitarie, la localizzazione pende verso il mercato del prodotto finale.
In una rappresentazione grafica, Weber, dati su un piano i vertici A e B nei quali si trovano le materie prime e le fonti di energia e il vertice C, in cui si trova il mercato dei prodotti finiti, ottiene il poligono di localizzazione; il problema consiste nel localizzare un punto D rispetto ai tre punti A, B e C, in modo tale da ridurre al minimo la somma dei costi di trasporto tra D e ciascuno degli altri tre punti. Un metodo per determinare il punto di minimo costo consiste nell'utilizzo di un modello meccanico in cui ogni vertice esercita una propria forza di attrazione, rappresentata da pesi, e ogni distanza viene rappresentata da cavi: nel punto in cui si ottiene l'equilibrio si ha la localizzazione ottimale. Oggi la differenza diviene, in molti casi, data dal diverso costo del lavoro, prima abbastanza uguale sul mercato europeo, in quanto il costo del trasporto si riduce alquanto, per la presenza di mezzi diversificati e di grande dimensione. A volte sono invece decisioni politiche e strategiche a determinare la localizzazione, o il clima e l'ambiente maggiormente favorevole al lavoro dell'impresa.

La teoria di Weber ha aperto la strada agli studi sulla localizzazione industriale e continua ad essere un punto di riferimento in quanto il costo del trasporto costituisce sempre un onere importante per l'azienda. Assumendo come principio logico, che ogni impresa manifatturiera, in ragione dei propri caratteri produttivi e dei legami funzionali con il sistema economico, ricerchi una localizzazione che massimizzi i vantaggi e minimizzi i costi, si distinguono i seguenti tipi di industrie:

  • Industrie orientate verso le materie prime. Visto che il costo di trasporto per certe materie prime risulta molto oneroso, le industrie di base che utilizzano grandi numeri di materie prime, tendono a localizzarsi presso i giacimenti o nei luoghi d'arrivo dei materiali importati (come nell'esempio della lavorazione del petrolio, per la petrolchimica o la raffinazione). Il carbone e i minerali hanno una distribuzione spaziale legata alle origini geologiche del territorio. Trasportare tali risorse in quel contesto, con scarsi mezzi di trasporto e molto costosi, avrebbe determinato dei costi di produzione troppo elevati e non competitivi. Quindi i giacimenti divennero durante la prima rivoluzione industriale determinanti, maggiori rispetto alle relazioni funzionali orizzontali per la localizzazione industriale.
  • Industrie orientate verso le fonti d'energia. Le imprese grandi consumatrici d'energia, tendono a localizzarsi nei pressi delle fonti energetiche (carbone, ma anche centrali idroelettriche).
  • Industrie orientate verso il mercato dei prodotto. Rientrano in questa categoria le imprese produttrici di beni di consumo finali e quelle che forniscono semilavorati destinati ad entrare nel ciclo produttivo di altre imprese.
  • Industrie orientate verso il mercato del lavoro. Si tratta di imprese che privilegiano la localizzazione in aree urbane fornitrici di manodopera abbondante e abbastanza qualificata.

Successivamente Weber modifica lo schema originario per tenere conto dell'attrazione della manodopera e del costo del lavoro. Tra le isodapane, quindi le curve congiungenti tutti i punti in cui sono uguali i costi di trasporto, si trova un'isodapana critica in corrispondenza della quale l'aumento del costo di trasporto viene compensato dal risparmio sul costo del lavoro.
Weber introdusse un altro importante elemento, l'agglomerazione: le strutture avanzate possono condizionare lo schema di localizzazione attirando il punto ottimale verso aree di concentrazione e attuando un'economia di agglomerazione. La teoria di Weber dimostra che le fabbriche hanno tendenza a collocarsi presso le fonti di materie prime quando queste sono molto pesanti e quando si riducono di peso durante il passaggio a prodotti finiti; al contrario sono spostate verso il mercato quando anche il prodotto finito risulta pesante; la manodopera attrae le industrie che incorporano nel manufatto molto lavoro. Le economie di scala sono capaci di rovesciare la situazione: i grossi trasporti per una grande fabbrica vanno meglio che una somma di costi unitari bassi per piccole aziende operative in cui la scala di produzione risulta inadeguata.




























ECONOMIE DI SCALA, DI AGGLOMERAZIONE E DI URBANIZZAZIONE

Per oltre un secolo, le condizioni generali favorevoli alla localizzazione industriale furono:

  • la presenza di materie prime
  • la presenza di grandi bacini di forza lavoro
  • la presenza di mercati di sbocco per i prodotti industriali

Dopo la seconda guerra mondiale, lo sviluppo industriale si diffonde in altre regioni, anche se per inerzia le regioni maggiormente industrializzate sono rimaste quelle di antica data. Dopo tanti anni di insediamento industriale, quelle regioni sono le maggiormente strutturate, quelle con le maggiori infrastrutture, luoghi con forte presenza di servizi, aree densamente abitate, luoghi di notevole consumo di prodotti.
Tutto questo diventa vantaggioso per la localizzazione industriale, diviene un'economia esterna, un risparmio di costi.
La riduzione dei costi di produzione fu trovata innanzitutto all'interno dell'impresa, con le economie interne di scala, con la divisione e parcellizzazione del lavoro ripetitivo fra i diversi reparti e i gruppi di lavoratori, in impianti di grandi dimensioni che portassero alla riduzione di parte dei costi di produzione.
La presenza di grandi imprese ha attirato altro mercato del lavoro, altre imprese di varia dimensione e un crescente numero di imprese fornitrici di servizi. Si sono create le condizioni di vantaggi collettivi in uno spazio ridotto all'interno della regione industriale, vantaggi che sono chiamati economie di agglomerazione.
Con la concentrazione in uno spazio ridotto, quindi agglomerandosi, le imprese realizzano delle economie esterne di scala, come se l'impresa trasferisse la divisione del lavoro e la parcellizzazione all'esterno, in decine e centinaia di imprese, legate tra loro da complesse relazioni orizzontali e di filiera verticale. Le imprese producono semilavorati, o componenti, per altre imprese le quali vendono i loro prodotti anche ad altre imprese, e tutte utilizzano servizi e infrastrutture presenti nell'area, riducendo i costi generali di produzione, sfruttando un grande mercato del lavoro, stimolando la competizione e l'innovazione con la concorrenza.
Questo decentramento produttivo in aziende esterne e a volte indipendenti, l'esternalizzazione di alcuni servizi porta alla disintegrazione verticale della filiera e orizzontale del ciclo di produzione dei componenti, dati ai fornitori e subfornitori.
Se tale processo avviene in una regione urbanizzata di grandi dimensioni, si aggiungono altre economie dette di urbanizzazione: un mercato del lavoro differenziato, un vasto mercato di sbocco per i prodotti, una dotazione di infrastrutture di rango superiore, migliori occasioni favorevoli di istruzione, culturali e di svago, maggiori servizi per l'impresa e per l'insieme della popolazione, organismi di ricerca e centri di calcolo.

I processi di agglomerazione e la concentrazione industriale in alcune aree geografiche, la concorrenza di altre funzioni, i disservizi che si creano, la crescita del costo dei terreni e del lavoro, i conflitti sociali possono tradursi in diseconomie che annullano le precedenti convenienze, i vantaggi competitivi. Le diseconomie delle agglomerazioni originano processi di deglomerazione e le imprese possono essere spinte a rilocalizzare parte della produzione o in zone periferiche dell'agglomerazione (suburbanizzazione), lungo alcune vie di comunicazione, originando veri corridoi industriali, oppure in aree lontane, a volte in Paesi lontani, creando la premessa della formazione di sistemi industriali periferici. In altri casi la grande azienda attua invece un decentramento produttivo, esternalizzando parte della produzione in imprese piccole, scomponendo il ciclo produttivo in vari segmenti, localizzati nella stessa area geografica, o in altre regioni anche lontane. Le nuove periferie industriali, con aziende di piccole dimensioni, sono, a volte, maggiormente flessibili e dinamiche e rispondono meglio alle richieste della grande impresa e del mercato. L'impresa industriale diviene il soggetto economico che prende le decisioni:

  • quali beni produrre e immettere sul mercato
  • quali processi produttivi adottare, ad alta forza di lavoro o di capitale
  • dove localizzare la produzione
  • come organizzare i fattori della produzione
Le decisioni dell'impresa influenzano in questo modo lo sviluppo di una regione, i livelli occupazionali, le relazioni esterne con altre regioni e Paesi, le relazioni sindacali, le relazioni con il personale e con l'ambiente, avendo come obiettivo il profitto, e quindi, la riduzione dei costi di produzione. Il controllo del processo produttivo in ogni caso diviene centralizzato e gerarchico; il management tende ad eliminare i fattori di incertezza nell'ambito della produzione, della domanda e nei confronti dell'ambiente esterno; l'innovazione, la tecnologia, i servizi, capitali disponibili, vengono prodotti dall'impresa.
Le grandi imprese (oltre 500 addetti) sono maggiormente capaci di organizzare il sistema e di attuare strategie di sviluppo ad ampio raggio, di instaurare rapporti di dominanza con altri soggetti e altre imprese di minori dimensioni (le medie, con 50-500 addetti, o le piccole, sotto i 50 addetti). Nella grande impresa, la presenza di situazioni complesse e di relazioni, fanno in modo che le decisioni siano prese da un gruppo dirigenziale, la tecnostruttura o Consiglio di Amministrazione, con un amministratore delegato; nella piccola impresa, l'imprenditore proprietario prende tutte le decisioni.
Alla ricerca delle economie di scala, alcune imprese, impegnate nella produzione in alcuni settori in cui era possibile produrre volumi elevati di beni da distribuire su vasti mercati, sono divenute sempre maggiormente grandi, incorporando e controllando diverse funzioni e produzioni di filiera e di settori collaterali. Dettero vita a forme nuove di organizzazione gerarchica, a concentrazioni finanziarie e produttive, quindi all'internalizzazione di un numero notevole di funzioni e produzioni per poter meglio organizzare, coordinare, decidere. La sede centrale coordina le varie divisioni, e queste coordinano le varie aziende produttive, realizzando assieme alla divisione spaziale del lavoro, anche una divisione funzionale del lavoro.

LE IMPRESE MULTINAZIONALI

Le imprese multinazionali sono grandi imprese che nascono, producono, vendono e pagano le tasse in Paesi diversi. Nella Nazione d'origine ha sede la holding del gruppo che agisce da casa-madre. Sono attualmente 387, tra cui 335 industriali, 29 di telecomunicazione e 23 di servizi vari; fatturano 12.200 miliardi di Euro e danno lavoro a circa 32 milioni di persone. Per la maggior parte si trovano negli Stati Uniti, ramificate in Centro e Sud America, e in Giappone, ramificate nel Sud Est asiatico. Oggi anche Russia e Cina sono sedi di multinazionali casa-madre. Nascono alla fine dell'Ottocento con lo scopo di reperire materie prime agricole e minerarie necessarie alla loro produzione.
Dopo la seconda guerra mondiale l'interesse delle grandi imprese si rivolge alla produzione industriale condotta in loco, o per la presenza di manodopera a basso costo, o in quanto vengono offerte agevolazioni varie. Alle multinazionali basta il controllo delle aziende produttive. Si possono avere investimenti finanziari di origine diversa, come contratti di subappalto, licenze per l'utilizzo di brevetti o di vendita dei prodotti.
La strategia operata dalla grande industria, sin dagli inizi secolo, di controllare le risorse minerarie ed energetiche, ma anche alimentari, nelle regioni di produzione, nel secondo dopoguerra cresce e si diversifica, instaurando intensi rapporti tra casa madre e numerose imprese controllate del gruppo, localizzate in quasi tutti i Paesi. Queste relazioni funzionali sono talmente importanti tanto che le imprese multinazionali controllano 1/3 degli scambi commerciali, che sale a 2/3 se si tiene conto degli scambi esterni dei vari gruppi multinazionali con altri gruppi. Lo sviluppo e la distribuzione e diversificazione spaziale delle imprese multinazionali avviene grazie ad alcune innovazioni tecnologiche:

  • scomposizione del ciclo produttivo
  • sviluppo delle infrastrutture in molte regioni
  • sviluppo dei mezzi di trasporto
  • sviluppo delle telecomunicazioni
  • il mercato globalizzato diviene omogeneo come richieste
  • eliminazione progressiva delle barriere commerciali
  • entrata nel mercato del lavoro di masse crescenti di contadini dequalificati e poco costosi nei Paesi del Sud del mondo
  • politiche di attrazione dei capitali esteri con agevolazioni fiscali e salariali
Potendo attuare la scomposizione internazionale dei cicli produttivi, le multinazionali hanno quindi realizzato varie forme di decentramento, localizzazione, rilocalizzazione di aziende produttive, originando, non solo una divisione internazionale del lavoro, ma anche una divisione tecnica, funzionale e gerarchica del lavoro, ottenendo contemporaneamente l'occasione di aumentare le relazioni tra i vari gruppi multinazionali, gli accordi di cooperazione, di scambio di quote azionarie, fino a vere acquisizioni del controllo totale, con relativa concentrazione dei sistemi produttivi nelle mani di un numero ristretto di grandi imprese globali.
Le imprese multinazionali possono essere, in base al tipo di caratteristiche produttive:
  • orizzontali, quando gestiscono stabilimenti produttivi, situati in diversi Paesi, con lo scopo di produrre merci simili o uguali.
  • verticali, quando gestiscono stabilimenti produttivi in diversi Paesi, con lo scopo di produrre merci che servono come materie prime per altri stabilimenti in altri Paesi.
  • diversificate, quando gestiscono, in diversi Paesi, stabilimenti produttivi che non sono, direttamente, o indirettamente collegati tra loro.
Ci sono poi le multinazionali vuote, aziende che tendono ad esternalizzare la maggior parte dei processi produttivi. Esempi sono il modello Nike, che non possiede fabbriche, e i prodotti con il suo marchio giungono da una rete di appalti e subappalti mentre l'impresa investe le proprie risorse nel design e nel marketing; oppure il modello Microsoft, che mantiene un controllo attivo, fatto di azionisti-dipendenti che svolgono le funzioni centrali, esternalizzando tutto il resto a lavoratori temporanei.

Il fatturato delle imprese multinazionali diviene nel tempo enorme. Ad esempio si calcola che l'aziende petrolifera Exxon Mobil abbia un fatturato che supera il PIL di molti Stati. Le multinazionali si autofinanziano ma ottengono anche prestiti da istituzioni internazionali, come la Banca Internazionale per la Ricostruzione e lo Sviluppo e la stessa Banca Mondiale.
L'ultimo tipo di impresa multinazionale, detto post-industriale, riguarda prevalentemente il settore dei servizi bancari, finanziari, assicurativi, ecc. Lo sviluppo di questi settori viene innescato e richiesto proprio dal passaggio delle multinazionali da imprese agricole e minerarie a imprese industriali. In queste ultime, progresso tecnico e grande dimensione, spingono all'internazionalizzazione, non solo al semplice reperimento di materie prime. Il meccanismo con cui operano diviene tipico del monopolio: solo la grande impresa infatti ha la forza di investire in ricerca e sviluppo, produrre quindi in modo innovativo ed esteso, ottenere le economie di scala e i profitti maggiormente alti.

Gli investimento diretti all'estero sono aumentati fortemente tra 1985 e gli anni Duemila, superando di molto la crescita del commercio internazionale e del reddito, per poi stabilizzarsi tra negli anni successivi. I flussi di investimento delle multinazionali restano inferiori ai flussi commerciali, ma circa un terzo del commercio mondiale avviene all'interno delle strutture delle multinazionali, tra filiali in Paesi diversi o tra filiali e casa madre.

Le imprese multinazionali possono essere monopoli o oligopoli. Quando restano entro i confini nazionali, le grandi imprese sono talmente potenti da imporre le cosiddette barriere all'entrata alle concorrenti che non riescono a produrre con pari forza tecnico-dimensionale. Ma quando le imprese operano internazionalmente, esse devono confrontarsi con imprese altrettanto grandi: allora conviene loro allearsi e dar vita a oligopoli. Queste alleanze possono essere orizzontali, quando le multinazionali operano in Paesi diversi, producendo la stessa merce, oppure verticali, quando, operando in Paesi diversi, producono dalla materia prima al prodotto finito, come ad esempio le Sette sorelle che estraggono petrolio, lo raffinano e vendono benzine e altri tipi di carburante. Altri oligopoli sono le multinazionali dell'agroalimentare, le farmaceutiche, le bancarie; queste ultime (Goldman Sachs, J. P. Morgan, CityGroup, Bilderberg Group) sono talmente potenti da influenzare le Agenzie di rating come Standard & Poor, Moodys e Fitch, preposte alla loro stessa valutazione.
Un esempio di multinazionale viene dalle imprese americane della carne. Esse sono un potentissimo oligopolio risalente ai primi cinque re (Hammond-Swift-Morris-Armour-Wilson); operano su terre estorte ai nativi indiani e poi ai sudamericani; producono in grandissime dimensioni; utilizzano il progresso tecnico che risale all'adozione della catena di montaggio in smontaggio degli animali, e delle celle frigorifere, inventate tra il 1869 e il 1878. Nascono in questo modo gli odierni allevamenti intensivi dove gli animali sono stipati in spazi ridotti, nutriti con soia, cereali, ormoni e antibiotici, costretti sulla catena di smontaggio e macellati in tempi brevissimi e in quantitativi enormi per produrre soprattutto hamburger. Le conseguenze negative su uomini, animali e ambiente sono innumerevoli. Tra i fattori che determinano la scelta di localizzazione delle multinazionali vi sono:

  • l'ordinamento giuridico nazionale nei suoi punti di forza e di debolezza, ad esempio per quanto riguarda la protezione dei diritti propri degli investitori esteri
  • una tassazione molto bassa e favorevole rispetto al Paese di origine
  • l'accesso ai mercati esteri
  • la distanza geografica tra le diverse parti delle produzioni di un'impresa
  • l'essere disponibili fattori di produzione a basso costo, o delle materie prime o del lavoro
La concorrenza fra le grandi imprese hanno spinto le aziende produttive, prevalentemente industriali e manifatturiere, a dislocare una crescente quota della propria imprese, se non addirittura tutta, in Paesi dove la "forza lavoro" ha costi inferiori, vi siano vantaggi valutari e dove la pressione fiscale sia notevolmente bassa. I Paesi del Sud del Mondo sono diventati terra di conquista per le multinazionali in quanto, oltre al minor costo e scarsa tutela della manodopera indigena, si rende possibile sfruttare, e a volte controllare, legislazioni interne molto carenti o permissive per quanto concerne ad esempio l'inquinamento e la tutela ambientale.






IL SETTORE SECONDARIO

In economia, il settore secondario, negli ultimi decenni, diventa il settore economico che comprende tutte le imprese dell'industria estrattiva, metallurgica e siderurgica, metalmeccanica, della difesa, petrolchimica, cartaria, manifatturiera, automobilistica, aerospaziale, ferroviaria, aeronautica, farmaceutica, tessile, chimica, elettronica, alimentare, energetica, delle costruzioni e l'artigianato.

Il settore metallurgico si specializza nella lavorazione dei metalli. Il settore chimico si occupa della produzione di sostanze impiegate nelle altre aziende industriali. L'industria metalmeccanica si occupa della produzione di veicoli industriali, automobili e macchinari pesanti. L'industria tessile produce tessuti e capi di abbigliamento. L'industria agroalimentare si occupa della trasformazione dei prodotti agricoli e degli allevamenti in prodotti alimentari per la grande distribuzione. Nel settore dell'edilizia sono comprese tutte le imprese di costruzione degli edifici, degli impianti e delle infrastrutture (strade, ferrovie, ecc.).

Nei Paesi tecnologicamente maggiormente sviluppati, il settore secondario si caratterizza dall'utilizzo massiccio di macchinari a sempre maggiore contenuto tecnologico, che richiedono un minore numero di manodopera.

L'industria ICT (Information and Communications Technology) dell'informazione e della comunicazione, diviene un insieme dei metodi e delle tecniche utilizzate nella trasmissione, ricezione ed elaborazione di dati e informazioni, tecnologie digitali comprese. L'uso della tecnologia nella gestione e nel trattamento delle informazioni ha assunto crescente importanza strategica per l'organizzazione industriale e per i cittadini come effetto del boom di internet, avvenuto dagli anni 'Novanta in poi.

Oggi l'informatica e le telecomunicazioni sono i due pilastri su cui si regge il settore dell'informazione. Fanno parte delle ICT tutti quegli ambiti professionali che riguardano la progettazione e lo sviluppo tecnico della comunicazione digitale: oggi, le professioni legate alle ICT stanno crescendo ed evolvendo e divenendo specifiche, per operare in ambiti sempre maggiormente interconnessi tra di loro, come informazione on-line, reti sociali, commercio elettronico, marketing digitale, GIS (Geographic Information System, anche detto sistema informativo geografico o territoriale), domotica, trasporto automatizzato, ecc.

Il settore secondario va incontro a bisogni considerati secondari rispetto a quelli cui va incontro il settore primario. Secondo la teoria di alcuni economisti, nel corso del suo sviluppo tecnologico, i gruppi umani tendono a lasciare lo stadio di economia agraria non appena ha assicurato il soddisfacimento dei bisogni primari: una volta raggiunta questa garanzia, essa concentra i suoi sforzi in settori di altri tipi. La nascita dei vari settori accompagna da sempre lo sviluppo delle Nazioni, a partire dalle rivoluzioni industriali.













IL SETTORE TERZIARIO, la terziarizzazione dell'economia

In passato il terziario era considerato un settore residuale entro il quale inserire le aziende che non facevano parte degli altri due settori, il primario e il secondario. Vista l'importanza attuale, sono state proposte classificazioni diverse per suddividere i servizi secondo la funzione economica o secondo i vari settori, o ancira secondo la posizione gerarchica sul territorio.
Accanto alla circolazione delle merci, del denaro, delle persone, il terziario comprende la Pubblica amministrazione e tutti i servizi volti a elaborare, scambiare e controllare l'informazione.
I sevizi possono essere destinati al consumo finale o alla produzione di beni e di altri servizi. Nei Paesi industrializzati, la percentuale degli occupati nel terziario viene usata come indicatore dello sviluppo economico e sociale. Anche se tutti i Paesi hanno visto crescere il numero degli occupati nel terziario, l'aumento maggiore avviene nei Paesi industrializzati (60-70%), e i vari settori sono maggiormente produttivi rispetto al terziario dei Paesi del Sud del Mondo. Nei Paesi industrializzati a volte rimangono sacche di terziario tradizionale, come il piccolo dettaglio commerciale, poco produttivo. La forza attuale del terziario ha motivato l'uso di espressioni come terziarizzazione dell'economia, o di economia postindustriale.
Questa evoluzione sottolinea la mutata organizzazione del processo produttivo, e questo spiega il crescere dei servizi per le imprese: servizi di progettazione, di ricerca applicata, di programmazione informatica, di telecomunicazioni, di finanziamento, di gestione, di formazione, di logistica, di divulgazione, di marketing.
L'accresciuto reddito delle famiglie e l'aumento del tempo libero, hanno prodotto non solo la crescita del terziario dal punto di vista quantitativo, ma anche dal punto di vista qualitativo dell'offerta dei servizi. L'automazione industriale e l'inserimento delle tecniche informatiche hanno modificato il mercato del lavoro, sia nell'industria ma anche in molti settori del terziario, provocando anche un forte movimento aziendale e spaziale reso maggiormente flessibile. Queste innovazioni portano alla dequalificazione degli addetti ai segmenti medio bassi in quanto le macchine assorbono il contenuto intellettuale e scientifico, prima caratteristiche del lavoratore qualificato; nello stesso tempo questo richiede una sovraqualificazione dei livelli superiori, quindi capaci di progettare, pianificare, gestione e controllo dei processi produttivi.
Aumentando la forza del settore industriale e la specializzazione di ogni segmento, aumenta il ruolo dei servizi, in gran parte esterni o esternalizzati dall'impresa, in particolare cresce il ruolo del capitale finanziario, con aumento dei servizi bancari, finanziari e borsistici. Queste trasformazioni hanno richiesto naturalmente il potenziamento e il miglioramento delle infrastrutture per aumentare la competizione territoriale.

CLASSIFICAZIONE DEI SERVIZI TERZIARI

Generalmente si parla di classificazione merceologica del terziario e di una classificazione funzionale, cercando di mettere in rilievo le differenziazioni esistenti all'interno di questo comparto, mentre risulta maggiormente difficile sottolineare la differenze tra servizi tradizionali e servizi innovativi, soprattutto quelli per l'impresa. La classificazione di tipo funzionale raggruppa tutti i servizi in tre categorie:

  • Servizi per le famiglie, destinati alla vendita e rivolti al consumo finale
  • Servizi di uso collettivo, che comprendono le infrastrutture sociali, quelle di trasporto e comunicazione
  • Servizi per l'impresa rivolti alle aziende economiche, tradizionali e avanzate, secondo il grado di innovazione tecnologica e organizzativa che incorporano

Accanto al Terziario, per alcuni, a livello superiore, si pone il Quaternario, che non comprende servizi propriamente detti, ma rappresenta gruppi di persone che svolgono forme diverse di comando, decisione, pianificazione, orientamento politico e culturale.
Parallelamente ai servizi sopra menzionati, si pongono quelli del Terzo settore, insieme di servizi svolti da privati che perseguono scopi sociali, integrando o sostituendo in parte l'intervento pubblico, senza profitto (da cui il termine di non profit), volontario o parzialmente remunerato. Il lavoro del terzo settore si rivolge al comparto assistenziale-sanitario, a quello sportivo, culturale ricreativo, assistenza agli indigenti ed emarginati, agli immigrati e profughi, interviene durante le emergenze e gli eventi calamitosi. Viene finanziato da privati, dallo Stato o dagli Enti territoriali, parzialmente dai beneficiari o da imprese.

I SERVIZI PER LE FAMIGLIE
I servizi per le famiglie sono una variabile che dipende dallo sviluppo economico di una popolazione e dal reddito spendibile, e si localizzano quindi dove si concentra la popolazione ricca che maggiormente chiede servizi innovativi e moderni e che presenta un forte potere di consumo. Lo Stato interviene solo per normare il settore privato. Tra i servizi per le famiglie, quello che occupa il numero maggiore di addetti diviene il commercio. Accanto alle forme tradizionali del commercio al minuto, ancora concentrato nel centro storico delle varie forme di urbanizzazione, il settore tendenzialmente si evolve in forme moderne che originano grandi concentrazioni finanziarie controllate da centrali distributive multinazionali. Supermercati, ipermercati, centri commerciali privilegiano le aree suburbane infrastrutturate o extra-urbane, arteriali o nodali, richiedendo notevoli spazi espositivi e per i parcheggi.
Il commercio di beni voluttuari, i sevizi per la persona, per il tempo libero e lo svago sono maggiormente soggetti a oscillazioni delle tendenze del momento o al reddito delle persone, quindi difficilmente possono essere interessati da forti concentrazioni. Molti di questi servizi permangono nei centri storici e in alcune vie commerciali, anche di lusso; altri si rilocalizzano in aree extra-urbane, come centri commerciali, ipermercati, ristoranti, impianti sportivi, discoteche.
Nei Paesi del Sud del Mondo si riscontra quasi sempre un dualismo tra servizi tradizionali per le popolazioni locali con scarso potere d'acquisto e strutture commerciali moderne e altri servizi di grandi dimensioni fortemente concentrati nelle aree urbane capitali e quelle di grandi dimensioni dove si trovano concentrati gli stranieri occidentali e le classi agiate e dominanti locali.

I SERVIZI DI USO COLLETTIVO
I servizi di uso collettivo sono condizioni generali dello sviluppo di un Paese, favoriscono la valorizzazione produttiva delle imprese e la formazione della forza lavoro con una preparazione adeguata. Sono considerati economie esterne, quindi dei vantaggi che attenuano le diseconomie di agglomerazione o favoriscono processi di decentramento produttivo, territoriale o fenomeni di rilocalizzazione.
Trasporti pubblici, servizi scolastici, strutture e presidi sanitari, servizi culturali (musei, biblioteche, teatri, cinema) rappresentano questa categoria di servizi. La localizzazione e il livello di questi servizi ha molte variabili: dipende dal livello economico, dalle politiche di sviluppo regionale, dall'orientamento politico ed economico dello Stato. Nei Paesi del Sud del Mondo generalmente questi servizi sono mal distribuiti e a volte sono mediocri.

I SERVIZI PER LE IMPRESE
Sono forniti da imprese private, dallo Stato o da Agenzie statali e intervengono nella fase della produzione industriale, quindi sono presenti in modo massiccio nei Paesi industrializzati. I sevizi si distinguono in tradizionali, se provvedono alla sopravvivenza dell'impresa come la tenuta dei conti, e innovativi se operano per lo sviluppo dell'impresa, come i servizi di ricerca e sviluppo, la ricerca di mercato, la logistica; investono notevoli capitali e rappresentano un investimento a medio o lungo termine per le imprese. I servizi per l'impresa sono poi o impliciti, se prodotti all'interno dell'impresa, e sono per uso interno o per le consociate e sub-fornitrici o filiali, o espliciti, se prodotti da imprese esterne all'azienda.

I servizi espliciti o impliciti che si occupano delle informazioni, sono considerati strategici per ogni impresa, quindi molto importanti, in quanto le aziende di gestione dell'informazione sono alla base dello scambio e della circolazione di beni materiali e immateriali. Sono tali i servizi di Ricerca e Sviluppo, di formazione del personale, di ricerca sul mercato, di divulgazione, di promozione commerciale. Questo diviene il processo produttivo degli uffici, l'elaborazione e trasformazione di dati, notizie, ordini relativi all'organizzazione dell'azienda. Accanto alla circolazione dei beni, del denaro, delle persone, si viene creando la circolazione delle informazioni che guida e influenza i precedenti. L'organizzazione dell'impresa e del mondo industriale ha quindi trasferito molte funzioni al settore dei servizi e cresce la potenza industriale grazie alla crescita e al coordinamento dei servizi. Si riducono le spese per il personale impegnato nella produzione, le tute blu, aumentano le spese per gli addetti al controllo, alla ricerca, al marketing, ai servizi di ingegneria, quindi ai colletti bianchi.
Non solo l'impresa ha trasferito ai servizi funzioni proprie, ma ha esternalizzato molti servizi, assegnandoli a imprese specializzate che possono fornire tali prestazioni a diverse imprese, riducendone i costi. Formazione del personale, informatizzazione degli uffici, manutenzione delle macchine, consulenza in campo informatico per i software e i programmi gestionali, analisi di mercato, selezione del personale, marketing, hanno dato origine ad un settore di servizi avanzati forniti da imprese esterne specializzate; ma questo fenomeno interessa anche i tradizionali servizi di giardinaggio, mensa, ristorazione, pulizia, trasporto, in una sorta di decentramento produttivo all'esterno dell'impresa ma localizzato nell'intorno dell'agglomerazione.

IL QUATERNARIO, comprende le funzioni di comando, di decisione, di pianificazione e di controllo a livello politico, sociale, economico, militare e culturale che formano il "cervello pensante e pianificante" del sistema socio-economico, sia a livello locale sia a livello mondiale. L'apparato risulta formato dalle sedi decisionali superiori della Pubblica Amministrazione, del Governo, del potere militare, dei partiti e dei sindacati, delle organizzazioni imprenditoriali, bancarie, finanziarie, dagli Istituti di ricerca prestigiosi, dai maggiori Istituti universitari, dai maggiori giornali e dalle imprese televisive, dai grandi centri religiosi. Tutti questi poteri rappresentano istanze e interessi, molte volte opposti o concorrenziali, ma questo non significa che non si realizzano relazioni intense tra le centrali del potere, in un continuo rapporto di forza per affermare ognuno le proprie aspettative e istanze. Si instaurano per questo motivo rapporti intensi, anche conflittuali, tra banche e scelte finanziarie operate dai governi e Banche centrali (tassi di sconto, tariffe fiscali, esportazione di capitali), tra sindacati e imprenditori (costo e organizzazione del lavoro), tra banche e categorie imprenditoriali. Le funzioni del quaternario si localizzano presso i luoghi che dirigono o coordinano, presso altri centri di potere, nelle metropoli capitali, ma maggiormente nelle metropoli globali di prima grandezza economica e funzionale. A livello mondiale, New York, Londra, Parigi, Tokyo, Francoforte, Zurigo, Milano, Amsterdam formano come nodi centrali, parte della grande rete di relazioni finanziarie, commerciali, scientifiche create dalla mondializzazione dell'economia.

LOGICHE SPAZIALI, DINAMICHE DEL TERZIARIO E GERARCHIE TERRITORIALI

Le imprese del terziario hanno, di regola, una localizzazione centrale, nel quartiere centrale degli affari (C.B.D.) che coincide con parte del centro storico (in molti Paesi viene visivamente visto come lo spazio dove dominano i grattaceli, es. negli USA e in tutte le metropoli che copiano tale modello), o con le gandi arterie del traffico. In molti casi sono ubicati in particolari strade e arterie centrali, in piazze storiche e centrali, in veri quartieri ove dominano i vari servizi specializzati e di lusso.
I servizi comuni e diffusi sono localizzati anche nei piccoli centri. I servizi turistici, per la maggior parte decentrati nelle cittadine legate al turismo. Infrastrutture, interporti, aeroporti sono localizzati in zone periferiche.

A causa della pochezza e degli alti costi del terreno, alcuni servizi hanno abbandonato la zona centrale a favore di nodi delle infrastrutture in zone periferiche e semiperiferiche.
Parlando di distribuzione spaziale dei servizi, e tenendo conto del raggio geografico dell'utenza, si avranno:

  • servizi comuni o diffusi, a cui l'utenza accede con frequenza giornaliera o settimanale, come bar, negozi alimentari, uffici postali e bancari, scuole di base
  • servizi di livello medio, a cui si accede mensilmente o annualmente, o usati solo da una parte della popolazione, come negozi specializzati, scuole superiori, agenzie di viaggio. La distribuzione territoriale delle imprese del terziario non risulta uniforme: vi sono grandi centri che hanno un numero elevato e diversificato di servizi, soprattutto quelli rari e specializzati, e piccole cittadine che offrono pochi servizi e di livello inferiore.
  • servizi rari del terziario superiore, a cui si ricorre raramente e sono rivolti ad un numero ristretto di utenti, come i negozi d'alta moda, i servizi avanzati per le imprese, i grandi Istituti universitari, gli ospedali specializzati, i grandi musei. Questi servizi sono concentrati in poche metropoli, quasi sempre con il quaternario.

I servizi dunque tendono a distribuirsi sul territorio secondo una logica gerarchica che corrisponde alla gerarchia dei centri abitati. Al vertice metropoli come New York, Londra, Parigi, Tokyo, e in Italia, Milano e Roma; alla base della gerarchia i piccoli centri con pochi abitanti e pochi servizi. L'insieme della popolazione e delle funzioni di un centro, determina la presenza e il livello dei servizi, quindi la posizione nella gerarchia dei centri abitati a livello regionale, nazionale o mondiale.

FATTORI AGGLOMERATIVI E LOCALIZZAZIONE DEI SERVIZI PER LE IMPRESE

La distribuzione dei servizi non appare semplice, geometrica, ordinata come nel modello di Christaller, ma vi sono forti polarizzazioni, con concentrazioni di servizi in poche aree geografiche del Nord industrializzato e in alcuni Paesi del Sud del Mondo. La localizzazione dei servizi, soprattutto di rango medio alto, risulta disomogenea, squilibrata. Metropoli come New York, Londra, Parigi polarizzano una buona parte dei servizi di rango superiore dell'intero Paese. Mentre la distribuzione dei servizi per le famiglie risulta strettamente legato al reddito e alla propensione alla spesa, la distribuzione dei servizi per le imprese viene polarizzato dalle maggiori agglomerazioni industriali. Quindi tra i fattori di localizzazione dei servizi per le imprese vi saranno:

  • Posizione del centro nella gerarchia urbana
  • Tipo di funzione produttiva del centro
  • Valore ambientale del centro
  • Economie esterne di agglomerazione e urbanizzazione (numero e valore della forza lavoro, presenza di capitale di rischio, valore imprenditoriale, infrastrutture collettive e per le imprese, legami stretti tra le imprese e flussi in entrata e uscita di beni e servizi)
  • Costo del suolo
  • Intervento pubblico nelle infrastrutture e servizi collettivi e nelle politiche territoriali. Sono divenuti strategici i rapporti di collaborazione con le Amministrazioni pubbliche
Nell'area dell'agglomerazione, il processo di crescita dei servizi diviene di tipo cumulativo, quindi, crescendo la domanda di servizi, si creano nuove funzioni terziarie che attirano altre imprese e altri servizi. In questo modo si produce la polarizzazione dei servizi per le imprese in aree ristrette. Questi fenomeni sono condizionati da situazioni locali ma maggiormente dall'andamento dell'economia mondiale e dalle scelte strategiche e localizzative delle imprese multinazionali e delle imprese globali.

CRESCITA DEI SERVIZI E PROCESSI SPAZIALI RECENTI

In alcuni casi le grandi agglomerazioni, con il tempo, producono delle diseconomie, in particolare mancanza di spazio strutturato, alto costo del terreno, ambiente fatiscente. In questo caso, mentre rimangono saldamente ancorati al grande centro le funzioni quaternarie e del terziario superiore, molti servizi per le famiglie, e quelli collettivi, ma anche un'ampia gamma di servizi intermedi per le imprese, si rilocalizzano in centri minori ma con un ambiente appetibile, lungo gli assi infrastrutturali, si distribuiscono sul territorio, nelle vicinanze dei vari distretti industriali, essendo legati tra loro da moderne infrastrutture e reti telematiche.

TRASPORTI E COMUNICAZIONI: ORGANIZZAZIONE TERRITORIALE

Le vie di comunicazione e i mezzi di trasporto facilitano i movimenti delle persone, gli scambi delle merci, le comunicazioni tra i popoli. Con lo sviluppo delle reti di comunicazione e trasporto, e con la riduzione della frizione della distanza, si ottengono:

  • collegamenti rapidi tra i vari centri, tra i vari soggetti, tra le imprese
  • riduzione delle distanze funzionali, temporali, politiche
  • riduzione dei costi del trasporto
  • miglior utilizzo delle risorse
  • miglior utilizzo dei sistemi produttivi locali
  • sfruttamento di nuovi spazi
  • controllo strategico di determinati spazi
  • merci che vengono maggiormente valorizzate
Il sistema dei trasporti diviene anche una filiera di imprese che comprende quelle che costruiscono i vari mezzi di trasporto, quelle che costruiscono le reti e i nodi, i settori commerciali che vendono i mezzi, il settore della manutenzione dei mezzi, le aziende di gestione dei nodi e dei vari flussi mercantili.
L'organizzazione dei trasporti rappresenta circa il 10% del PIL mondiale. La distribuzione delle strutture del trasporto si trasforma in una rete su cui si inseriscono dei nodi: sulla rete circolano i flussi del traffico delle merci e delle persone. I nodi in ferrovia sono le stazioni, nel trasporto marittimo i porti, in quello aereo gli aeroporti, nel trasporto stradale i centri abitati. L'insieme di reti e nodi delinea la struttura spaziale di un territorio. Gli spazi dei Paesi industrializzati sono fortemente infrastrutturati; scarsamente lo sono quelli dei Paesi del Sud.

EVOLUZIONE STORICA DEI TRASPORTI

Per secoli solo la forza muscolare di animali e uomini, l'acqua e il vento, hanno reso possibile la circolazione delle merci lungo piste e strade, a volte complesse come la via della seta o le vie consolari romane o i sentieri dell'impero Inca. All'epoca delle scoperte geografiche e delle successive conquiste coloniali si verifica un notevole miglioramento dei trasporti marittimi che permette la crescita degli scambi di merci e l'arrivo in Europa di nuovi prodotti.
Nel XVIII e XIX secolo, con la RIVOLUZIONE INDUSTRIALE e la conseguente RIVOLUZIONE dei TRASPORTI, la circolazione divenne rapida e meno costosa.
Nella prima fase il sistema di trasporto utilizzato nell'Europa centrosettentrionale fu rappresentato da canali e fiumi navigabili che divennero luoghi di localizzazione industriale e nodi dell'organizzazione territoriale.
Nel XIX secolo vi fu il predominio del vapore, quindi del treno e delle navi con scafo d'acciaio. A quel tempo fu la ferrovia ad organizzare i territori e i nodi ferroviari divennero i principali poli di sviluppo.
Il XX secolo vede il trionfo del motore a scoppio, dal 1880 dell'automobile e poi dell'aereo.
La ferrovia contribuisce fin dal XIX secolo a caratterizzare il trasporto nei Paesi industrializzati. La rivoluzione del treno inizia nel Regno Unito. Nel 1825, George Stephenson utilizza la macchina a vapore per trainare dei vagoncini carichi di carbone lungo binari di ferro. Alla fine del XIX secolo alle ferrovie spetta un ruolo importante nell'aprire l'accesso a nuove terre. Negli USA furono le ferrovie a riversare molti coloni nelle terre occidentali fino alla costa del Pacifico: nel 1869 si incontrarono le linee ferroviarie della Union Pacific e della Central Pacific collegando le due zone costiere. Nel 1885 fu completata anche la linea della Canadian Pacific che portava il viaggio continentale da 5 mesi a 5 giorni. Nella maggior parte dei Paesi le locomotive a vapore sono state sostituite da motrici "Diesel", soprattutto dopo la seconda guerra nondiale, e da locomotori elettrici con maggior potenza di trazione.

La rivoluzione decisiva che modifica la flotta mercantile nel XIX secolo fu l'introduzione della forza motrice del vapore (dopo la prima guerra mondiale sostituita dai motori diesel e dall'uso delle turbine) che eliminava gli inconvenienti della navigazione a vela, direzione, viaggi regolari e forza dei venti. Negli stessi anni inizia anche la grande rivoluzione della cantieristica: l'abbandono del legname a favore del ferro, prima, dell'acciaio poi (1840-1870). Allora si diffusero altre innovazioni e alle ruote laterali subentra l'elica poppiera (1830). I cargo eliminano poco a poco i grandi velieri che comunque restano fino all'inizio del XX secolo. Nel 1838 il Great Western, un piroscafo di 1500 tsl, compie la prima traversata dell'Atlantico in 15 giorni.
Le petroliere (la prima nave-cisterna o tanker fu costruita nel 1885) costituiscono oggi un terzo del tonnellaggio della flotta mondiale, con oltre 6.000 navi che possono raggiungere le 500.000 tsl. Sono navi abbastanza recenti (mediamente non hanno che 25-30 anni) ed hanno creato tutta una serie di innovazioni per il carico e scarico del combustibile, soprattutto nei porti del Golfo Persico (imbarco) e in quelli europei, americani e giapponesi (importazione): ampi bacini, depositi per il petrolio, lunghi pontili per l'ancoraggio, porti specializzati in una sola merce. Alle petroliere si aggiungono le metaniere e i tankers adibiti al trasporto di prodotti chimici liquidi. Altre navi, come le mineraliere, trasportano carbone, ferro e altri minerali.
Allo scopo di superare le fluttuazioni stagionali del traffico, vengono utilizzate navi polivalenti che trasportano sia carichi secchi sia liquidi (bulk/oil carriers) sia merce priva di imballaggio (le portarinfuse o bulk carriers). Tutte le altre merci, meno voluminose ma imballate e che richiedono uno stivaggio attento e specializzato, usano navi a carico generico (general cargo/cargo ships).
Un cenno merita il gruppo delle navi porta-containers (containers ships) e porta chiatte (lighter carriers): da pochi decenni sono comparse queste grandi navi che stanno rivoluzionando la tecnica e i metodi del trasporto tradizionale. I container, in acciaio o alluminio, sono dei contenitori dalle dimensioni unificate in tutto il Mondo che possono viaggiare su strada, su ferrovia e su nave con il vantaggio di accelerare le operazioni di carico/scarico delle merci, abbassando i tempi morti e riducendo il costo finale del trasporto, ma che richiedono vasti spazi per il deposito.

All'inizio del Novecento, accanto al treno, compaiono altri due mezzi, l'auto e l'aereo e si costruiscono le prime reti di servizio, oleodotti e gasdotti. Dopo alcuni tentativi di costruire delle vetture a vapore (di Watt e Hancock), nel 1877 il tedesco Marcus costruisce un motore a scoppio a benzina che fu perfezionato da Daimler con un modello del 1886, anno in cui anche Benz produce la sua prima auto a scoppio.
Nel 1894 Otto Diesel idea un motore a combustione di gasolio che ebbe altrettanta fortuna nei tempi successivi. Daimler si associa a Benz e inizia la costruzione di vetture leggere, a due posti, che viaggiano a 17 km/h. Da quel momento iniziano le innovazioni nel trasporto su strada: i fratelli Michelin hanno l'idea di montare pneumatici di gomma sulle ruote e Mac Adam idea il sistema per migliorare le strade con brecciame cilindrato al quale viene applicato uno strato di rivestimento di asfalto.
L'auto si afferma soprattutto nel trasporto delle persone: copre gran parte del pendolarismo quotidiano dei lavoratori e i viaggi per piacere, sia del fine settimana sia delle ferie estive sulle piccole e medie distanze. Il trasporto delle merci su strada compete con gli altri sistemi all'interno delle aree urbane, sulle medie distanze, integra capillarmente il trasporto ferroviario utilizzando il sistema modulare. I camion trascontinentali americani, chiamati truck, sono autoveicoli pesanti che possono trasportare circa 35 t di merce dall'Atlantico al Pacifico, lungo un nastro d'asfalto di 4800 km, la Highway 66 e assicurano oltre il 20% del trasporto merci. Negli ultimi decenni sono state costruite in campo ferroviario linee e treni altamente veloci: i Trans Europa Express, prima, i TGV, gli Eurostar e altri poi, in Europa, o il Tokaido in Giappone.
Nel XX secolo compare nel settore dei trasporti il mezzo aereo, lento nel suo fiorire, ma divenuto imponente negli ultimi cinquant'anni. Il mezzo aereo supera gli ostacoli ambientali facilmente ma soprattutto, grazie ai tempi di crociera attuali attorno ai 900-1000 km/h, diviene il maggiormente rapido: per questo si ritiene che la navigazione aerea sia una delle rivoluzioni tecniche ed economiche di maggior portata di questo secolo.
L'aviazione, nata meno di un secolo fa, solo nel 1890 inizia con un apparecchio a vapore costruito da Clement Ader che riesce ad alzarsi in volo. Nel 1903 i fratelli Wright voleranno, negli USA, con un aliante munito di motore a scoppio. Nel 1909 Bleriot attraversa la Manica e nel 1927, il 21 maggio, Lindberg attraversa l'Atlantico. L'impiego di leghe leggere, dell'alluminio, e del motore a reazione permisero nel 1947 di raggiungere i 1000 km/h. La costruzione durante l'ultimo conflitto del radar e la diffusione dei vari mezzi di comunicazione hanno accresciuto la sicurezza dei voli, sviluppando questo sistema di trasporto. Nascono le grandi compagnie aeree: l'Alitalia nel 1946, la Bea nel Regno Unito (1947), la Lufthansa nel 1955 e l'Air France nel luglio 1946 inaugurava la rotta per New York. Dal 1970 inizia la fase del trasporto di massa con la costruzione di aerei di grande dimensione e veloci come il DC 10, il Boeing 747 e il Concorde. Le maggiori case costruttrici sono state a lungo le americane MacDonnell-Douglas e la Boeing, primato oggi condiviso dalla azienda europea Airbus. Con la costruzione di aerei a fusoliera larga riceve grande impulso il trasporto merci.
Anche se l'aereo ha per suo dominio l'atmosfera, tuttavia diviene legato al suolo per quanto riguarda la partenza, l'assistenza e l'arrivo. Situati nei pressi dei maggiori agglomerati urbani, gli aeroporti, sempre più grandi, rappresentano una nuova e costosa organizzazione dello spazio con un forte impatto ambientale. Essi hanno bisogno di rapidi accessi al centro urbano mediante autostrade e linee ferroviarie ed efficienti servizi. I collegamenti a lunga distanza servono tutte le maggiori ed importanti aree urbane; sono molto fitti nel Nord del Mondo (USA, Canada, Europa Occidentale, Giappone, Russia...)e le rotte che sorvolano il Nord Atlantico emergono tra tutte le altre. La fittezza dei collegamenti e il numero di passeggeri nei voli interni dipende, oltre che dal reddito degli abitanti, dalle dimensioni del territorio. Ben diverso il discorso a proposito dei voli internazionali: questi sono concentrati in pochi grandi aeroporti e dipendono dallo sviluppo economico delle Nazioni.

Nell'era moderna, col crescere del consumo di petrolio e gas, si sono diffusi gli oleodotti e i gasdotti per collegare le zone di estrazione con i porti di imbarco, i porti di sbarco e le regioni di stoccaggio e di consumo. Una maglia complessa di reti di condutture diviene ormai presente negli Stati Uniti, in Europa, in Russia e nel Vicino Oriente. In alcuni casi diviene possibile il trasporto anche del carbone, mediante carbodotti, ridotto in polvere e miscelato con acqua. La posa dei condotti presenta svantaggi e vantaggi:

  • costi elevati per la costruzione e la posatura, specie in mare
  • costi per le stazioni di pompaggio e smistamento
  • difficile riconversione nel caso di esaurimento del giacimento
  • i costi del trasporto sono contenuti
  • i condotti hanno una grande portata
  • sono abbastanza sicuri e soggetti a pochi rischi
La localizzazione delle reti di condotti la troveremo sviluppata in:
  • USA (quasi 320 mila km di oleodotti e 1,8 milioni di km di gasdotti)
  • Russia (significativi i gasdotti e oleodotti dalla Siberia verso occidente)
  • Europa (con numerosi oleodotti da Rotterdam, Marsiglia, Genova, Trieste, Savona, Anversa, ecc; i gasdotti come quello dall'Olanda o dall'Algeria; quelli che collegano i giacimenti off-shore del Mare del Nord)
  • nel Vicino Oriente (Arabia Saudita, Kuwait, Iran attraverso Siria e Turchia)


La distanza incide sulla scelta del mezzo di trasporto. I costi aumentano con la distanza, ma non in modo proporzionale, in quanto i costi di terminale si spalmano su tutto il percorso. Hoover, nel 1948, studia tale problema distinguendo i costi fissi (impianti fissi di carico e scarico merci, spese per il personale addetto, costo del mezzo di trasporto), dai costi variabili (tariffe, carburanti). Il trasporto su strada ha costi fissi bassi (relativamente, visti i costi dei mezzi e dei carburanti) e rende possibile l'accesso quasi ad ogni luogo ma ha costi variabili elevati, quindi diviene conveniente su brevi percorsi. Diversa la situazione della ferrovia che conviene sulle medie distanze e delle navi sulle lunghe distanza. Diverso il discorso se portato sui tempi, sicurezza, convenienza, richiesta temporale, tariffe, concorrenza tra vettori. Negli ultimi anni sono stati fatti interventi innovativi sui mezzi di trasporto, terrestri, navali ed aerei, ma innovazioni forti anche sul modo di trasportare le merci, per poter ridurre i tempi di carico/scarico e, quindi, i costi di terminale e per rendere agevole il passaggio delle merci da un mezzo all'altro, rendendoli complementari. Mezzi capaci e nuovi sistemi di carico hanno fatto aumentare enormemente il traffico merci e intensificato i rapporti con tutte le parti del Mondo dando inizio alla globalizzazione dei mercati.
L'innovazione rivoluzionaria che ha permesso l'interscambio tra i vari sistemi di trasporto diviene l'adozione del container (dei log boxes e pallets) come modulo di carico su treno, nave, autocarro e aereo dando origine al trasporto intermodale con un sensibile abbassamento dei tempi, e quindi dei costi, del trasporto. A volte si usa il sistema di trasporto dell'articolato, con o senza motrice, direttamente su ferrovia o nave: tale sistema si chiama roll-on/roll-off, maggiormente rapido ma anche ingombrante e costoso. I sistemi intermodali hanno concentrato il traffico dove vi sono gli impianti di sollevamento dei container e dove si incontrano i sistemi di trasporto: questi sono divenuti i nodi fondamentali del sistema-trasporto. Essi sono i grandi porti, gli aeroporti hub o i grandi interporti. Ne deriva una nuova organizzazione territoriale, una forte interazione tra i luoghi, e si sono accentuate le differenze tra le aree maggiormente organizzate e quelle non interessate da tali innovazioni.

La politica europea delle grandi infrastrutture di trasporto viene indirizzata verso la realizzazione di assi di trasporto privilegiati, veri corridoi plurimodali su cui concentrare il flusso delle merci, come la valle del Reno o quella del Rodano. I corridoi che privilegiano il trasporto su rotaia o su vie d'acqua delle merci sono fortemente incentivati dall'UE la quale vuole ridurre il trasporto su strada maggiormente inquinante, costoso, consumatore di energia. Questi corridoi di forte concentrazione del traffico ferroviario sono denominati freeways: lunghi percorsi privilegiati, senza ostacoli, con poche fermate. Simili per concezione sono i corridoi stradali di primo livello: le highways. Anche nel campo del trasporto navale crescono i sistemi containerizzati, con servizi regolari che prevedono il giro attorno al mondo (round-the-world) o rotte pendolari. La grande nave tocca pochi porti principali (main ports),con tempi regolari, e da questi, navi piccole, tengono i collegamenti verso porti di secondo livello.
La stessa concezione ha dato vita a grandi aeroporti hubs, vere piattaforme che raccolgono i passeggeri e li smistano verso altre direzioni.

NODI E ORGANIZZAZIONE DEL TERRITORIO: LA RILEVANZA DEI PORTI

Il porto non diviene solo un nodo delle reti navali, ma anche un punto di entrata-uscita, tra il mare, quindi i vari Paesi, e le regioni economiche terrestri, un luogo privilegiato per l'incontro dei quattro sistemi di trasporto: stradale, ferroviario, navale e aeroportuale, in quanto molti aeroporti vengono localizzati nelle stesse aree portuali.
Lo sviluppo dei traffici mercantili tra i vari Continenti, il bisogno di abbassare il costo del trasporto, alcuni avvenimenti (come la chiusura del canale di Suez, costruito nel 1859, dal 1967 al giugno 1975), hanno spinto gli armatori a dotarsi di grandi mezzi navali, specializzati nei vari settori merceologici, e i porti a potenziare le strutture (il problema dello spazio per grandi banchine e depositi) e i sistemi di carico e scarico merci (nei porti giapponesi, a Singapore e Homg Kong sono state costruite molte strutture in mare creando banchine off-shore). Nelle aree franche dei porti si sono localizzate numerose industrie, soprattutto quelle che lavorano materie prime importate o che operano soprattutto per l'esportazione.
Pochi i grandi porti polivalenti con adeguate e moderne strutture per la movimentazione delle merci: Rotterdam, New York, Chiba, Kobe, Hong Kong e Singapore, ai quali devono essere aggiunti i grandi porti cinesi come Shanghai, Shenzhen, Qinhuangdao, Qingdao e Tianjin (grandi empori e porti di ridistribuzione per una vasta area), Anversa, Marsiglia. Sia nei Paesi industrializzati, sia e soprattutto nel Sud, molti porti sono monovalenti e specializzati in un solo prodotto (petrolio, minerali, prodotti agricoli tropicali). A volte come nel North Range europeo, porti polivalenti e monovalenti localizzati in un'area ristretta, formano un grande sistema portuale. Quando le strutture terrestri, quelle off-shore e gli spazi non bastano, si interviene radicalmente costruendo un nuovo porto, come Fos-sur-Mer presso Marsiglia, o come Europoort a Rotterdam, vere regioni marittimo-portuali, luogo di localizzazione di industrie di base, come le raffinerie e la petrolchimica, ma anche di industrie manifatturiere.

EVOLUZIONE DELLE TELECOMUNICAZIONI E DELLE RETI TELEMATICHE

Una nuova era si apre con l'invenzione del telegrafo (1837) e del telefono (1871) che ebbe come precursore Meucci e come realizzatore Bell. Anche in questo caso si costituirono grandi Imprese che presto diffusero il nuovo sistema di comunicazione in America e poi in Europa. Oggi le moderne reti telefoniche e la telefonia mobile collegano ogni parte del Mondo mediante reti satellitari e centrali automatiche. Un terzo della rete mondiale interessa il Nordamerica; un altro terzo l'Europa occidentale e oltre il 10% il Giappone. Nel resto del Mondo, ad eccezione di Cina e tutti gli altri Paesi di recente industrializzazione la telefonia mobile, soprattutto satellitare, ha una diffusione assai irregolare con aree scarsamente coperte come in molte aree dell'Africa, dell'Asia e nel Vicino Oriente e altre con una maggior presenza come in America Latina.
Era l'autunno 1894: il diciannovenne Guglielmo Marconi aveva ideato il telegrafo senza fili, precursore della radio, il primo, vero sistema di comunicazione di massa. Poco compreso in patria, Marconi brevetta la sua invenzione in Inghilterra nel 1896, inizia varie dimostrazioni di trasmissione a distanza fino ad attraversare l'Atlantico il 12 dicembre 1901 con i tre punti della lettera "s" dell'alfabeto Morse. Prima i Lloyds, poi le navi, intuiscono l'importanza del radiotelegrafo per avere e mandare messaggi attraverso lo spazio (si rammenti la richiesta di soccorso del Titanic nel 1912). A seguito delle scoperte di T. Edison, migliora sensibilmente la radio tanto che nel 1922, con il contributo anche di Marconi, nasceva la British Broadcasting Company (la Bbc), modello per tutte le radiofonie. In Italia nasce l'Uri, nel '27 Eiar (Ente italiano audizioni radiofoniche), Rai nel '44.
Nel settembre 1928 la General Electric americana trasmetteva le prime immagini televisive (il sonoro doveva essere ascoltato via radio). Nel 1936, anche grazie agli studi di Marconi sulle trasmissioni radio ad altissima frequenza (Vhf), vi fu la prima trasmissione televisiva in Inghilterra. Il debutto ufficiale si ebbe nel 1939 in occasione della Fiera mondiale di New York e Roosvelt, che aveva appoggiato tale programma, divenne il primo presidente ad apparire in televisione. Nacquero la Nbc e la Cbs tv, concorrenti della Rca e prime di una ventina di imprese. Dopo la guerra, nel 1947, veniva trasmessa in diretta l'apertura del Congresso, iniziavano i primi notiziari ed entravano massicciamente i messaggi pubblicitari che finanziavano le trasmissioni di film, documentari, telefilm, teatro e musica, facendo concorrenza al cinema e alla radio. Nascevano i primi network (reti) televisivi e l'uso a scopo politico e propagandistico della tv da parte dei presidenti americani, seguiti a ruota dai politici europei.

La circolazione delle informazioni utilizza oggi differenti mezzi: in base al mezzo usato vengono classificate le comunicazioni. Quando i messaggi partono da un centro di produzione e giungono ad un pubblico di massa, siamo nel campo delle telecomunicazioni. I programmi televisivi o radiofonici, di un quotidiano, di un film, divengono presto messaggi che costituiscono uno strumento di orientamento del pubblico, condizionano le scelte e il pensiero delle masse. Tutto nasce con l'elettronica e la costruzione nel 1948 del primo transistor e, successivamente, con l'impiego dei satelliti artificiali. Con lo sviluppo dei personal computer e dell'informatica, nasce dagli anni Ottanta la telematica: i messaggi, i dati, le informazioni (videoconferenze, commercio elettronico, accesso ai servizi bancari) vengono elaborati, registrati, modificati e trasmessi attraverso i computer collegati in vari tipi di rete. I diversi mezzi di comunicazioni interagiscono tra loro fornendo nuovi strumenti: radio e telefono danno la telefonia mobile, documento scritto e telefono il fax, videocamera e computer collegati permettono le teleconferenze, telefono e telecamera il videotelefono, telefono e televisore il videotex.
La potenza del complesso sistema telematico di memorizzare ed elaborare in breve tempo grandi numeri di dati ed informazioni e trasmettere in tempo reale a grandi distanze testi, immagini, suoni, filmati, grafici e messaggi vocali, ha impresso una spinta senza precedenti alle comunicazioni, determinando il processo di globalizzazione dell'economia e della formazione della cultura dell'informazione. Questo processo ha inciso profondamente sui rapporti sociali, sulla cultura e sul linguaggio divenendo un formidabile strumento di condizionamento globale e di omologazione del pensiero che da analitico, strutturato, sequenziale diviene generico, vago, globale e olistico (si occupa di tutto). Questi strumenti fanno si che i media siano gli strumenti della conoscenza, sostituendo i libri: oggi molte persone apprendono dalla televisione, dal cinema, da Internet, dalla radio, per aver visto o sentito e non letto e approfondito. All'intelligenza sequenziale si sostituisce quella simultanea, l'Homo sapiens viene sostituito dall'Homo videns, fruitore di immagini, trascinato dal ritmo del messaggio che non si ferma per fare pensare. La televisione in questo quadro diviene il medium maggiormente amico: quello che richiede meno da fare, facile da guardare e non implica il ripensamento e la concentrazione.
Le reti telematiche sono diffuse nel mondo economico-finanziario collegando le borse di tutto il mondo, le agenzie di viaggio con le aziende aeree, gli sportelli bancari, i maggiori quotidiani, ecc. Una grande rete, simile ad una ragnatela avvolge il globo, maggiormente fitta nei collegamenti tra Usa ed Europa, altrettanto densa all'interno di questi territori. Mediante le reti interconnesse diviene possibile ricevere e inviare messaggi, dati, documenti, immagini e sonori mediante il processo di digitalizzazione dei dati con l'uso di software: la trasmissione dei messaggi diviene personale e flessibile e si adatta alle varie esigenze di chi trasmette e di chi riceve.

Siamo giunti al villaggio globale descritto dal canadese Marshall McLuhan negli anni Sessanta. La rete di comunicazione telematica maggiormente diffusa diventa la International Network, Internet, nata da un progetto militare americano nel 1969, con la interconnessione di tante reti locali (LAN) con reti di telecomunicazione (WAN) e dalla realizzazione di un protocollo TCP/IP per connettere le reti, e dalla struttura a ragnatela, il World Wide Web, sintetizzato da www con il protocollo http (hyper text transmission protocol) mediante l'uso del linguaggio html (hyper text mark-up language) e degli indirizzi (URL). La navigazione avviene mediante i browser (Explorer e Netscape erano agli inizi i maggiori) e i motori di ricerca (Google, ecc).
L'informazione viene trasferita a distanza sotto forma verbale, numerica, di immagini e di suoni. Il trasferimento avviene in tre modi che danno vita a tre reti in molti casi sinergiche: via cavo (con cavi tradizionali in rame, con fibre ottiche, con cavi sottomarini), via onde radio (usate per le trasmissioni radiotelevisive e per la telefonia mobile con antenne e ripetitori), via onde radio mediante satellite artificiale. Per interagire, le linee analogiche (come il telefono fisso) passano attraverso un modulatore (modem) che trasforma il segnale in numerico-digitale e viceversa. Questo rende possibile il collegamento server-telefono-personal computer.
Le imprese operano nello scenario mondiale avvolte in un costante flusso di informazioni, collegate al mercato dal telefono, dalla telefonia mobile, dal fax, dal terminale. L'intero ciclo produttivo dell'impresa, dall'approvvigionamento alla lavorazione e alla vendita dei prodotti, viene fortemente legato e dipendente dalle informazioni e comunicazioni, tanto che queste possono essere considerate un fattore strategico della produzione accanto a terra, lavoro, capitale. L'informazione diviene materia prima per l'impresa ma anche prodotto finito di consumo. Il bisogno di trasportare l'informazione ha creato una vera rivoluzione nelle comunicazioni, originando una filiera produttiva: costruttori di apparecchi per telecomunicazioni (fibre ottiche, cavi, semiconduttori, computer, televisori, satelliti, parabole), costruttori di reti, gestori di media (reti radiofoniche e televisive, editoria), gestori di reti (telefonia, telefonia mobile), imprese che offrono servizi per l'uso delle reti (providers). Questi soggetti tendono a concentrare i loro servizi in poche e articolate imprese, stringono alleanze strategiche, si intrecciano all'interno della filiera.

Come negli altri campi esaminati, anche nelle telecomunicazioni si realizza la triadizzazione piuttosto che la mondializzazione. Pochi dati: oltre il 70% degli apparecchi telefonici si trova nella triade che peraltro copre l'80% del traffico telefonico; oltre l'85% degli utenti Internet si trova nella triade con solo il 13% della popolazione mondiale. Lo sviluppo nella triade delle telecomunicazioni ha originato una forte infrastrutturazione del territorio, sviluppando nuove relazioni spaziali tra imprese e mercato globale, concentrando, lungo particolari canali, nei grandi assi di telecomunicazione, lungo le autostrade telematiche e nei nodi (le maggiori conurbazioni cablate con fibre ottiche) gran parte del traffico, gerarchizzando il territorio con luoghi privilegiati ed altri emarginati, con indirizzi nuovi per le aree territoriali maggiormente dinamiche. Anche per le telecomunicazioni il problema diviene possedere gli strumenti adatti, essere collegati alla rete, avere delle porte di accesso rapide, avere l'accesso ai vari servizi. In pochi nodi vi sono poi veri teleporti specializzati nella fornitura di servizi per le telecomunicazioni, vere piattaforme di servizi integrati.
L'innovazione tecnologica delle telecomunicazioni ha inciso sulle strategie d'impresa: le reti telematiche collegano in tempo reale il centro decisionale con le aziende produttive, l'indotto e i punti vendita con i rispettivi magazzini, condizionando interamente il processo localizzativo. Le imprese di telecomunicazione sono enormemente cresciute dando origine a due altri processi:

  • la concentrazione del settore in poche mani
  • la privatizzazione delle aziende di stato (abolizione in Europa dei monopoli dal 1998)
La concentrazione avviene mediante
  • fusione di imprese
  • acquisizione di imprese o di pacchetti azionari
  • incrocio e scambio azionario
Questi fenomeni hanno creato il villaggio elettronico globale nelle mani di un oligopolio multimediale maggiormente ristretto che controlla tutta l'informazione del Pianeta.

STRATEGIA D'IMPRESA E INNOVAZIONE TECNOLOGICA E LOGISTICA

Le innovazioni nel campo delle telecomunicazioni e in quello dei trasporti hanno inciso nelle strategie d'impresa, sia nel processo produttivo, sia nelle strategie localizzative delle varie aziende. La sede centrale delle grandi imprese, quindi la sede decisionale, si collega in tempo reale alle singole aziende di produzione, anche se localizzate in aree geografiche diverse, anche lontane tra di loro. Essere flessibili si concretizza nell'elaborazione di nuove forme di organizzazione della produzione esprimibili anche attraverso la specializzazione nella missione aziendale, l'affermazione di un modello produttivo basato sulla produzione snella e sulla introduzione della logica just-in-time, consistenti in tecniche mirate a sincronizzare il processo produttivo con la domanda di mercato e ad accelerare il flusso di materiali attraverso il sistema stesso, in modo da migliorare i tempi di consegna affidabili e ridurre le giacenze di magazzino e il relativo costo.
Questa organizzazione determina riduzione della dimensione dei lotti di merci, la ricerca di una maggiore frequenza affidabile nel loro inoltro, l'adozione di tecniche di containerizzazione, l'ampliamento della gamma di prestazioni richieste al trasporto merci. Questo richiede la regia di un integratore logistico che cura la distribuzione del porta a porta.
La logistica diviene un metodo di gestione del flusso di materiali e di programmazione della produzione che comprende l'intero arco della movimentazione delle merci, da quello che parte dai flussi in entrata, alimentati dai fornitori, a quello che arriva ai flussi in uscita che alimentano la distribuzione.
Negli anni '60 la logistica serviva per garantire prodotti disponibili sul mercato, diminuendo al contempo il volume degli stock e l'immobilizzazione dei capitali ad essi connessi. Negli anni '70 la logistica serviva per garantire le esigenze del cliente, il bisogno di differenziare la produzione assicurando prodotti disponibili sui mercati, sempre maggiormente allargati. Negli stessi anni diventa lo strumento strategico delle aziende per pianificare e controllare la produzione. Negli anni recenti diventa una funzione molto complessa che assume i compiti di sincronizzare la produzione, il trasferimento e lo stoccaggio di materie prime, componenti, prodotti finiti in modo che raggiungano i rispettivi produttori o consumatori.

LE PIATTAFORME.

Si parla quindi di nodi di interconnessione o di piattaforme logistiche di interconnessione modale, responsabili della polarizzazione e gerarchizzazione nell'organizzazione territoriale.
Campo d'azione operativo della logistica:

  • quello produttivo che raggruppa le aziende di supporto al processo produttivo e si estende fino al completamento del prodotto finito
  • quello distributivo che raggruppa le aziende che vanno dal prodotto finito alla gestione delle scorte centrali e periferiche, la consegna dei prodotti al cliente, la gestione delle infrastrutture necessarie a garantire flussi continui e affidabili
Gli attori della logistica:
  • i produttori (logistica di ricambio/logistica delle forniture dei semilavorati/logistica delle forniture per aziende di componenti)
  • i grossisti e i dettaglianti (talora organizzati in centrali distributive)
  • i fornitori dei servizi logistici nati per effetto della esternalizzazione della logistica dal core business dell'azienda produttiva (outsourcing) Es.UPS, TNT, DANZAS, KUKNEeNAGEL, GLS, DHL...
La localizzazione varia in funzione della logica operativa degli attori. In generale l'interconnessione infrastrutturale diventa un fattore determinante. Forte attrazione viene esercitata dalle piattaforme intermodali, dove quindi le merci si trattano, si completa il ciclo produttivo e si addizionano dei servizi mancanti. Diventano a loro volta fattori di localizzazione per le imprese che trovano un incentivo localizzando nei loro pressi magazzini di ricambi.
Classificazione dei nodi logistici o nodi di traffico a seconda della funzione della piattaforma:
  • quella di transito che si pone l'obiettivo di massimizzare i tempi con cui le merci percorrono il canale logistico produzione/consumo
  • quella di stoccaggio che invece conserva dei beni durante il periodo che intercorre da un polo di destinazione ad un altro.

STRUTTURE DEPUTATE ALLO SVOLGIMENTO DELLA FUNZIONE DI TRANSITO:

  • autoporto: struttura elementare costituita da piazzale e centro servizi per le persone
  • piattaforma logistica intermodale: struttura in cui le merci vengono trattate, manipolate, dove vengono svuotati i contenitori di carico, a volte si eseguono operazioni di finissaggio o confezionamento e dove alla fine le merci sono soggette ad operazioni di scomposizione e ricomposizione prima di essere spedite alla destinazione finale;
  • distretto logistico: area ristretta dove si concentrano interporti, piattaforme logistiche, autoporti e centri intermodali (es il crocevia di Venlo nei Paesi Bassi)
  • gateway: struttura posta sulle direttrici, soprattutto ferroviarie, punto di entrata e di uscita, di convergenza dei collegamenti terrestri e marittimi, luogo in cui avviene lo smistamento delle merci destinate a percorrere tratte successive su altre direttrici o su tratte secondarie
  • centro intermodale: dove avviene il trasferimento su vettori diversi (terminal intermodale)
  • centro merci: come sopra, ma con qualche magazzino di deposito
  • interporto: come sopra, ma con l'intera gamma dei servizi della logistica e della distribuzione.

STRUTTURE DEPUTATE ALLO SVOLGIMENTO DELLA FUNZIONE DI STOCCAGGIO:

  • magazzino: deposito di scorte provenienti dal mercato e/o dalle aziende di produzione
  • magazzino generale: stoccaggio e lavorazione delle merci.

ORGANIZZAZIONE DEL NODO LOGISTICO:

  • modello a rete: basi logistiche in concorrenza tra di loro/dispersione territoriale del traffico
  • modello hub e spoke: basi logistiche territorialmente specializzate e diversificate nelle funzioni/concentrazione territoriale del traffico.

DISTRETTI LOGISTICI

  • Sistemi portuali integrati, es.Marsiglia-Fos / Le Havre-Rouen / Porto del Nord Europa / Northern Range
  • Porti polifunzionali Es. Genova-Rotterdam-Barcellona
  • Porti specializzati Es.Porto del Sud del Mondo / porto petrolifero
  • Aeroporti Es.Cargo City + terminale intermodale
  • Sedi di messaggerie espresso
  • Centri orientati sulla distribuzione: grandi agglomerazioni che costituiscono i mercati di sbocco: Londra, Glasgow, Parigi, Lione, Bruxelles, Anversa, la Randstadt, Francoforte, Amburgo, Monaco Milano Roma Bracellona e Madrid
  • Centri orientati sullo stoccaggio: porti del nord Europa, principali aeroporti europei: Francoforte, Amsterdam, Londra, Parigi, Bruxelles, Zurigo, Milano, Copenaghen, e Madrid

LE POLITICHE DEI TRASPORTI E DELLE TELECOMUNICAZIONI

L'intervento dello Stato nel settore dei trasporti e delle telecomunicazioni ha avuto un andamento discordante nelle varie epoche. Da sempre si occupa della costruzione delle infrastrutture viarie, soprattutto per motivi strategici e militari (vedi Roma repubblicana con le vie consolari e la Roma imperiale o la rete creata da Napoleone). Durante la prima fase della Rivoluzione industriale furono compagnie private a costruire le prime reti ferroviarie e solo in una seconda fase lo Stato nazionalizza le stesse in quasi tutti i Paesi per meglio completare la trama che aveva sacrificato le parti emarginate economicamente. Allora si ritenne il trasporto come un servizio collettivo di interesse pubblico.
Recentemente lo Stato ha gestito direttamente la costruzione di autostrade, porti, aeroporti, reti ferroviarie veloci e numerose reti di telecomunicazione. Negli USA e in altri Paesi sono invece state imprese private a sostituire lo Stato.
Molti Paesi, e anche l'UE, hanno poi investito capitali pubblici nella realizzazione delle interconnessioni tra le varie reti, sia di trasporto, sia di telecomunicazioni, affinando la politica dei trasporti e delle comunicazioni che privilegia le grandi direttrici del traffico, lungo particolari corridoi che in Europa attraversano il Continente da Nord a Sud e da Ovest verso Est. La gestione di molti nodi e reti di comunicazione e trasporto hanno visto entrare il capitale privato e, soprattutto nel settore delle telecomunicazioni, per aumentare la concorrenza, sono state privatizzate molte aziende prima statali. Permane comunque la certezza dell'importanza strategica, politica e militare nel controllo delle telecomunicazioni (Enti di controllo, azione d'oro) e di alcuni passaggi obbligati del traffico.

L'ANALISI DELLE RETI

L'analisi delle reti di trasporto permette di vedere l'organizzazione territoriale, a che stadio si trova lo sviluppo economico di quella determinata regione, se questa viene considerata un'area forte e strategica o marginale, quali sono i centri maggiori, come si sta evolvendo quel territorio, in che strategia opera. Indicatori o misure per la valutazione della struttura reticolare di un sistema di trasporto regionale e/o globale:
Indicatori di natura settoriale e quantitativa di un sistema di trasporto:

  • distribuzione della rete di trasporto = superficie territoriale/km di rete
  • rete uniforme = distribuzione uniforme della rete su un territorio
  • percorrenza veloce = misura del tempo di percorrenza di una tratta di rete
  • rete continua = misura di assenza di strozzature o di disgiunzioni
Indicatori di natura qualitativa o prestazionale di un sistema di trasporto:
  • Interconnessione/intermodale = connessione materiale-fisica in un punto di due o divesi modi di circolazione (per es: treno/aereo) o tra due livelli di diversa portata dello stesso modo (per es: TAV/treni regionali).
  • cooperazione e sinergia =interdipendenza funzionale tra servizi di rete di uno stesso sistema o di sistemi diversi.
Indicatori di costo per la valutazione della combinazione dei modi di trasporto
Costi totali di trasporto derivanti da:
  • Costi fissi o di terminale (costi di manutenzione degli impianti e delle attrezzature, costi di carico e scarico, ammortamenti, interessi sui capitali investiti) che non dipendono dalla distanza
  • Costi chilometrici (i costi totali di trasporto aumentano meno che proporzionalmente all'aumentare della distanza, ma sono assai diversi in rapporto al vettore di trasporto utilizzato).
Si osserva anche la forma delle reti:
  • vi sono reti polarizzate su grandi conurbazioni o capitali (Parigi, Londra, ecc...), reti che esprimono un livello gerarchico tra il grande centro convergente e gli altri
  • reti policentriche come in Germania, intorno a grandi centri (Amburgo, Hannover, Monaco)
  • nel Sud del mondo la maggior parte delle reti ferroviarie presentano forme non connesse con soli assi di penetrazione di origine coloniale.
Le varie reti nazionali sono generalmente integrate in insiemi continentali interconnessi (Europa, Nord America) dove si procede anche all'eliminazione di posti di frontiera che rallentano la circolazione. Salvo inconvenienti locali (es. diverso scartamento ferroviario in Spagna e Russia), viene favorito lo scambio intermodale dei trasporti nei nodi dei sistemi di comunicazione (porto, ferrovia, strada e aeroporto)
La combinazione dei modi di trasporto determina punti di trasbordo di rottura dei carichi. I punti di trasbordo o di rottura dei carichi dipendono anche dalla standardizzazione o dalla unitizzazione dei carichi (containerizzazione) che consentono forme di trasporto intermodale e combinato. In questa prospettiva diventano centrali non solo i corridoi plurimodali, ma anche i nodi della rete.

INCIDENTI E BLOCCO DI IMPORTANTI VIE DI COMUNICAZIONE

La Ever Given, gestita da Everegreen, una delle maggiori navi portacontainer al mondo, costruita nel 2018, facendo manovra, si incastra nel fondale, andando ad occupare in larghezza tutto il Canale di Suez, e bloccando per sei giorni il traffico in una delle vie marittime maggiormente importante del Pianeta. Secondo alcune stime, i container imbarcati trasportavano merci per un valore di tre miliardi e mezzo di dollari. La Ever Given faceva rotta da Shenzhen verso Rotterdam, fino a quando non entrava nel canale di Suez e, da quel momento, durante il transito nel Canale, la nave viaggiava secondo le indicazioni di due piloti egiziani a bordo. Poi la nave faceva una manovra sbagliata e si incastrava nel Canale di Suez, bloccando tutto il traffico marino tra l'Asia e l'Europa. Alcune immagini satellitari mostrano che la prua della nave tocca la sponda orientale del canale, mentre la poppa tocca quella occidentale. L'incidente avvenne alle 7.40 del 23 marzo 2021, poco dopo l'ingresso della nave dal Mar Rosso nel Canale.

Il blocco del Canale ebbe gravi conseguenze nel trasporto marittimo da e per il Mediterraneo e non solo per quanto riguarda il flusso dei container, ma anche nel rifornimento di petrolio. Ci furono diverse petroliere ferme in entrambi i versanti del Canale che trasportavano petrolio caricato in Arabia Saudita, Oman, Russia e Stati Uniti. Ogni giorno viaggiano nel Canale di Suez mediamente cinquanta navi. Alle operazioni di sblocco hanno partecipato circa ottocento persone.
I rimorchiatori impiegati per spostarla sono stati in tutto 13, inclusi i due battelli da mare aperto: l'olandese Alp Guard e l'italiano Carlo Magno: si tratta di un rimorchiatore d'altura costruito dalla Rosetti Marino di Marina di Ravenna, che grazie alle sue 200 tonnellate di forza trainante ha dato un contributo fondamentale allo sblocco del Canale. La Ever Given, proprietaria una azienda giapponese e battente bandiera di Panama, appare come un colosso da 221 mila tonnellate di stazza lorda e ben 400 metri di lunghezza e, riprendendo la navigazione, ha consentito alle oltre 370 imbarcazioni bloccate all'ingresso del canale di proseguire il loro viaggio. La ripresa della navigazione per le altre navi sarebbe giunta solo alle 19 del 29 marzo. Al salvataggio di questo colosso e del suo carico di oltre 18 mila container hanno partecipato ruspe, draghe ed altre speciali macchine per la rimozione di fango e sabbia, che hanno dato il proprio contributo per liberare la chiglia della Ever Given.

LE GRANDI DIRETTRICI DEL TRAFFICO E LE RETI DI TRASPORTO MONDIALI

L'interconnessione e il metodo intermodale stanno creando un forte e continuo trasporto delle merci e delle persone simile a quello raggiunto nel settore delle telecomunicazioni. Si viene formando una complessa rete nella quale i vari sistemi, o modi di trasporto, sono comunicanti e la merce, rinchiusa nel container, cambia solo il mezzo, ma continua a muoversi su rotaia, su strada, sui mari e a volte lungo le rotte aeree.
Le grandi direttrici del traffico mondiale legano essenzialmente i Paesi della triade, Nordamerica, Europa, Giappone, tra loro e con le regioni dove prelevano materie prime, soprattutto petrolio.

  • La principale direttrice lega l'America settentrionale all'Europa occidentale lungo le rotte atlantiche, navali ed aeree.
  • La seconda direttrice lega le due sponde del Pacifico, tra Giappone, le quattro tigri dell'Oriente e la Cina con l'America settentrionale.
  • La terza direttrice va dall'Europa occidentale al Giappone, attraverso Suez o circumnavigando l'Africa e dal Golfo Persico all'Europa con petrolio.
  • La quarta direttrice, in gran parte terrestre, va dal Giappone, attraverso la Russia, all'Europa occidentale, sfruttando la Transiberiana e la BAM.

Lungo le direttrici si sono formati nodi polifunzionali con elevata interconnessione, soprattutto presso i grandi porti. Da questi poli si diramano le direttrici continentali, diversamente intensi, di flussi nelle varie direzioni.







EVOLUZIONE DEL SETTORE NAVALE COMMERCIALE E SOTTOMARINO

Il trasporto mercantile diviene nel tempo essenziale nel commercio mondiale, in quanto attraverso il mare, la maggior parte delle merci viaggiano tra Paesi e Continenti diversi, e i mari sono la grande via di trasporto mondiale, attraverso cui fluiscono carburanti, risorse naturali, prodotti chimici, prodotti agricoli e beni di consumo, provenienti dai Paesi produttori e diretti ai Paesi consumatori. Tale sistema si basa su tre elementi: i porti, che costituiscono i terminali in cui convergono le merci in partenza o in arrivo, dotati di impianti per il carico/scarico delle merci (banchine, gru di carico, aree di stoccaggio, mezzi di movimentazione e dogane) e per soddisfare le esigenze delle navi in arrivo e partenza (mezzi di assistenza, impianti di rifornimento, bacini di manutenzione e piloti); i mercantili o cargo, che costituiscono il mezzo attraverso il quale le merci vengono trasportate dal porto di partenza a quello di destinazione; le interconnessioni con le reti terrestri, attraverso le quali le merci possono essere smistate da e per l'entroterra. Caso particolare rappresenta il trasporto passeggeri. Il trasporto passeggeri viene in generale destinato a due scopi principali: il traghetto, quindi il trasporto delle persone attraverso un collegamento di linea necessario a creare una rete di connessione tra due luoghi; la crociera, quindi la navigazione effettuata per piacere o per diletto.

Allo scopo di soddisfare alle esigenze del trasporto mercantile, i vari Paesi marittimi si dotano di una propria marina mercantile, quell'insieme di navi battenti bandiera del medesimo Paese.
Gran parte del naviglio mondiale, per motivi economici e di comodo, batte bandiere ombra o bandiere di convenienza: la nave rimane un bene di cittadini o imprese di un'altra nazione, ma il proprietario, registrando la nave in un diverso registro navale, evita il pagamento di tasse maggiori e ottiene una registrazione facile e controlli meno rigidi, a scapito della sicurezza e delle condizioni di lavoro dell'equipaggio. Le bandiere ombra maggiori sono Panama, Liberia (gestita da una impresa in Virginia), Cipro, Malta, Cambogia (gestita da una azienda nella Corea del Sud), e Bahama (gestita da un gruppo che opera alla City di Londra). Negli ultimi anni almeno il 60% di tutte le perdite navali (affondamenti o gravi incidenti), in termini di tonnellaggio assoluto sono a carico di 13 registri navali di bandiere ombra.

Le navi mercantili moderne possono essere collocate in una delle seguenti categorie:

  • Bulk carrier, sono navi da carico per il trasporto alla rinfusa di elementi come minerali o alimentari (riso, grano, ecc) e carico secco simile.
  • Navi portacontainer, sono navi da carico che trasportano l'intero carico in contenitori camion-size, in una tecnica chiamata containers. Essi formano un mezzo di trasporto merci intermodale e portano la maggior parte del carico secco e dei prodotti industriali del mondo.
  • Petroliere, sono navi da carico per il trasporto di fluidi, come petrolio greggio, gas di petrolio liquefatto (GPL), il gas naturale liquefatto (metaniere) e sostanze chimiche, questo settore comprende un terzo del tonnellaggio mondiale.
  • Navi refrigerate, sono navi da carico utilizzate per il trasporto di merci deperibili che richiedono temperatura controllata, per la maggior parte frutta, carne, pesce, verdure, latticini e altri prodotti alimentari.
  • Navi roll-on roll-off, dette anche RORO, sono navi da carico destinate al trasporto di automobili, rimorchi, molti dei quali hanno anche la motrice, o vagoni ferroviari, e sono dotate di rampe che permettono un carico efficiente dei mezzi.
  • Traghetti, sono un mezzo di trasporto, portando i passeggeri e, talvolta, i loro veicoli. I traghetti sono utilizzati anche per il trasporto di merci. I traghetti fanno parte dei mezzi di trasporto pubblico.
  • Navi da crocera, sono navi passeggeri utilizzate per viaggi di piacere.
  • Rimorchiatore, imbarcazione utilizzata per manovrare, soprattutto da traino o da spinta, per altre imbarcazioni all'interno dei porti. Viene utilizzato anche per il traino di chiatte.
  • Chiatta, imbarcazione a fondo piatto, costruita soprattutto per navigare in un fiume o in un canale e trasportare merci pesanti.
  • Strato di Cable, nave di altura progettata e utilizzata per la posa sott'acqua di cavi per le telecomunicazioni, la rete elettrica, ecc.
  • Draga, nave utilizzata per scavare nei mari poco profondi o nei bacini di acqua dolce.
  • Nave heavy-lift, nave progettata per trasportare carichi di grandi dimensioni che non possono essere gestiti dalle navi normali.


La cantieristica mondiale si differenzia nel tempo in funzione dei mercati, che risentono dell'influenza di due fattori prevalenti: le caratteristiche del prodotto e i costi di produzione. Il panorama europeo risulta alquanto diversificato. L'Italia, insieme a Francia, Finlandia e Germania, ha sviluppato una industria costruttiva indirizzata alle navi passeggeri (sia traghetti sia navi da crociera). Altri Stati europei si sono specializzati in diverse tipologie di navi, per es. la Danimarca nella realizzazione di portacontainer di grandi dimensioni, l'Olanda nella costruzione di navi di media-piccola taglia come mezzi da lavoro, draghe e rimorchiatori. I cantieri scandinavi e britannici hanno indirizzato le loro industrie navali nel settore delle navi a tecnologia artica e mezzi di supporto alle piattaforme petrolifere. La cantieristica dell'Europa orientale si propone nella fornitura di navi standard o di parti di scafo per i cantieri occidentali. Per quanto riguarda il resto del mondo, hanno acquisito una posizione dominante, sino a coprire oltre il 70% del mercato della cantieristica mondiale, sia i cantieri sudcoreani e giapponesi con navi portacontainer e metaniere, sia i cantieri cinesi per le navi cisterna e rinfusiere (bulk-carrier), oltre alle cortacontainer. Per quanto concerne la demolizione delle navi in disarmo, alcuni Paesi dell'Estremo Oriente hanno monopolizzato il mercato per il basso costo della manodopera e per la mancanza di regolamenti sulla sicurezza del lavoro e la salvaguardia dell'ambiente.

La globalizzazione del mercato ha spinto alla realizzazione di navi portacontainer di grandi dimensioni che continuano a viaggiare seguendo rotte intercontinentali e fermandosi in appositi porti di interscambio, dai quali la merce viene in seguito indirizzata con navi piccole verso le destinazioni finali. Siccome la logistica mondiale si basa da molti decenni sul container, i maggiori porti si sono adattati a questo nuovo sistema di trasporto creando terminal container dedicati per il carico e lo scarico di contenitori, e il loro trasferimento su treni o camion. Alcuni porti internazionali sono diventati degli hub, aree di concentrazione dei contenitori su rotte a scala nazionale o internazionale. Si movimentano i contenitori sui grandi porti che forniscono linee regolari tra i diversi porti principali in diversi Continenti, soprattutto in Sud-est asiatico, Cina, Europa e Nord America. I contenitori sono portati o prelevati da questi hub verso altri terminal piccoli. I porti di Shanghai, Singapore Ningbo-Zhoushan, Shenzhen, Guangzhou, Busan, Hong Kong, Rotterdam, Anversa, e Los Angeles (Genova sitrova al settantesimo posto!) sono diventati centri leader a livello mondiale di contenitori in transito, movimentando diversi milioni di container all'anno.

Un terminal container diviene una struttura in cui vengono gestiti e movimentati i container marittimi al fine di cambiarne modo di trasporto. I terminal container, essendo il fulcro del trasporto dei container, giocano un ruolo speciale nelle vie di comunicazione nazionali ed internazionali e vengono costruiti in presso le importanti conurbazioni portuali. I contenitori sono normalmente sovrapposti per lo stoccaggio in pile di container. Particolare attenzione viene rivolta ai container frigoriferi che sono collegati in colonnine alimentate elettricamente ed il loro stato viene regolarmente monitorato.

Il container diviene una attrezzatura usata ormai per gran parte dei trasporti, in special modo quello intermodale diviene l'elemento di base del processo di "containerizzazione" dei commerci. La richiesta di un contenitore multiuso, adatto per essere utilizzato nei vari tipi di trasporto, si sviluppa nel secondo dopoguerra negli USA. L'idea originale si fa risalire ad un imprenditore americano nel campo dei trasporti, Malcolm Mclean, nel 1956. Si racconta che, mentre McLean attendeva sul suo camion che la merce fosse portata a bordo della nave, si rese conto che caricare l'intero corpo del camion sulla nave sarebbe stato maggiormente semplice, piuttosto che stivarne il carico. L'agio di una attrezzatura che consentiva di caricare le merci e non doverle poi movimentare singolarmente sino a destinazione risulta subito evidente; di conseguenza l'idea di containerizzare ha avuto un impulso notevole nel campo del trasporto marittimo e negli scambi tra America ed Europa fin dagli anni sessanta. All'inizio degli anni settanta, furono definiti gli standard del settore. Specialmente sulla direttrice di traffico tra Estremo Oriente ed Europa diviene oggi il modo di trasporto maggiore.
Il maggiormente diffuso tra i contenitori diviene il container ISO; si tratta di un parallelepipedo in metallo le cui misure sono state stabilite in sede internazionale nel 1967. A fronte di una larghezza comune di 244 cm e una altezza comune di 259 cm, sono diffusi in due lunghezze standard di 610 e 1220 cm. Sono anche omogenei gli attacchi, presenti sugli angoli del contenitore, specifici per il fissaggio sui vari mezzi di trasporto. In questo modo, tramite carrelli elevatori, carriponte e gru sono facilmente trasferibili tra una nave, un vagone o un autocarro.
Lo sviluppo del mercato ha portato, negli ultimi anni, al fatto che oltre il 50% dei container del mondo sono fabbricati in Estremo Oriente, soprattutto in Cina. Per usi particolari, sono stati predisposti anche dei container ISO cisterna, frigoriferi, open top (con tetto apribile) e container con pareti laterali apribili. Attualmente l'importanza del container nel campo dei trasporti marittimi giunge ad un livello tale che le stime parlano di circa il 90% delle merci cargo trasportate attraverso l'uso di circa 200 milioni di TEU all'anno (equivalente a venti piedi, la misura standard di volume nel trasporto dei container ISO e corrisponde a circa 38 metri cubi d'ingombro totale).

Nel campo militare, di norma, i principali clienti per i cantieri costruttori sono le marine militari, che richiedono all'industria di realizzare un insieme di prodotti altamente tecnologici ma eterogenei, caratterizzati da missioni e fini molto diversi, come per es. portaerei, fregate, corvette, pattugliatori, sommergibili, navi ausiliare ec. Lo scenario della costruzioni delle navi militari diviene nel tempo molto variato, a seguito dei cambiamenti che hanno interessato i modi di intervento e i possibili obiettivi da difendere. Questo fatto ha portato a una progressiva analisi dei sistemi militari e di utilizzo degli stessi sia come sistemi di offesa/difesa, sia di controllo delle aree geografiche sia, infine, come supporto per aiuti umanitari. La richiesta di mezzi militari flessibili e capaci di rispondere alle varie esigenze operative ha portato all'idea di realizzare navi con caratteristiche simili a quelle mercantili, dove si possa facilmente cambiare i sistemi d'arma, gli equipaggiamenti per gli interventi a terra o i supporti per aiuti umanitari, con il vantaggio di ridurre anche i costi di realizzazione. Altre costruzioni militari a indirizzo mercantile sono le navi rifornitrici di squadra, che hanno una funzione strategica, dal momento che, in azioni di difesa e controllo del territorio, le aree operative per la maggior parte delle volte sono distanti dal Paese di origine. Tali mezzi sono sempre maggiormente complessi e hanno l'attitudine di effettuare, durante la navigazione, rifornimento e trasbordo materiale per diverse navi contemporaneamente.

L'alto contenuto tecnologico e l'elevato costo, sia di costruzione sia di manutenzione, limitano il possesso di una flotta di battelli a propulsione nucleare a solo cinque nazioni (Cina, Francia, Gran Bretagna, Stati Uniti e Russia) che, nonostante lo scenario mondiale sia cambiato, hanno in programma la costruzione di nuovi mezzi. I sottomarini convenzionali sono piccoli rispetto a quelli nucleari e hanno una propulsione diesel-elettrica, con un sistema di batterie che permette loro solo brevi tratti in completa immersione. Dato il loro relativo basso costo ed essendo flessibili all'impiego, a essi si sono applicate le maggiori innovazioni tecnologiche, che hanno portato a una nuova generazione di sottomarini aventi apparato propulsivo convenzionale integrato con un sistema AIP (Air Independent Propulsion). I moderni sommergibili navigano con propulsione basata su celle a combustibile alimentate a idrogeno e ossigeno. Questo tipo di propulsione garantisce un notevole aumento dell'autonomia e fa di questi sottomarini una possibile, futura alternativa rispetto a quelli nucleari.

Le marine militari sono un ramo fondamentale delle forze armate di un Paese e oltre a difendere le proprie coste, i propri mari e a mantenere aperte le rotte di spedizione e le linee di comunicazione, in tempi di pace e di guerra servono a proiettare la potenza militare di un paese nelle proprie acque nazionali e oltre.
Al primo posto della classifica del National Interest si trova la Marina americana. Gli Stati Uniti hanno maggiori navi di qualsiasi flotta al Mondo e opera nel Pacifico, nell'Atlantico e nell'Oceano Indiano, come nel Mar Mediterraneo e nel Golfo Persico. La flotta americana ha 10 portaerei, 9 navi da sbarco, 22 incrociatori, 62 cacciatorpediniere, 17 fregate e 72 sottomarini. Quello che distingue maggiormente la Marina degli Stati Uniti dagli altri Paesi sono le sue enormi portaerei a propulsione nucleare: una singola portaerei di classe Nimitz ha una lungezza di 333 m. e trasporta fino a 72 aerei. In totale gli USA posseggono 224 imbarcazioni per un totale di 3,4 milioni di tonnellate di stazza lorda.
Al secondo posto abbiamo la Marina cinese. Lo sviluppo della flotta cinese, reso possibile grazie alla crescita dell'economia, ha portato a un aumento di dieci volte del bilancio della difesa dal 1989. Allo stato attuale, la Cina ha una portaerei, 3 navi da sbarco, 25 cacciatorpediniere, 42 fregate, delle quali otto nucleari e circa 50 sottomarini convenzionali per un totale di 370 mezzi di sole 708.086 tonnellate di stazza.
Il terzo posto viene occupato dalla Marina russa che ha ereditato la maggior parte della flotta sovietica. Allo stesso tempo, nuove navi vengono gradualmente messe in servizio, e viene portata avanti la modernizzazione di quelle vecchie. La flotta russa ha 79 grandi navi, tra cui una portaerei, 5 incrociatori, 13 cacciatorpediniere e 52 sottomarini di cui 15 sottomarini di attacco nucleare, 16 sottomarini di attacco a propulsione convenzionale, 6 sottomarini per missili da crociera e 9 sottomarini per missili balistici. I 288 vascelli totali hanno solo 845.730 tonnellate di stazza.
Il quarto posto risulta occupato dalla Royal Navy della Gran Bretagna. Come la maggior parte delle forze armate del Paese, la flotta britannica negli ultimi anni sta affrontando una graduale riduzione. Attualmente, la Marina britannica ha 3 grandi navi da sbarco, 19 tra fregate e cacciatorpediniere, 7 sottomarini di attacco nucleare e 4 sottomarini con missili balistici. Il nucleo della forza di superficie della Royal Navy sono i suoi 6 cacciatorpediniere missilistici. Occupano inoltre un posto fondamentale i sette sottomarini di attacco nucleare, e i quattro sottomarini con missili balistici.
La classifica delle cinque flotte militari mondiali viene chiusa dal Giappone. La flotta del Sol Levante ha 114 navi in totale, mentre il suo nucleo principale sono 46 cacciatorpediniere, progettati per impedire che le rotte marittime da e verso il Giappone vengano tagliate come nella seconda guerra mondiale. Allo stesso tempo, la flotta sottomarina giapponese, composta da 16 navi, risulta essere una delle migliori al Mondo. I sottomarini sono dotati di un avanzato sistema di propulsione indipendente dall'aria, cosa che permette loro di restare immersi a lungo rispetto agli altri sottomarini convenzionali.

Un gruppo da battaglia di una portaerei risulta essere una flotta di navi e sottomarini in supporto ad una portaerei. Questo tipo di formazione, caratteristica della US Navy, schiera ben undici gruppi da battaglia nei settori navali oceanici. La loro esistenza rappresenta la proiezione della potenza militare statunitense. L'alto numero di gruppi da battaglia riflette l'impegno di avere il controllo degli oceani e dei vari colli di bottiglia degli stretti e dei luoghi di transito navale obbligato per salvaguardare le linee di approvvigionamento tra gli Stati Uniti e i suoi alleati europei e non solo.
La costituzione dei gruppi da battaglia nasce dal fatto che le portaerei posseggono una grande potenza nella guerra aerea, ma sono vulnerabili agli attacchi da parte di altre navi, aerei, missili o sottomarini. Il gruppo di navi ha quindi il compito di proteggere la portaerei mentre essa effettua le proprie operazioni aeree per adempiere alle missioni assegnate. La portaerei opera in acque internazionali ed i suoi aerei quindi non hanno bisogno di avere un aeroporto amico a terra. La portaerei diviene la nave ammiraglia del gruppo da battaglia.

Il gruppo da battaglia di una portaerei statunitense segue il seguente schema:

  • 1 portaerei,
  • 2 incrociatori lanciamissili equipaggiati con missili capaci di attacco a lungo raggio,
  • 2 cacciatorpediniere lanciamissili usati principalmente per scongiurare attacchi dall'aria o sottomarini,
  • 2 sottomarini d'attacco utilizzati in supporto alla ricerca e distruzione di naviglio ostile navigante sopra e sotto la superficie,
  • 1 nave appoggio per rifornimenti ed eventualmente una nave porta munizioni e una petroliera di squadra.


La US Navy crea una nuova flotta per l'Oceano Indiano.
Il segretario alla Marina degli USA conferma la creazione di una nuova flotta per le operazioni nell'Oceano Indiano, che attualmente rientrano nella vasta area di competenza della Settima flotta, di stanza a Yokosuka in Giappone. Il Pentagono vuole ripristinare la "Prima flotta", smobilitata all'inizio degli anni Settanta, per far fronte alla crescente presenza navale cinese nell'Oceano Indiano e nell'Asia Meridionale. Ad oggi la Settima flotta opera in un'area che spazia dalle Hawaii al confine Indo-Pakistano: una macroregione che include 36 paesi e circa il 50% della popolazione mondiale. Si tratta dell'area operativa maggiormente vasta tra quelle affidate alle Flotte della Marina Usa, e la Settima flotta vi opera simultaneamente tra 50 e 70 navi e sottomarini, 150 aeromobili e circa 20 mila marinai. Quindi questa nuova flotta viene collocata al crocevia tra l'Oceano Indiano e il Pacifico, se non a Singapore, nelle immediate vicinanze.







MATERIE PRIME, RISORSE E RISERVE

L'uomo, per raggiungere i propri scopi, quindi per soddisfare i bisogni, fa uso delle risorse naturali, operando una scelta sul complesso patrimonio delle materie prime presenti sul nostro Pianeta, compresa l'energia fornita dal Sole.

Nei tempi storici dell'esistenza del genere umano, possiamo considerare la Terra come un sistema chiuso, quindi possiamo ritenere che il complesso delle materie prime ora disponibile non possa essere integrato o aumentato, in quanto i tempi geologici di costituzione di nuove risorse sono molto grandi (per formarsi i carboni fossili o il petrolio o le risorse minerarie devono trascorrere centinaia di milioni di anni).

Sono i bisogni umani, le tecnologie e le decisioni adottate nei vari tempi che valorizzano alcune materie prime e le trasformano in risorse naturali. Solo a questo punto si esegue il calcolo delle risorse disponibili a ben determinate condizioni (di mercato), si decide lo sfruttamento annuale, il valore della risorsa, gli scopi cui destinarla.
Per esempio, quando sorge il bisogno di trovare una fonte energetica adatta al mezzo automobilistico, maggiormente produttiva, meno costosa di altre, facilmente trasportabile, idonea per altre funzioni e si constata che il petrolio risponde positivamente alle esigenze, allora cresce l'interesse per questa materia prima, fino ad allora di scarso uso. Il petrolio viene, da quel momento, considerato una risorsa naturale preziosa, si inizia la ricerca e l'accertamento delle riserve disponibili ad un certo costo, riserve che possono, nel tempo, crescere in conseguenza di nuove scoperte di giacimenti o esigenze, e diminuire in rapporto al consumo (produzione annuale) o alla convenienza.

Se il petrolio, da materia prima diviene, quindi, una risorsa naturale ricercata, lo si deve al fatto che in un certo periodo l'uomo ha deciso il suo vantaggio per far fronte alle sue richieste: quando si scopre un valido sostituto o quando non si ritiene conveniente sftuttarlo (per i costi troppo elevati o per insufficienza tecnologica, sia pure momentanea), il petrolio ritorna nella categoria materie prime e non riveste, in quel momento, l'importanza che oggi gli attribuiamo.

Gran parte delle risorse che noi sfruttiamo (combustibili, minerali, geotermia, materiali da costruzione, ecc.) sono il prodotto di complessi cicli (orogenetici, dell'acqua, dell'erosione, delle rocce, del carbonio, dell'ossigeno, ecc.), come quello delle rocce.
Le rocce sono dei particolari aggregati di minerali, fortemente saldati e costituiscono la crosta terrestre, quindi la litosfera.
Le rocce vengono classificate in due grandi categorie: le rocce cristalline e le rocce sedimentarie. Le cristalline possono essere ignee, intrusive o effusive o metamorfiche e costituiscono il 95% della litosfera.

Le rocce ignee sono dette anche magmatiche e si formano per il raffreddamento del magma fuso proveniente dal mantello. Quando esce all'esterno, ancora allo stato fuso, il materiale viene chiamato lava e l'uscita viene collegata al vulcanesimo. Questi materiali, solidificati all'esterno, costituiscono le rocce effusive, dette anche vulcaniche, mentre quelli che si solidificano entro la crosta terrestre costituiscono le rocce intrusive o plutoniche (solo i processi orogenetici o erosivi le possono portare all'esterno).
Quando il magma solidifica negli abissi, il materiale si raffredda lentamente, formando cristalli di grosse dimensioni (struttura granulare granitoide); quando il raffreddamento avviene all'esterno, o in strati modestamente profondi, e risulta rapido, si formano cristalli di piccole dimensioni, poco individuabili; quando il raffreddamento all'esterno diviene rapidissimo, il materiale risulta vetroso (come nell'ossidiana); quando, in ultimo, un materiale inizia a raffreddare in strati profondi e successivamente viene eruttato all'esterno, terminando la solidificazione rapidamente, allora il materiale presenta una massa compatta con cristalli isolati (struttura porfirica).

Le metamorfiche sono il risultato di trasformazioni di struttura e composizione di rocce di varia natura e preesistenti, all'interno della crosta terrestre, in seguito a cambiamenti termici o di pressione per contatto con magmi fusi (metamorfismo di contatto), durante i corrugamenti (metamorfismo regionale) o sprofondamenti di alcune parti di crosta superficiale (metamorfismo da carico). Possono divenire rocce metamorfiche sia le sedimentarie che le ignee e le stesse metamorfiche, subendo ulteriori modifiche.

Le sedimentarie sono il risultato della sedimentazione di prodotti di disgregazione delle rocce cristalline, di altre sedimentarie, di materiali organici, come le barriere coralline, o di processi chimico-fisici. Se i vari prodotti non sono saldamente cementati, si hanno materiali sedimentari incoerenti; se il materiale risulta solidificato e compatto, grazie a forti pressioni, all'aggiunta di sostanze chimiche leganti e cementificanti, a processi di cristallizzazione, si ha una vera roccia sedimentaria (questo processo viene detto diagenesi, generalmente con struttura stratificata.

Se le rocce sedimentarie sono originate da materiali detritici (i frammenti sono chiamati clasti), trasportati e sedimentati, si chiamano rocce clastiche (come le argille); se sono dovute a sostanze in soluzione originate da materiali alterati chimicamente o sono di origine organica (scheletri di animali acquatici o alghe) e inorganici (sale), allora sono dette rocce organogene o chimiche (calcari, gessi). Anche i carboni sono rocce sedimentarie di origine organica, essendo formati da sostanze vegetali, sepolte sotto sedimenti successivi e trasformate dalle pressioni e temperature crescenti.

Le risorse naturali utilizzate dall'uomo si consumano con l'uso; queste risorse rappresentate soprattutto dai combustibili fossili solidi, dagli idrocarburi e da molti minerali, sono dette non rinnovabili, in quanto i tempi geologici di riformazione sono molto lunghi e quindi tali risorse non potranno essere riutilizzate. Solo una parte di questi materiali, specie alcuni metalli come il ferro o l'alluminio, o il vetro, viene riciclata, quindi riutilizzata, ma solo a spese di complesse operazioni e di molta energia (per la fusione).

Vi sono poi altre risorse, dette rinnovabili, che possono essere utilizzate dall'uomo, senza timore che esse si esauriscano nel tempo. L'energia che ci proviene dal Sole e che noi sfruttiamo direttamente o indirettamente, per esempio con l'agricoltura (fotosindesi) e le foreste, o mediante i pannelli solari e le centrali solari, risulta di notevole potenza, ma ne possono usufruire solo quei Paesi con una adeguata insolazione: per ora viene sfruttata soprattutto per impianti domestici (riscaldamento dell'acqua, delle abitazioni) o produzione di energia elettrica, o per soluzioni di potenza ridotta (climatizzazione delle serre, impianti per irrigazione o segnaletica stradale). I problemi tecnici, i costi elevati, i costi di smaltimento dei pannelli, le vaste superfici necessarie limitano al momento l'uso di tale energia, anche se in alcuni casi si stanno costruendo grandi parchi solari su superfici non produttive o desertiche.

Un'altra risorsa sfruttabile viene rappresentata dalle maree, due innalzamenti e due abbassamenti delle acque oceaniche al giorno provocati dall'attrazione gravitazionale della Luna e, in misura minore, dal Sole. Lo sfruttamento di tale energia mediante centrali a turbina risulta possibile solo se il dislivello tra bassa e alta marea risulta forte, come avviene in certi punti della "Manica", dove si trova la centrale francese di La Rance.

Legato alle caratteristiche ambientali risulta pure lo sfruttamento del vento, quindi della sua forza meccanica, ovvero l'energia cinetica di una massa d'aria in movimento: anche in questo caso vi sono molti problemi che si frappongono all'impiego generalizzato dell'energia eolica. Risulta possibile sfruttare questa energia con l'utilizzo di aerogeneratori che producono energia elettrica, pompe eoliche per la movimentazione di acqua, tramite mulini a vento che producono energia meccanica per macinare cereali o altri materiali o vele per il movimento di veicoli aerei o acquatici (deltaplano, barca a vela, windsurf, ecc.). Anche questa diviene una fonte di energia rinnovabile e a sostegno dell'economia verde, pulita, che non produce emissioni di gas serra durante il funzionamento e richiede una superficie di terra non eccessivamente vasta. Gli effetti sull'ambiente sono in genere meno problematici rispetto a quelli provenienti da altre fonti di energia, anche se in molti casi risulta dannosa e viene osteggiata in favore della difesa del paesaggio.
Sono almeno un'ottantina i Paesi che utilizzano regolarmente l'energia eolica per il fabbisogno elettrico. Nel 2018 la produzione di energia eolica, pari a 591 GW, copre il 4,4% del fabbisogno elettrico planetario e fornisce l'11,6 % dell'energia elettrica nell'Unione Europea. Diviene una fonte mediamente stabile di anno in anno, ma con una variazione significativa su scale di tempo brevi, visto che i venti non sono costanti e non sono sempre di forte potenza.
Grandi parchi eolici sono costituiti da centinaia di singoli aerogeneratori collegati alla rete di trasmissione di energia elettrica. L'eolico off-shore risulta maggiormente stabile, fornisce maggiore energia e possiede un minor impatto visivo, tuttavia i costi di realizzazione e manutenzione sono notevolmente alti. Piccoli impianti eolici on-shore forniscono energia a luoghi isolati e non raggiunti da reti elettriche.

Il problema energetico viene determinato oggi dal fatto che si sono congiunti gli effetti del forte aumento della popolazione mondiale e della crescita esponenziale della domanda di beni: maggiori beni di consumo e richiesta di maggiore energia. Ne conseguono diversi gravi problemi di impatto ambientale: aumento allarmante dell'inquinamento dei mari provocato dalle perdite e dagli scarichi di petrolio e dalle tonnellate di minuscole particelle di plastica; il pullulare di depositi abusivi di scarti e rifiuti tossici, nei terreni e nei fiumi a volte bruciati per renderli anonimi; il continuo aumento nella produzione di CO2.

L'inquinamento atmosferico risulta l'insieme di tutti gli agenti fisici, chimici e biologici che modificano le caratteristiche naturali dell'atmosfera terrestre. Gli effetti sulla salute umana sono di vasta portata, ma influiscono principalmente sul sistema respiratorio e sul sistema cardiovascolare. L'inquinamento dell'aria urbana diviene uno dei peggiori problemi di inquinamento tossico al mondo. Complessivamente, l'inquinamento atmosferico provoca la morte di circa 7 milioni di persone ogni anno e risulta il maggiore rischio singolo per la salute ambientale del mondo. Si stima che le perdite di produzione e la degradata condizione della vita causate dall'inquinamento atmosferico costino all'economia mondiale 5 trilioni di euro all'anno.
Questo risulta uno dei problemi maggiormente sentiti dalle popolazioni dei grandi agglomerati urbani, di cui ci si preoccupa solamente dagli anni settanta. Da quell'epoca, infatti, in alcuni Paesi sono state via via attuate delle politiche per la riduzione degli agenti chimici contaminanti presenti nell'aria. Queste azioni hanno dato dei risultati per l'abbassamento delle concentrazioni di alcuni inquinanti come il biossido di zolfo, il piombo e il monossido di carbonio; per altri, ad esempio il biossido di azoto, l'ozono e il particolato atmosferico, non hanno portato i risultati sperati. In genere l'inquinamento atmosferico risulta maggiormente diffuso nelle grandi conurbazioni a causa principalmente dei gas di scarico degli autoveicoli pubblici e privati e al riscaldamento degli edifici. Altre zone a forte inquinamento atmosferico sono quelle attorno a nuclei industriali (aziende metalmeccaniche, siderurgiche, farmaceutiche, chimiche), o a discariche abusive.
Bisogna distinguere tra inquinanti primari, che vengono emessi direttamente in atmosfera tali e quali, quindi non subiscono altre modifiche una volta emessi, come il monossido di carbonio, primario in quanto risulta un sottoprodotto della combustione, ma lo sono anche le polveri che si sviluppano da eventi naturali e secondari, quindi tutti gli inquinanti che si formano in atmosfera tramite reazioni chimiche tra varie sostanze presenti, come la formazione di ozono nello smog. Le cause dell'inquinamento atmosferico possono essere naturali come le emissioni dei vulcani, degli incendi o dei processi biologici. Sono antropici, il traffico veicolare, il riscaldamento domestico, le industrie e le lavorazioni artigianali, veicoli come i treni, i trattori, i veicoli da cava, tutti con motori diesel, o l'agricoltura.
L'anidride carbonica, (CO2) viene emessa principalmente dai processi di combustione, particolarmente dagli scarichi di veicoli. La concentrazione dell'anidride carbonica, salvo lievi variazioni stagionali, si valuta che abbia subito un aumento, dal 1750 del 31 %. Negli anni Duemila la concentrazione nell'atmosfera era di 379 ppm (parti per milione e 1 ppm corrisponde a 1 mg al litro o decimetro cubo), nell'era preindustriale di 280 ppm. Diviene il gas serra maggiormente responsabile del riscaldamento globale dovuto ad azioni antropiche. Il diossido di zolfo (SO2) causa le piogge acide. Il particolato risulta essere un aerosol di piccole particelle solide classificate in base alle loro dimensioni. Le particelle atmosferiche sono di solito misurate in PTS (Polveri Totali Sospese): PM10 quando il diametro aerodinamico medio risulta minore di 10 micron, PM2,5 quando risulta inferiore a 2,5 micron. L'attenzione si sta ora focalizzando su particelle ancora maggiormente piccole, le PM0,1 e le cosiddette nanopolveri ritenute molto dannose.








67 METALLI E TERRE RARE, il lato oscuro della transizione ecologica e digitale

TRANSIZIONE ECOLOGICA e TRANSIZIONE DIGITALE

Le sfide mondiali che ci accingiamo ad affrontare nel Ventunesimo secolo sono molto complesse: il cambiamento climatico, la crisi ambientale, la quarta rivoluzione industriale e una rinnovata competizione geopolitica tra Cina, Russia e Mondo Occidentale. Di fronte a questi cambiamenti epocali, sembra emergere un consenso diffuso sulla stretta complementarità tra un futuro più sostenibile in termini di sviluppo economico e le grandi potenzialità che il progresso tecnologico potrà garantire in questa direzione. Tuttavia, questa fiducia sembra mostrare solo il lato più accattivante delle tecnologie verdi, quello che prospetta gli scenari più ottimistici. Una transizione verso una società ad emissioni zero è anche un cambiamento che richiederà ingenti quantità di metalli e lo sfruttamento di molti minerali. Le risorse minerarie e il cambiamento climatico sono estremamente legati, non solo perché l'attività estrattiva richiede una grande quantità di energia, ma anche perché il Mondo non potrà affrontare il cambiamento climatico senza un'adeguata fornitura di quelle materie prime necessarie alla produzione delle tecnologie verdi. Il crescente ruolo di questi minerali e metalli rari, delle terre rare, rappresenta un grave problema e molti si pongono diverse domande: Perché i metalli rari sono così importanti? Quali costi economici, energetici, ambientali e geopolitici saranno necessari per la loro estrazione, raffinazione e diffusione nel mercato mondiale?. Le risposte non sono semplici, anzi pongono molti problemi la cui soluzione determinerà il futuro del Pianeta.

Gli obiettivi che gran parte del Mondo, soprattutto quello maggiormente industrializzato, benestante, ricco, che si ritiene istruito e dominatore della Natura, si stà ponendo, a fronte dei cambiamenti climatici e dei continui disastri che nulla hanno di naturale, poiché sono il frutto del massiccio impatto distruttivo ambientale delle nostre attività economiche, sono due parole magiche: transizione ecologica e transizione digitale. Un cambiamento che pochi hanno capito, che pochi hanno spiegato, con parole chiare e comprensibili. Un modo nuovo di vivere nel rispetto della Natura. In primo luogo bisogna capire come si possa fare questa transizione ecologica e digitale, e quanta energia debba essere prodotta e con quali materie prime sia possibile sviluppare questa nuova rivoluzione tecnologica.

METALLI MINORI CHE ENTRANO NELLA PRODUZIONE DI MASSA

Cinquant'anni fa non era chiaro se qualche metallo minore sarebbe stato impiegato nella produzione di beni di massa. Stavamo scoprendo che le loro proprietà elettriche e magnetiche degli elementi chimici, erano in grado di soddisfare i bisogni del nostro mercato. Fino alla Prima Guerra Mondiale, la metallurgia conosceva soltanto le proprietà strutturali, decorative e di trasmissione dell'elettricità dei metalli. L'ultimo metallo scoperto, il renio, risale al 1924. Quello che nessuno sapeva, nel periodo tra le due guerre mondiali, era l'importanza di conoscere quali, tra i metalli minori, avrebbe potuto essere prodotto in volumi significativi per seguire la crescita della produzione di massa. La Seconda Guerra Mondiale è stato l'evento più importante per la trasformazione dei metalli minori in metalli tecnologici. I problemi economici che limitavano l'innovazione furono messi da parte e la sicurezza nazionale, vincere la guerra, divenne l'unico propulsore dello sviluppo tecnologico per motori a reazione, radio, radar, elettronica, informatica e super cannoni. Vennero radunati dai vari Governi un gran numero di fisici, ingegneri e chimici. Furono messi a disposizione i metalli che erano ritenuti necessari senza alcun vincolo economico. Gli ingegneri chimici cominciarono a imparare come trovare, raffinare e produrre in grandi quantità metalli fino ad allora considerati minori, per soddisfare le esigenze tecnologiche della guerra in corso. Tra l'altro vennero prodotti, in grandi quantità, silicio e germanio, gallio e indio, uranio e torio, terre rare e, subito dopo la guerra, litio.

Il litio fu subito utilizzato per le batterie, ma è negli ultimi anni che è cresciuta la domanda di questo metallo da quando il Giappone e altri Paesi hanno messo in cantiere le auto ibride ed elettriche. Le auto elettriche possono dare un contributo significativo in termini di tutela ambientale. Ma l'attività mineraria che riguarda il litio, utilizzato per le loro batterie, è spesso oggetto di critiche. Il dibattito riguarda l'estrazione delle materie prime nei deserti salati del Sud America. Il mercato globale del litio tra il 2008 e il 2018 è passato da 25.400 a 85.000 tonnellate. Uno dei più importanti fattori di crescita è stato il suo utilizzo per le batterie dei veicoli elettrici, ma il litio si usa anche per le batterie dei computer e degli smartphone, così come nelle industrie del vetro e della ceramica. Con 8 milioni di tonnellate, il Cile ha le maggiori riserve di litio a oggi conosciute, poi vengono l'Australia con 2,7 milioni di tonnellate, l'Argentina con 2 milioni e la Cina con 1 milione. Le riserve globali sono stimate intorno ai 14 milioni di tonnellate, cioè 165 volte il volume prodotto nel 2018. Secondo i dati forniti dall'United States Geological Survey, il principale fornitore di litio è oggi l'Australia, con 51.000 tonnellate, davanti al Cile (16.000), alla Cina (8.000) e all'Argentina (6.200). Queste Nazioni sono quelle che storicamente hanno dominato la scena, con l'Australia che ha guadagnato la leadership ai danni del Cile negli ultimi anni.

Il litio che viene dall'Australia è estratto nelle miniere, mentre in Cile e in Argentina si trova nei deserti salati, come nel Salar de Atacama. In quest'ultimo caso il litio è presente nell'acqua dei laghi salati sotterranei, che viene portata in superficie e fatta evaporare in grandi vasche. La soluzione salina che ne deriva viene processata ulteriormente finché il litio non è pronto per essere utilizzato. Secondo il Premio Nobel M. Stanley Whittingham, che ha gettato le basi scientifiche per le batterie utilizzate oggi, il litio continuerà a essere importante per i prossimi 10-20 anni. Allo stesso tempo, si prevede che il numero di auto elettriche continuerà a crescere: il solo Gruppo Volkswagen punta a portare su strada circa 26 milioni di veicoli elettrici entro il 2029. Ma, nel lungo termine, molte materie prime verranno riciclate e questo ridurrà la necessità di estrarre nuovo litio. Tuttavia questo processo non avrà molto peso fino al 2030, quando le batterie usate saranno restituite, alla fine del ciclo di vita delle auto, in grandi quantità.

Finita la Seconda Guerra Mondiale, iniziarono gli anni di Guerra Fredda, durante i quali continuò la produzione anti-economica e di massa dei metalli minori, per impieghi militari. La produzione in surplus fu dirottata su applicazioni civili, alla ricerca di impieghi economici e di massa. Questi eventi furono i germi dell'attuale êra tecnologica. Le considerazioni economiche erano molto semplici: i metalli minori servono per la guerra, calda o fredda, e gli Stati sovvenzionano totalmente il loro sviluppo e la loro produzione.

I METALLI RARI, INDISPENSABILI PER LE TECNOLOGIE VERDI, HANNO COSTI AMBIENTALI E SOCIALI

Secondo G. Pitron, autore del saggio La guerra dei metalli rari, il peso della transizione energetica, che è anche digitale e culturale, ammonta ad appena 17 grammi, la quantità di terre rare consumata ogni anno da ciascun abitante del Pianeta. Dai magneti delle pale eoliche ai motori elettrici delle automobili, passando per alcune componenti di smartphone e computer, il nostro presente e il nostro futuro dipendono da frazioni infinitesimali ma indispensabili di elementi chimici noti come metalli rari. Diciassette sono i membri che compongono la famiglia più interessante di questi, quella delle terre rare, dotata di stupefacenti proprietà elettromagnetiche, ottiche, catalitiche e chimiche. Il loro nome non deriva tanto dal fatto che ce ne siano solo piccole dosi nel Pianeta, quanto dalla loro difficoltà di estrazione: sono metalli dispersi in percentuali minori, in mezzo alle altre rocce, minerali e sabbie. In più, sono presenti sul Pianeta in maniera ampia, ma non in modo omogeneo. Ci sono luoghi in cui è possibile trovarne di più ed estrarli più facilmente e a più basso costo. E il controllo di tali risorse minerarie strategiche, e di altri elementi più o meno rari come il cobalto delle batterie ricaricabili o il tellurio delle celle fotovoltaiche, sta riscrivendo gli equilibri economici e geopolitici del Pianeta. Come il carbone ha permesso al Regno Unito di dominare il Diciannovesimo secolo, mentre il petrolio ha sancito l'egemonia statunitense in quello successivo, i colossali giacimenti di metalli rari, di cui dispone la Cina, la pongono in una posizione di forza nella corsa alle energie rinnovabili. Il progresso tecnologico moderno ha ampliato il numero di metalli sfruttati.

Se fino al Rinascimento l'umanità ne utilizzava appena sette (oro, rame, piombo, argento, stagno, mercurio e ferro), e mezzo secolo fa il loro impiego rimaneva limitato a una ventina, oggi la quasi totalità degli 86 metalli della tavola periodica trova almeno un impiego in campo industriale o militare. Per metalli rari si intendono una sessantina di elementi con proprietà molto eterogenee. Questi materiali sono indispensabili per le nuove tecnologie dell'informazione e della comunicazione poiché le loro proprietà semiconduttrici consentono di modulare il flusso di elettricità dei dispositivi digitali. Il germanio è impiegato nelle fibre ottiche, l'indio nei chip elettronici, il tantalio nei condensatori dei circuiti elettrici. In termini di applicazione, i più interessanti appartengono però alle cosiddette terre rare, con stupefacenti proprietà elettromagnetiche, ottiche, catalitiche e chimiche: scandio e ittrio, e poi la serie dei cosiddetti lantanoidi: lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio, lutezio e promezio. Un qualsiasi smartphone contiene frazioni infinitesimali, ma indispensabili, di otto di questi elementi. Fino alla prima metà degli anni Settanta, le terre rare vantavano appena una manciata di applicazioni industriali. Ciò che ha cambiato il corso della storia è il loro impiego nei magneti permanenti. Sviluppati a partire dagli anni Sessanta con leghe di samario-cobalto, i magneti di terre rare prenderanno definitivamente piede nel 1983 grazie alle leghe in neodimio. A parità di potenza, un magnete di terre rare è cento volte più piccolo di quelli tradizionali in ferrite: la miniaturizzazione della tecnologia e la raggiunta competitività dei motori elettrici, rispetto a quelli termici, sono solo alcune delle conseguenze del loro impiego. Sfortunatamente, le terre rare non entrano allo stato puro nella composizione delle tecnologie verdi ma quasi sempre in leghe o materiali composti. A oggi, recupero e riciclo sono estremamente limitati: per dissociare le terre rare dagli altri metalli servono tecniche lente e dispendiose.

La distribuzione dei metalli rari nella crosta terrestre non è uniforme. Il Sudafrica è un importante produttore di platino e rodio, la Russia di palladio, gli Stati Uniti di berillio, il Brasile di niobio, la Turchia di borato, il Ruanda di tantalio, la Repubblica democratica del Congo di cobalto. Eppure, è dalle miniere cinesi che proviene la maggioranza di questi metalli rari: la Cina è il primo produttore, nonché il primo consumatore, di 28 risorse minerali indispensabili per le nostre economie. È il caso dell'antimonio, del germanio, dell'indio, del gallio, della fluorite, della grafite, del tungsteno e soprattutto delle terre rare, delle quali detiene oltre l'80% della produzione mondiale. In Italia, per esempio, le rocce del Bric Tariné, monte ligure compreso nel Parco naturale del Beigua, custodiscono 400 milioni di tonnellate di rutilo, uno dei più vasti giacimenti al mondo di rutilo, un minerale siliceo ricco in titanio per cui il Bric Tarinè, ad una trentina di chilometri da Albisola, sarebbe la più grande miniera di titanio del Mondo tuttora non sfruttato, anche per l'opposizione degli ambientalisti e di molti Enti amministrativi liguri; e dire che il valore economico del giacimento è incredibile e viene quantificato in 400 miliardi di euro. Il motivo per cui la maggioranza dei Paesi occidentali ha rinunciato alla loro estrazione è lo stesso per cui negli anni sono state chiuse gran parte delle miniere e delocalizzate numerose attività industriali in favore dei settori manufatturieri ad alto valore aggiunto e dei servizi. L'estrazione dei minerali rari ha un costo alto sia in termini economici che ecologici poiché la maggioranza degli elementi sono rari e comuni allo stesso tempo, ubiquitari eppure estremamente diluiti.

Il cerio, il più abbondante dei lantanoidi, è più comune nella crosta terrestre di quanto lo sia il rame mentre il neodimio, il lantanio, l'ittrio e lo scandio sono più abbondanti del piombo. Ma per ricavare un chilogrammo di vanadio vanno purificate 8,5 tonnellate di roccia. Un chilo di cerio ne richiede il doppio, il gallio 50 volte e il lutezio ben 200. Le basse concentrazioni dei depositi rendono insostenibili i costi di estrazione, a meno che il costo della manodopera sia ridotto o venga sostenuto da sussidi statali. Come se non bastasse, la purificazione di ciascuna tonnellata di terre rare richiede almeno duecento metri cubi di acqua che, al passaggio, si carica di acidi e metalli pesanti. Per essere smaltite queste acque devono subire lunghi e costosi trattamenti chimico-fisici. Il procedimento per separare i metalli rari dai minerali radioattivi a cui si trovano associati nella crosta terrestre, come il torio o l'uranio, produce radiazioni in proporzioni non trascurabili.

Nei villaggi delle miniere della Mongolia, ribattezzati villaggi del cancro, uomini di appena trent'anni vedono i propri capelli diventare improvvisamente bianchi, i bambini crescono senza denti. Nel trasferire altrove la responsabilità ambientale, i Paesi occidentali hanno gradualmente rinunciato alla propria sovranità mineraria, divenendo sempre più dipendenti dalle importazioni. Stati Uniti e Francia hanno da tempo abbandonato le loro pionieristiche miniere di metalli rari, perché i rischi ambientali erano troppo grandi e perché le somme necessarie alla modernizzazione degli stabilimenti si erano fatte da subito proibitive. La lezione è stata presto imparata dal resto dell'Occidente che ha preferito trasferire la produzione, e l'inquinamento a essa associato, oltre che la complessa gestione dei rifiuti, nei Paesi più poveri, dove le norme ambientali, se ci sono, sono quasi sempre eludibili. Nella Guerra dei metalli rari vengono descritti impianti gestiti con approssimazione senza alcuno standard di sicurezza, con l'unico obiettivo di ricavare quanto più materiale possibile, miniere spesso con scarsa sicurezza e pochi diritti per i lavoratori, nella Repubblica Democratica del Congo, in Kazakistan, in America Latina, in Cina.

Nel trasferire altrove la responsabilità ambientale, i Paesi occidentali hanno rinunciato alla propria sovranità mineraria, divenendo sempre più dipendenti dalle importazioni. Perfino nell'approvvigionamento di risorse minerarie abbondanti dentro i propri confini o in quello di materie indispensabili in settori delicati, come la ricerca e la difesa. La convinzione che il rapporto di forza tra acquirenti e produttori sarebbe rimasto per sempre inalterato, unita alle strategie commerciali aggressive della Cina, le hanno permesso di assicurarsi in un tempo relativamente breve l'egemonia delle terre rare e di numerosi metalli rari. Mentre l'Occidente era impegnato a chiudere le proprie miniere, negli anni Novanta del secolo scorso la Cina esportava quantitativi crescenti di materie prime, preparando il terreno per la fase successiva: colmare il ritardo tecnologico. Nel decennio seguente la Cina incentiva la formazione di joint venture tra le proprie imprese e quelle occidentali ma soprattutto stimola, offrendo un accesso diretto alle materie prime, la delocalizzazione di queste ultime, purché trasferiscano in Oriente l'intera filiera produttiva, dalla produzione alla ricerca e sviluppo. Contemporaneamente, Pechino strinse i cordoni delle esportazioni, passando da 65.000 tonnellate nel 2005 ad appena 30.000 nel 2010. Le quotazioni delle risorse minerarie raggiunsero cifre astronomiche fino a culminare nella cosiddetta crisi delle terre rare.

Per motivi di ritorsione, nel settembre del 2010 la Cina interruppe le esportazioni verso il Giappone, mettendo in ginocchio il settore Hi-Tech nipponico. Oltre a legittimare il ruolo di superpotenza della Cina, l'episodio riportò alla ribalta l'importanza strategica delle risorse minerarie. Alcuni Stati hanno intrapreso una logica di specializzazione mineraria improntata al raggiungimento di posizioni maggioritarie, come la Repubblica Democratica del Congo nel cobalto (64% della produzione mondiale), il Sudafrica nel platino (83%), il Brasile nel niobio (90%). Altri, come l'Indonesia, hanno vietato l'esportazione delle risorse minerarie al solo stato grezzo. Il governo di Giacarta ha inoltre istituito una propria borsa valori per svincolarsi dal London Metal Exchange, principale mercato finanziario dei metalli non ferrosi. E lo stesso hanno fatto Singapore e Malesia. Le materie prime di gran lunga più a rischio sono gli elementi del gruppo delle terre rare. Tuttavia, a destare preoccupazione, è anche la disponibilità di cobalto, niobio, tantalio, tungsteno nonché quella degli elementi del gruppo del platino. Il più recente aggiornamento triennale dell'elenco delle materie prime essenziali stilato dalla Commissione Europea ne riporta 27. In linea teorica, il rischio di interruzione dell'approvvigionamento può essere mitigato diversificando la fornitura oppure ottimizzando l'efficienza dei processi produttivi. La mappa dei più importanti produttori di terre rare del Mondo vede il netto predominio della Cina, mentre il resto del Mondo si sta sforzando per indebolire questo primato.

Fino a quando la pandemia non ha colpito, il mercato dell'iridio non conosceva instabilità o volatilità. Nel 2021 l'iridio, metallo raro e prezioso, sta eclissando in termini di guadagni tutti gli altri investimenti con un +131% in un anno. Si ottiene come sottoprodotto dell'estrazione di platino e palladio. L'aumento dei prezzi è dovuto alle interruzioni dell'offerta nel corso dell'ultimo anno, in combinazione con l'aumento della domanda per l'uso negli schermi elettronici. L'iridio è un elemento critico in diversi prodotti di nicchia, compresi i crogioli resistenti alla temperatura utilizzati per coltivare cristalli sintetici per sistemi elettronici e di telecomunicazioni, oltre che per dispositivi medici ed elettrodi. Quando poi si guarda al futuro, l'iridio (e anche il rutenio) potrebbe venir utilizzato nella produzione di idrogeno verde tramite l'elettrolisi dell'acqua. Va considerato che il mercato dell'iridio è molto più piccolo (7 o 8 tonnellate su base annua) rispetto a quelli del platino e del palladio. Di conseguenza, quando ci sono problemi di produzione, l'impatto sui prezzi è enorme, anche 6.000 dollari l'oncia (pari a circa 28,35 grammi), tre volte il costo dell'oro. Come accennato, l'iridio viene ottenuto some un sottoprodotto della lavorazione del platino e quest'ultimo viene utilizzato nei catalizzatori per autoveicoli per ridurre le emissioni inquinanti. Ma anche gli altri metalli della stessa famiglia stanno vivendo un periodo di forte crescita dei prezzi a causa delle prospettive di un'offerta scarsa. Il platino è sceso di circa il 9% dal suo massimo storico ma rimane a livelli quasi inimmaginabili fino a qualche anno fa. Il rodio ha invece raggiunto un un nuovo massimo a 29.800 dollari l'oncia.

Il predominio della Cina nel settore delle terre rare è il risultato di anni di politiche industriali che risalgono agli anni '80. Soltanto da pochi anni, Europa, Stati Uniti e Giappone hanno reso prioritario diversificare le loro fonti di terre rare per ridurre la dipendenza dalla Cina. L'aumento dell'estrazione di terre rare nel resto del Mondo ha ridotto la quota globale di estrazione mineraria della Cina, dal 97,7% nel 2010, al 62,9% nel 2019. Tuttavia, l'estrazione mineraria è solo un pezzo del mercato. L'altro pezzo importante è la raffinazione, l'80% della quale avviene ancora in Cina. Pertanto, anche le terre rare estratte all'estero vengono inviate in Cina per la raffinazione. Raffinare è un processo con un pesante impatto ambientale e i Paesi occidentali hanno preferito scaricare questo onere lontano dagli occhi dei propri cittadini: anche per alimentare le tecnologie verdi, serve qualcuno che faccia il lavoro sporco. Esternalizzarlo fuori dai propri confini per non vederlo è una pessima strategia nel lungo termine. La Cina si è presa l'onere del lavoro sporco, ma ha ottenuto il quasi totale controllo delle forniture di elementi indispensabili per far funzionare la nostra società sempre più tecnologica e sempre più verde.

E mentre il Mondo si appresta a sperimentare la sua quarta rivoluzione industriale, con le tecnologie del digitale, l'economia della conoscenza e le filiere delle energie rinnovabili, la nostra percezione dei costi e delle criticità di questo nuovo modello di sviluppo rimane fortemente influenzata da un'altra realtà: quella dei cambiamenti climatici. Ciò nonostante, i successi diplomatici, le ambiziose leggi di transizione energetica e le più appassionate arringhe ecologiche saranno inutili se non avremo a disposizione quantità a sufficienza di questi metalli. Come conciliare, dunque, l'interesse dell'umanità alla coabitazione con l'ambiente all'interesse di quelle Nazioni che, sempre di più, guardano ai metalli rari come una leva fondamentale per il potere mondiale? Come frenare la corsa indiscriminata al loro sfruttamento e così governare con successo la transizione energetica e digitale? E soprattutto, i costi-benefici della green economy saranno tali da calmierare la guerra per i metalli rari? Poiché, paradossalmente, il progetto di ridurre l'impatto dell'uomo sull'ecosistema ha in realtà reso ancora più ferrea la nostra stretta sulla biodiversità.

METALLI RARI, METALLI TECNOLOGICI, METALLI STRATEGICI, TERRE RARE

Le Terre Rare sono sinonimo di Metalli Rari usati nella tecnologia, nella costruzione di computer, cellulari, pale eoliche e molti altri prodotti e impieghi. Il termine metalli tecnologici è relativamente recente ed è stato introdotto, o meglio reintrodotto nel 2007, da Jack Lifton, Amministratore delegato di J.Lifton LLC, consulente, autore e docente sui fondamenti del mercato della tecnologia dei metalli. Metalli tecnologici è un termine di categoria, ormai di largo uso, che ha coniato all'inizio del XXI secolo per descrivere quei metalli strategici le cui proprietà elettroniche rendono possibile la nostra società tecnologica. Questi includono il rame, le terre rare, i metalli del gruppo del platino, i metalli delle leghe di acciaio, il litio, il cobalto, la grafite e la maggior parte dei metalli e dei materiali critici rari necessari per la nostra salute, sicurezza e tecnologie, sia di consumo, sia militari.

Possiamo dire che i metalli tecnologici sono quei metalli, generalmente rari, che sono essenziali per la produzione di moltissimi dispositivi high tech, sistemi ingegnerizzati, armamenti, dispositivi medici e dispositivi per telecomunicazioni. Ecco alcuni esempi: la produzione di massa di dispositivi elettronici miniaturizzati; gli armamenti avanzati e le piattaforme per la difesa nazionale; la produzione di elettricità con fonti alternative come i pannelli solari e le turbine eoliche; lo stoccaggio di energia elettrica da pile e batterie. Quasi tutti i metalli tecnologici sono sottoprodotti della produzione di metalli comuni, con l'eccezione delle terre rare e del litio. Prima della Seconda Guerra Mondiale, vi erano molti metalli per i quali non c'erano usi pratici. Per questa ragione, furono chiamati i metalli minori, perché non avevano usi pratici al contrario dei metalli comuni e dei metalli preziosi.

Il nichel, per esempio, era un metallo minore prima dello sviluppo commerciale dell'acciaio inox nel 1919. Fu solo allora che l'utilizzo di acciaio inossidabile divenne predominante. Nei primi anni del ventesimo secolo, fu sviluppato dalla General Electric il tungsteno malleabile, che divenne impiegato nei filamenti delle lampadine ad incandescenza. Poco dopo furono sviluppati e utilizzati gli acciai al tungsteno, inizialmente per armature e proiettili perforanti ad uso militare. In seguito il carburo di tungsteno venne usato negli utensili da taglio e costituì una rivoluzione per le lavorazioni meccaniche di precisione. Il tungsteno, metallo minore nel 1900, divenne nel 1918 un metallo industriale importante, e venne denominato già allora come metallo tecnologico.
Ma l'esempio più chiaro di un metallo passato da metallo minore a metallo comune è l'alluminio. Alla fine del Diciannovesimo secolo, era un metallo minore, utilizzato per ricoprire il monumento a Washington nel 1886, e allora era più costoso dell'oro. Un secolo più tardi la gente comune avrebbe cucinato con pentole e padelle in alluminio. Anche nel 1919 l'idea di elettrodomestici in acciaio inox per la gente comune sarebbe stata considerata una fantasia. La Seconda Guerra Mondiale trasformò una disciplina accademica come lo studio delle proprietà fisiche dei metalli, nella metallurgia moderna che cerca di sviluppare nuovi utilizzi dei metalli e che implementa nuovi prodotti basandosi non solo sulle loro proprietà come materiali strutturali, ma soprattutto sulle loro proprietà elettriche, elettroniche e magnetiche per essere impiegati nelle moderne tecnologie.

I metalli rari tecnologici arrivano dalla Cina che detiene il 95% della produzione mondiale. La Cina è anche il maggior consumatore di terre rare, usate principalmente nella produzione di prodotti elettronici sia per uso interno, sia per l'esportazione. Giappone e Stati Uniti sono il secondo e il terzo più grandi consumatori al Mondo di terre rare. Per l'Europa è fondamentale aumentarne l'approvvigionamento da altri Paesi: Congo, Sudafrica, Svezia, Groenlandia. La Germania ed il Giappone invece stanno stabilendo accordi con Kazakhistan e Corea del sud. Dagli smartphone e dai veicoli elettrici ai raggi X e ai missili teleguidati, diverse tecnologie moderne non sarebbero ciò che sono senza terre rare. Un IPhone, per esempio, contiene otto diversi metalli delle terre rare. I depositi di terre rare sono sparsi un po' in tutto il Mondo, ma la maggior parte delle attività estrattive e di raffinazione avviene in Cina. Secondo China Power Project, circa l'88% delle esportazioni di terre rare della Cina, nel 2019, è andato a soli 5 Paesi, che sono tra le principali potenze tecnologiche ed economiche del Mondo: Giappone 36,0%, Stati Uniti 33,4%, Olanda 9,6%, Corea del Sud 5,4%, Italia 3,5%. Nel caso dell'Italia, le esportazioni cinesi riguardano cerio (455 tonnellate), lantanio (368 tonnellate), neodimio (15 tonnellate), ittrio (419 tonnellate) e altri elementi (350 tonnellate). Si tratta di quantitativi marginali rispetto ai due Paesi leader, Giappone e Stati Uniti, che da soli rappresentano più di due terzi delle esportazioni cinesi di terre rare.

Mentre il Mondo sta cercando di assicurarsi un futuro più verde, la domanda di terre rare dovrebbe quasi raddoppiare entro il 2030 e la catena di approvvigionamento diventerà ancora più strategica. Naturalmente, il monopolio della Cina su questi metalli le dà un grosso vantaggio sui Paesi fortemente dipendenti come gli Stati Uniti, ma anche come l'Italia. Inoltre, dal punto di vista di chi importa, dipendere così tanto da un solo Paese, rende la catena di approvvigionamento tutt'altro che affidabile. Questi minerali hanno proprietà importanti. Si trovano nella fabbricazione di componenti elettronici, in computer e smartphone ma anche in batterie di veicoli elettrici. Queste terre rare sono parte integrante della nuova rivoluzione industriale legata alle energie verdi. Infatti, sono anche utilizzati nella composizione di super-magneti presenti nelle turbine e nei pannelli fotovoltaici.

Non esiste una classificazione per parlare di metalli rari. Per stabilire un elenco esauriente dei loro minerali, dipende dai fattori di scarsità presi in considerazione: la quantità di metallo disponibile nella crosta terrestre, il livello della domanda, gli usi industriali o persino il potenziale di riciclabilità.

I Metalli strategici sono gli elementi costitutivi dell'industria moderna. A differenza dei metalli come l'acciaio o l'alluminio, sono distribuiti in modo non uniforme sulla superficie del Globo e, quindi, potenzialmente soggetti a rischi di approvvigionamento. Possono essere preziosi o semi-preziosi. In questo elenco troviamo l'oro e l'argento, metalli che vengono utilizzati per proteggere i risparmi dai rischi economici: crollo del mercato azionario o inflazione valutaria. Dall'apparizione delle prime civiltà, troviamo questi materiali sotto forma di gioielli e lingotti. Altri metalli comuni sono elencati come strategici, e sono rame, piombo, zinco. Il valore di questi metalli è intrinsecamente garantito dalle loro applicazioni industriali.

I Metalli rari è il nome convenzionale assegnato ad un gruppo di oltre 50 metalli. Sono anche denominati metalli tecnologici o metalli strategici o metalli minori. Alcuni definiscono tali metalli come rari quando la produzione annua mondiale è inferiore alle 25.000 tonnellate. Il termine metalli rari è entrato in uso nell'URSS nel 1920, e questi elementi sono a volte indicati come metalli meno comuni. I metalli più rari sono spesso dispersi nella crosta terrestre; ciò, insieme alle notevoli difficoltà tecnologiche incontrate per l'estrazione e la raffinazione, spiegano perché furono scoperti relativamente tardi.

Oggi siamo totalmente dipendenti dai metalli tecnologici che sono necessari nella produzione di beni di consumo di massa come i dispositivi elettronici, i televisori, i cellulari, i computer e tutti i dispositivi di comunicazione. La nostra vita dipende dai metalli tecnologici e lo stesso concetto di Sicurezza Nazionale è legata a questi metalli per quanto riguarda armamenti e sistemi di telecomunicazione avanzati. Ecco una lista prodotta dalla US Geological Surveye dalla British Geological Survey, con la stima della produzione mondiale.

I metalli tecnologici sono quasi tutti anche metalli rari. Il problema dei metalli tecnologici è che la loro offerta dipende per lo più dalla produzione di metalli comuni. Nel caso invece delle terre rare, il problema principale risiede nella complessità del processo metallurgico per la separazione dei singoli metalli. Terre rare e litio sono attualmente oggetto di molte discussioni, poiché sono diventati metalli tecnologici molto visibili. La definizione di metallo raro è abbastanza fluida, alcuni metalli rari ad oggi, non sono sempre stati tali. Il litio, per esempio, è sul punto di entrare nella lista dei metalli rari, a causa del suo impiego nelle memorie elettroniche. Ma è storicamente dimostrato che una volta che un metallo minore diventa un metallo tecnologico, non ritornerà mai ad essere un metallo minore comune.

TERRE RARE

L'Organismo internazionale che ha il compito di stabilire le norme relative alla chimica è stato fondato nel 1930 a Liegi in Belgio. Nel 1947 ha assunto il nome attuale, IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). La IUPAC ha deciso che con il termine terre rare (in inglese Rare Earth Elements - REE) si indica il gruppo di 17 elementi costituiti da scandio, ittrio, lantanio e da tutti gli elementi che costituiscono la famiglia dei lantanidi. Su di loro puntano la chimica verde e l'economia rinnovabile. Sono indispensabili per la produzione di energia eolica, solare ed elettrica e per le comunicazioni ottiche, ma anche per l'industria aerospaziale e militare. Non ne siamo ancora pienamente consapevoli. Ma il futuro sostenibile dell'Umanità è legato proprio ai Rare Earth Elements, per le loro preziose proprietà elettrochimiche, magnetiche e ottiche. Sconosciuti ai più, sono 17 metalli presenti nella tavola periodica degli elementi chimici, con colori che variano dal grigio all'argento. Lucenti, malleabili e duttili. Tutti scoperti in epoca relativamente recente: il primo, il terbio nel 1782 in Svezia. Gli altri tra il 1800 e il 1900, ad esclusione del promezio, ottenuto artificialmente nel 1945.

A loro si aggiungono, tra i materiali tecnologici rari, i cosiddetti raw materials ovvero le materie prime critiche che comprendono tra gli altri, i metalli ferrosi e i non metalli più noti, come il litio, il cobalto, il nichel, altrettanto indispensabili per le tecnologie green. La famiglia di terre rare è composta da 17 metalli. Ci sono due categorie di terre rare: terre rare leggere o chiare e terre rare pesanti. Non esiste una classificazione ufficiale per distinguere le terre rare pesanti da terre rare chiare leggere. Generalmente, la distinzione è fatta dal numero atomico: più alto è il numero, più pesante è l'elemento. La concentrazione spiega il fatto che le terre rare chiare sono prodotte in quantità maggiori perché sono più abbondanti nei depositi. Al contrario, le terre rare pesanti sono più complesse e più costose da estrarre. Sono utilizzate in prodotti tecnologici ad alto valore aggiunto. Le loro proprietà rendono questi minerali fondamentali per le nostre aziende, specialmente quelle che migliorano le prestazioni dei magneti. Una turbina eolica offshore con potenza fino a 7 MW da sola richiede più di una tonnellata di terre rare.

17 tra i più strani elementi della tavola periodica, potrebbero condizionare negativamente la nostra vita quotidiana se la loro disponibilità venisse a mancare. Sono materiali dai nomi insoliti, sono diffusi un po' ovunque nella crosta terrestre. La loro estrazione comporta tecniche non troppo diverse da quelle tradizionali, ma con un alto tasso di inquinamento da scorie, anche radioattive. Senza questi diciassette elementi rari non sarebbe possibile produrre nulla di tutto ciò che oggi è l'industria più avanzata.
Il neodimio, per esempio, è l'elemento essenziale per la produzione di batterie e motori delle auto ibride o elettriche, per l'hardware dei computer, per i cellulari e per le telecamere. In campo militare l'ossido di neodimio è un ingrediente indispensabile nei magneti che azionano le ali direzionali dei missili di precisione. Con l'europio e l'ittrio si producono invece le fibre ottiche e le lampadine verdi; lo scandio è la materia prima per le luci degli stadi sportivi, mentre il promezio serve per i macchinari medici di ultima generazione.
Nel 2020 se ne sono prodotte 240.000 tonnellate. La domanda per questi metalli è in aumento per la sempre maggior importanza dell'energia rinnovabile in tutto il Mondo. Terre rare come il neodimio e il praseodimio sono indispensabili per tutte le applicazioni di energia pulita e per le aziende ad alta tecnologia. Naturalmente, tra queste applicazioni, ci sono anche i veicoli elettrici e le auto ibride. Secondo gli ultimi dati dello US Geological Survey, ecco quali sono i 10 Paesi che hanno estratto più terre rare a livello globale.

La CINA (produzione mineraria: 140.000 tonnellate) domina la produzione di terre rare ormai da diversi anni e, nel 2020, la sua produzione è cresciuta di 8.000 tonnellate. Nel Paese vige un sistema di quote produttive che prevede, dal 2021 in poi, una quantità semestrale di 84.000 tonnellate (in aumento del 27,2% rispetto all'anno precedente). Questo sistema è una risposta al problema dell'estrazione illegale che, negli ultimi dieci anni, ha portato alla chiusura di numerose miniere illegali o non conformi alle normative ambientali e ora la produzione è in mano a 6 aziende minerarie di proprietà statale, consentendo alla Cina di mantenere un forte controllo sul settore. Gli STATI UNITI (38.000 tonnellate) hanno aumentato la produzione, passando a 38.000 tonnellate dalle 28.000 tonnellate dell'anno precedente. Le terre rare provengono da una sola solo miniera, quella di Mountain Pass in California, che è tornata in produzione nel 2018. Ora viene gestita da MP Mine Operation. Gli Stati Uniti sono uno dei principali Paesi importatori di questi metalli, con una domanda di 170 milioni di dollari nel 2019.


Il MYANMAR (30.000 tonnellate) ha visto crescere la produzione rispetto al 2018, ed è aumentata di 8.000 tonnellate rispetto al 2019. Il Myanmar ha uno stretto rapporto con la Cina e, nel 2020, ha fornito il 50% delle terre rare pesanti del gigante asiatico. AUSTRALIA (17.000 tonnellate). La produzione di terre rare in Australia è aumentata costantemente negli ultimi anni. Tuttavia, nel 2020, è scesa a 17.000 tonnellate da 20.000 tonnellate nel 2019. Il Paese detiene la sesta riserva di terre rare più grande al Mondo e pensa quindi di aumentare la sua produzione. L'australiana Lynas è l'azienda più importante del settore e gestisce la miniera di Mount Weld.

Il MADAGASCAR (8.000 tonnellate) ha raddoppiato la produzione rispetto al 2019. Il Paese sta sviluppando il sito Tantalus, che si trova a circa 500 km a nord della capitale e che si dice abbia una potenzialità di 562.000 tonnellate di ossidi di terre rare. Un'unità della China Miner Metal Mining Group ha annunciato di aver firmato un memorandum che potrebbe vedere l'impresa cinese lavorare come appaltatore del progetto, con diritto di acquistare 3.000 tonnellate di terre rare entro tre anni dall'inizio della produzione.

L'INDIA (3.000 tonnellate), una produzione molto al di sotto del suo potenziale. Il Paese detiene quasi il 35% dei depositi minerali mondiali di sabbia da spiaggia, che sono fonti importanti di terre rare, ma la sua produzione nel 2020 è stata in aumento di sole 100 tonnellate rispetto all'anno precedente. La RUSSIA (2.700 tonnellate) ha una produzione insoddisfacente, anche in considerazione del fatto che da alcuni anni IST Group e Rostec hanno investito 1 miliardo di dollari in produzione di terre rare senza significativi aumenti, tanto che lo Stato sta riducendo le tasse minerarie e offrendo prestiti agevolati per alcuni progetti destinati ad aumentare la produzione. THAILANDIA (2.000 tonnellate). La produzione di terre rare della Thailandia è aumentata di 100 tonnellate rispetto al 2019. Anche se le sue riserve di terre rare non sono note, il Paese rimane uno dei primi produttori al di fuori della Cina. Il VIETNAM (1.000 tonnellate) ospita diversi depositi di terre rare, concentrati soprattutto sul confine nordoccidentale con la Cina e lungo la costa orientale. Dal momento che il Vietnam è intenzionato a sviluppare la sua capacità di energia pulita, compresi i pannelli solari, sta cercando di aumentare l'estrazione di terre rare per alimentare la sua catena di approvvigionamento. Il BRASILE ( 1.000 tonnellate), anche se nel 2012 è stato scoperto un giacimento di terre rare da 8,4 miliardi di dollari, finora sembra che non abbia fatto molti sforzi per sfruttarlo.

Elenco dei 67 metalli e terre rare.

METALLI NOBILI: Oro, Argento, Platino, Palladio

L'oro è l'elemento chimico di numero atomico 79 e il suo simbolo è Au (dal latino aurum). È un metallo di transizione, tenero, pesante, duttile, malleabile di colore giallo. Inattaccabile dalla maggior parte dei composti chimici, reagisce in pratica solo con l'acqua regia e con lo ione cianuro. Con il mercurio forma un'amalgama, ma non un composto chimico. Si trova allo stato nativo sotto forma di pepite, grani e pagliuzze nelle rocce e nei depositi alluvionali. È stato adoperato fin dall'antichità per coniare monete e, prima dell'avvento della moneta cartacea, è stato usato come controvalore per le emissioni valutarie degli Stati. Si usa in gioielleria, odontoiatria e nell'industria elettronica. L'oro è noto fin dalla preistoria. Molto probabilmente è stato il primo metallo usato dalla specie umana per la manifattura di ornamenti, gioielli e oggetti rituali. L'Egitto e la Nubia avevano risorse tali da collocarli tra i produttori d'oro più importanti delle civiltà della storia antica. Le prime monete d'oro vennero coniate dal re Creso, sovrano della Lidia, nell'Asia Minore occidentale, dal 560 a.C. al 546 a.C.; l'oro della Lidia proveniva dalle miniere e dalla sabbia del fiume Pattolo (Pactolus). Da queste considerazioni è stato rilevato come le ragioni del valore dell'oro abbiano motivazioni prevalentemente religiose, è una creazione dell'homo religiosus e cominciò ad assumere valore per motivi di natura essenzialmente simbolica e religiosa. L'oro è stato il primo metallo utilizzato dall'uomo, pur non potendo essere adoperato né come utensile né come arma. Nella storia delle rivoluzioni tecnologiche, cioè nel passaggio dalla tecnologia litica alla produzione del bronzo, poi all'industria del ferro e infine a quella dell'acciaio, l'oro non ha svolto alcun ruolo. E tuttavia, dai tempi preistorici fino alla nostra epoca, gli uomini hanno faticosamente perseguito la ricerca disperata dell'oro.


L'esplorazione europea delle Americhe, a partire dal 1492, fu incentivata dai resoconti dei primi esploratori che narravano della gran quantità di monili d'oro indossati dalle popolazioni native, soprattutto in America Centrale, Perù e Colombia. Nel XIX secolo esplosero tante corse all'oro quanti furono i bacini auriferi scoperti, in California, Colorado, in Australia. Anche se dal punto di vista geologico l'oro nell'antichità era relativamente facile da ottenere, il 75% dell'oro prodotto è stato estratto dopo il 1910. Gran parte dell'oro estratto nel corso della storia è tuttora in circolazione, in qualche forma. Si trova allo stato nativo, spesso accompagnato da una frazione di argento. Al crescere del tenore di argento, il colore del metallo diviene più bianco e la sua densità diminuisce. L'oro si lega con molti altri metalli: le leghe con il rame sono rossastre, con il ferro verdi, con l'alluminio violacee, con il platino bianche, con il bismuto e l'argento nerastre. Spesso si presenta in forma di granelli e pagliuzze, ma si trovano agglomerati piuttosto grossi, detti pepite. L'oro si trova associato al quarzo, spesso in filoni, e ai solfuri minerali ed è distribuito ampiamente in tutta la crosta terrestre, con una concentrazione media di 0,03 ppm (0,03 grammi per tonnellata). Giacimenti di minerali d'oro si trovano nelle rocce metamorfiche e nelle rocce ignee, da cui si formano per dilavamento i giacimenti di oro alluvionale. I più comuni giacimenti primari sono detti filoni o vene che vengono erosi e dilavati dalle intemperie; l'oro viene trascinato a valle formando depositi alluvionali.

Nel Mondo si producono mediamente 2.000 tonnellate di oro/anno: l'Asia nel suo complesso produce il 22% della produzione totale; il Centro e Sud America producono il 17%; il Nord America contribuisce per il 15%; l'Africa per il 20% e la Russia per il 14%. Sorprendentemente, il riciclaggio dell'oro rappresenta un terzo della produzione totale. Se molti sono i Paesi produttori della materia prima, l'oro, prima dei vari usi, deve essere raffinato e questa operazione viene svolta direttamente da alcuni produttori ma anche da altri che, pur non producendo quantità rilevanti, hanno industrie, come la gioielleria, di notevole importanza, come l'Italia.
I principali Paesi produttori di oro sono: la Cina con 440 tonnellate e la maggior parte dell'oro prodotto rimane nel Paese. La produzione è concentrata nelle province orientali di Shandong, Henan, Fujian e Liaoning, nelle province occidentali dello Guizhou e Yunnan, ma anche in Tibet, nella Contea di Maizhokunggar. Sebbene la Cina produca più oro di qualsiasi altro, le sue riserve auree non sono così grandi rispetto ad altri Paesi. Secondo è l'Australia, con 300 tonnellate. La storia dell'estrazione di oro commerciale risale alla metà dell'Ottocento. Nonostante la posizione del Paese, si stima che la maggior parte delle riserve auree non siano accessibili. La più grande riserva d'oro è il giacimento di oro e rame di Boddington, vicino a Perth e di proprietà della Newmont Mining; ma è il Super Pit di proprietà della Barrick Gold e Newmont Mining situato a Kalgoorlie, la più grande miniera aperta del Paese. Si estende su una superficie di quasi otto kilometri quadrati. Lo scavo è iniziato dopo che numerose miniere d'oro sotterranee sono state acquisite dalla Kalgoorlie Consolidated Gold Mines. Il Super Pit copre un'area conosciuta come il Golden Mile, un nome che risale alla corsa all'oro originaria del tardo Diciannovesimo secolo. Durante questo periodo, il campo è stato considerato il più ricco miglio quadrato del Mondo e l'attività di estrazione è continuata per oltre 100 anni. Terzo è la Russia, con 272 tonnellate. La maggior parte della produzione avviene nell'Estremo Oriente e in Siberia orientale, in particolare nella miniera denominata Olimpiada, di proprietà della anglosassone Polyus Gold, che ha iniziato la produzione nel 1966 con riserve stimate a 850 tonnellate.

Quarti sono gli Stati Uniti, con 245 tonnellate. La parte più importante dell'estrazione è Gold Country in California, e l'estrazione dell'oro risale almeno al Settecento. Gold Country è il nome comune dato alla zona sul pendio occidentale della Sierra Nevada. Fu la scoperta dell'oro che diede il via alla Gold Rush del 1848-1855. I cercatori d'oro si dedicarono alla tecnica del setaccio, ma successivamente passarono a tecniche idrauliche per estrarre i sedimenti dalle rocce. Si stima che circa 550 tonnellate d'oro siano state raccolte utilizzando questi metodi di estrazione. Alla fine, la corsa all'oro ha ceduto il posto all'estrazione di minerali convenzionali. Importante fu la miniera d'oro Kennedy a Jackson, che nel 1920 contava 240 km di gallerie sotterranee che raggiungevano profondità di 1800 metri. Il Nevada è ora il maggiore produttore (circa l'80%), seguito dall'Alaska. Per oltre un centinaio di anni, i cercatori d'oro degli Stati Uniti Occidentali hanno sottovalutato una delle miniere d'oro più ricche del Mondo. Storicamente, la maggior parte dei giacimenti sono stati scoperti grazie alla presenza di vene o depositi visibili a occhio nudo. Non fu così per la zona del Carlin Trend situata nel nord-est del Nevada. Le sorgenti primarie che contenevano l'oro dissolto, hanno depositato il metallo nel sedimento in particelle così piccole da renderne difficile l'individuazione, usando le vecchie tecniche o strumenti manuali. Nel 1961, John Livermore, un geologo della Newmont Mining, cercò questo oro invisibile basandosi su alcune idee del geologo Ralph Roberts. Non ci volle molto tempo prima che Livermore trovasse quello che stava cercando in una zona conosciuta come la Carlin Trend. Questo deposito rappresenta il primo individuato per questa tipologia di sedimenti. Nella miniera di Newmont iniziarono le estrazioni nel 1965. Da allora l'area è diventata uno dei giacimenti più ricchi del Mondo, con la miniera di Carlin, la miniera di Goldstrike, che è una delle più grandi miniere della Barrick Gold, e la miniera di Cortez, sempre della Barrick Gold. La Miniera Homestake a Lead, in South Dakota, ha cessato le operazioni nel 2002, era la miniera d'oro più grande e più profonda (2400 metri) dell'emisfero occidentale. Il bilancio totale di oltre 125 anni di produzione ammontava a quasi 1.130 tonnellate d'oro. La Miniera divenne anche un centro di ricerca. Alla fine degli anni '60, Raymond Davis Jr. guidò la squadra che riuscì ad individuare e contare i neutrini solari nella profondità della miniera. Nel 2002, Davis ha condiviso il Premio Nobel per la Fisica per il suo lavoro presso la miniera Homestake. Quinto è il Canada, con 180 tonnellate. Nel 1897, i giornali di San Francisco riportarono la storia dei minatori dello Yukon che arrivavano con borse piene d'oro appena estratto, setacciando i vari fiumi. Da quel momento partì la la corsa all'oro di Klondike nelle miniere d'oro di Dawson City. All'inizio del 1900, le draghe cominciarono a dominare la zona, erano grandi macchinari di estrazione galleggianti che estraevano il materiale dai fondali dei fiumi depositandolo su altri macchinari che separavano l'oro. Fino a 24 di queste imponenti draghe operarono nello Yukon fino al 1950. Si stima che circa 350 tonnellate d'oro siano state recuperate nella zona. Sesto è il Perù, con 166 tonnellate. Situata sulla Cordillera de los Andes, con parti che raggiungono altezze superiori a 4000 metri, si trova il complesso minerario conosciuto come Yanacocha. Coprendo circa 60 miglia quadrate, è la più grande miniera d'oro dell'America Latina, è riconosciuta come uno dei siti più redditizi del Mondo, è la più grande tra le miniere d'oro gestite dalla Newmont Mining, da Beunaventura, sua consociata, e da International Finance. Con quasi 2 miliardi di dollari investiti, Newmont ha recuperato l'investimento arrivando ad oltre 7 miliardi di dollari in controvalore di oro estratto fino ad ora. Dalla sua apertura nel 1993, Yanacocha ha prodotto più di 730 tonnellate d'oro. Il picco di produzione venne raggiunto nel 2005 quando furono estratte 90 tonnellate d'oro. La minierà è però fonte di inquinamento, come tutte, causato dall'uso di mercurio e cianuro per l'estrazione del metallo. Settimo il Sudafrica, con 157 tonnellate. Sin dal 1880 il Sudafrica è stato la fonte di gran parte dell'oro estratto nel Mondo e l'area di Witwatersrand rappresenta la più ricca miniera d'oro scoperta fino ad oggi. Si stima che il 40% di tutto l'oro estratto sia uscito da questa miniera. Nel 1970, la produzione del Sud Africa rappresentava il 79% della produzione aurifera mondiale, ma nel 2009 la quota del Sudafrica era scesa a meno dell'8%. La miniera di Witwatersrand fu realizzata scavando tunnels sotterranei per raggiungere le riserve ancora abbondanti in profondità. La miniera di Tau Tona è caratterizzata dal tunnel più profondo al Mondo, essendo localizzato a circa 3 Km sotto la superficie della Terra, ed è così estesa che i lavoratori impiegano due ore dalla superficie per raggiungere le sezioni più profonde. La scoperta dell'oro in quest'area risale al 1886, per opera di un minatore australiano. Nell'area circostante sorse la città di Johannesburg, che divenne la più grande città del Sud Africa per l'afflusso di britannici che creò dissapori con i precedenti coloni olandesi, il che portò alla guerra anglo-boera del 1899. Ottavo il Ghana con 135 tonnellate. Il Ghana, i cui territori prima dell'indipendenza erano chiamati Costa d'Oro (Gold Coast), è il secondo grande produttore d'oro d'Africa. Ha riserve stimate maggiori di Paesi come il Perù e la Papua Nuova Guinea, ed è una delle zone più ricche di oro. La più grande miniera aurifera è Tarkwa, gestita dalla società Gold Fields che possiede anche la miniera di Dramang. Un'altra azienda è la Newmont Mining, che possiede due miniere, Ahafo e Akyem. La AngloGold Ashanti operava ad Obuasi e ad Iduapriem; la Endeavor Mining a Nzema e la Mining Perseus a Edikan. Un problema del Ghana, come di altri Paesi, è il fenomeno degli scavi illegali nelle miniere fuorilegge. L'attività di estrazione e di esportazione dell'oro in Ghana è praticata non solo da grandi compagnie, ma anche da numerosi piccoli imprenditori cinesi che si sono trasferiti da circa vent'anni con l'obiettivo di fare fortuna. I cinesi sono quasi sempre riusciti ad arricchirsi, ma a spese dei minatori ghanesi. Successivamente l'oro illegale, anche di altre provenienze, vola a Dubai per la raffinazione, dove viene miscelato con quello di altre fonti. La quota africana delle importazioni di oro di Dubai è salita al 50% dal 16%, tra il 2006 e il 2016, e gli E.A.U. sono tra i dieci maggiori investitori in Africa, in gran parte nel settore minerario, finanziando un'ondata di mini-raffinerie, e questo commercio di oro rappresenta circa il 20% dell'economia degli E.A.U: ne è prova il ricco suq di Dubai, famoso per la vendita di gioielli in oro puro a prezzi bassi, anche perché nessuna tassa o royalty viene pagata ai Paesi africani da cui viene estratto l'oro. I tentativi dei Governi occidentali di chiedere a Dubai di controllare i flussi finanziari illeciti, come il contrabbando di oro, si scontrano con la necessità di avere un alleato affidabile nel Golfo. Diversi esperti regionali hanno dichiarato che il riconoscimento di Israele da parte degli Emirati Arabi Uniti, in un accordo mediato dall'ex Segretario di Stato americano, rende ancora meno probabile la pressione internazionale sugli Emirati a proposito dei flussi finanziari. Ecco perché nel 2012 il Parlamento ghanese ha approvato una riforma volta a modificare il regolamento minerario, che afferma che la terra e le ricchezze del sottosuolo sono proprietà della Nazione e ne vieta l'alienazione permanete. La riforma ha portato alla nazionalizzazione di alcune miniere, come quella di Bibiani, quelle di Iduapriem e di Obuasi, ora sotto il controllo del Ghana National Industries. Nono il Messico con 122 tonnellate: è conosciuto soprattutto per l'argento, tuttavia, anche l'oro ha un'antica tradizione, dal momento che viene estratto da 500 anni. Nonostante ciò, esistono ancora depositi vergini, molti dei quali sono diventati accessibili solo grazie alla moderna tecnologia mineraria. Solo nel periodo 2001-2017, le aziende multinazionali hanno estratto in Messico una quantità di oro doppia a quella che gli spagnoli hanno preso in Messico in 300 anni di colonizzazione. Viene estratto oro dalle miniere esaurite nell'era coloniale, dove i metalli erano estratti dal minerale metallico. Ora si sfruttano le miniere a cielo aperto che hanno un impatto forte sull'ambiente, perché si usano molta acqua, cianuro o mercurio, altamente tossici, per lisciviare chimicamente l'oro separandolo dalla roccia che lo contiene. Attualmente il 18,8 percento del territorio messicano è parcellizzato in 33 mila titoli minerari. Le società d'estrazione hanno ottenuto concessioni per il 10 percento della superficie anche nelle aree protette.

Tra le aziende operanti, vi è la canadese GoGold Resources che possiede la miniera di Santa Gertrudis nello stato diSonora, mentre in quello di Jalisco, nel 2019, ha acquisito Los Ricos, proprietà divisa in Los Ricos North e Los Ricos South che si concentra sul recupero di alcune miniere storiche tra cui El Abra, Cerro Colorado e altre. Segue Sierra Metals, altra società canadese che possiede diverse concessioni: la presenza di oro libero visibile nei sedimenti dei corsi d'acqua è stata identificata su un'area all'interno nella zona di La Verde e del progetto Cusi. La miniera di El Sauzal (di proprietà di Newmont Mining Corporation) è un giacimento d'oro epitermico ipogenico situato nelle rocce vulcaniche della Cintura di Fuoco del Pacifico. Argonaut Gold ha in corso un progetto a El Castillo, un altro riguardante la miniera La Colorada, e un ultimo a San Antonio. Argonaut Gold Inc. e Alio Gold Inc. hanno completato l'aggregazione aziendale per creare un'unica società canadese aurifera impegnata nell'esplorazione, nello sviluppo e nella produzione di miniere. Timmins Gold possiede due siti minerari a cielo aperto, di cui uno è attualmente in produzione. Inoltre ha diritti minerari nel nord di Sonora e ha avviato esplorazioni a Zacatecas, una delle zone mineraria più attive in tutta l'America Latina. Decimo l'Indonesia con 114 tonnellate. L'Indonesia ospita la più grande miniera d'oro del Mondo, la miniera di Grasberg, situata in Papua Nuova Guinea. Il sito è responsabile della metà di tutto l'oro indonesiano prodotto. Tra le miniere d'oro dell'Indonesia, quella di Ertsberg fu scoperta per caso. Nel 1936, il geologo olandese J.J. Dozy, membro di una spedizione, prese nota di una particolare roccia nera con colorazione verdastra e trascorse diverse settimane a stimare l'estensione del giacimento. Nel 1939 presenta un rapporto sull'Ertsberg (significa montagna minerale). Nel 1959, il New York Times pubblica un articolo rivelando che gli olandesi stavano cercando l'origine montana dell'oro alluvionale che scorreva nel Mare di Arafura. La statunitense Freeport-McMoRan Inc., uno dei più grandi produttori di rame e oro al Mondo, organizza una spedizione al sito di Ertsberg che subito confermò la presenza di un'immensa quantità di rame che fu sfruttata dal 1972 fino al suo esaurimento a metà degli anni '80. Freeport nel 1988 identifica il sito di Grasberg a soli 3 chilometri dalla miniera di Ertsberg. I lavori compresero una miniera a cielo aperto dal 1990, larga 2 km, una miniera sotterranea e quattro mulini concentratori. La miniera a cielo aperto è ad alto volume e a basso costo, che produce più di 67 milioni di tonnellate di minerale che subisce una frantumazione primaria presso la miniera, poi al mulino per ulteriore frantumazione, macinazione e flottazione. Questo complesso di Grasberg è il più grande al Mondo, ma nello stesso tempo è ritenuto dagli ambientalisti anche uno dei più inquinanti del Pianeta, con quattro frantoi e due gigantesche unità di macinazione che elaborano una media giornaliera di 240.000 tonnellate di minerale. Un reagente di flottazione viene utilizzato per separare un concentrato di rame-oro dal minerale. Il liquame con il concentrato viene inviato mediante tre condotte al porto marittimo di Amamapare, a oltre 110 km di distanza, dove viene prosciugato. Una volta filtrato ed essiccato, il concentrato, contenente rame, oro (una settantina di tonnellate) e argento, viene spedito alle fonderie di tutto il Mondo. Undicesimo Paese è l'Uzbekistan con 100 tonnellate: il giacimento d'oro di Muruntau si trova nel deserto di Qizilqum, nella più grande miniera d'oro a cielo aperto del Mondo con una fossa che misura circa 3,5 per 2,5 km e si estende fino a una profondità di 560 m. Il gigantesco giacimento d'oro è stato scoperto nel 1958. La miniera d'oro di Lihir Island in Papua Nuova Guinea. L'australiana Newcrest Mining gestisce la miniera sulla piccola isola formata da un vulcano di 2,3 km. e l'oro è stato scoperto nel 1983, mentre la produzione è iniziata nel 1997. La miniera si trova su un'area geotermica attiva e sono stati praticati fori per diminuire la pressione dei gas utilizzato per alimentare un generatore. La miniera produce 28 tonnellate d'oro all'anno. Le risorse totali sono stimati a 1130 tonnellate. Nel XIII secolo, Marco Polo scisse che il Giappone era la terra dell'oro. Ma la maggior parte dell'oro è stato estratto da sole due miniere e nei primi anni '80 non esisteva alcuna produzione commerciale d'oro nonostante ci fossero 76 vecchie miniere d'oro. Tutto cambiò nel 1981 quando la Sumitomo Metal Mining Co.(SMM) ha scoperto una enorme vena d'oro in quella che sarebbe diventata la miniera di Hishikari, entrata in funzione nel 1985. La concentrazione era pari a 20 grammi di oro per tonnellata, contro la media mondiale di 5. Il segreto si trova nella geologia vulcanica del Giappone, che ospita oltre 110 vulcani e numerose aree idrotermicamente attive, in uno dei luoghi con tettonica in movimento continuo, lungo il bordo occidentale della cosiddetta Ring of Fire. Negli ultimi milioni di anni, le tasche di magma e di fluido idrotermale depositarono enormi vene verticali di oro e quarzo, formate circa un milione di anni fa. Queste possono avere grandi dimensioni sino a più di 1 metro di larghezza e 100 metri di profondità. Finora 87 di queste vene sono state individuate a Hishikari. Negli ultimi 25 anni, la produzione di questa miniera ha più che raddoppiato i 400 anni precedenti di produzione dalle altre miniere.


I giacimenti minerari sono formati da enormi vene verticali di oro e quarzo. Le gallerie sono scavate orizzontalmente contro questi depositi di minerali. I fori, da 40 a 50 con una profondità fino a 3 m, vengono praticati nelle vene utilizzando una perforatrice. Il minerale frantumato viene raccolto, caricato su autocarri, e trasportato in superficie per la lavorazione.Il minerale viene frantumato in pezzi e smistato da macchine o manualmente. Il minerale d'oro separato viene caricato su nave al porto di Kajiki e trasportato alla raffineria Toyo Smelter & Refinery, che è la fonderia principale di SMM. Il minerale d'oro passa attraverso un processo di raffinazione in cui viene estratto oro puro al 99,99%. Questa, è a tutt'oggi l'unica miniera d'oro operativa del Paese. Repubblica Dominicana con una produzione di 27 tonnellate. Pueblo Viejo è una miniera di proprietà di una joint venture tra la multinazionale canadese Barrick Gold e la Goldcorp. Una voragine profonda 300 metri e larga 2 km è stata aperta solo nel 2012. Oltre che per l'oro, la miniera è famosa anche per la produzione dell'argento. Si stima che la miniera possa contenere ancora 200 tonnellate d'oro e 3.700 tonnellate di argento. Il terzo maggiore produttore di oro in Africa è il Mali, grazie alla sua storia geologica antica di origine vulcanica. Accanto all'estrazione industriale, è presente un'estrazione artigianale gestita da capi tribali, da gruppi jihadisti, e scavi illegali influenzati dalla Cina e molte miniere ormai dismesse in quanto difficili da sfruttare, come quelle di Sadiola e Morila. Sono invece in funzione la miniera di Loulo, aperta nel 2005, e di Gounkoto situate vicino al fiume Falémé. Sia Loulo che Gounkoto sono in maggioranza di proprietà della canadese Barrick Gold, a lungo il più grande proprietario di miniere d'oro del Mondo, che tutti gli anni produce circa 200 tonnellate.

L'argento è l'elemento chimico nella tavola periodica che ha simbolo Ag e numero atomico 47. È un metallo di transizione, tenero, bianco e lucido; si trova in natura sia puro che sotto forma di minerale. Si usa nella monetazione, in fotografia e in gioielleria, nell'argenteria e riguarda coppe, bricchi da tea o caffè, vassoi, cornici e posate da tavola, ma recentemente anche nell'elettronica come conduttore, nell'industria fotovoltaica, nell'industria chimica e medica e in quella tessile sotto forma di nanoparticelle battericide. L'industria consuma circa il 60% della produzione mondiale dell'argento L'argento è un metallo molto duttile ed è così malleabile che si possono fare fogli di appena 30 μm, appena più duro dell'oro. L'argento puro, tra i metalli, ha anche la più alta conducibilità termica, il colore più bianco, la maggiore riflettanza della luce e la minore resistenza all'urto. Gli alogenuri d'argento sono fotosensibili e l'effetto prodotto su di essi dalla luce è alla base della fotografia analogica, cioè su pellicola e carta chimica.


L'argento è noto fin dall'antichità. L'argento già nel IV millennio a.C. veniva separato dal piombo, ed erano note le tecniche di cesello, sbalzo e agemina (tecnica usata per ottenere una decorazione policroma mediante l’intarsio di metalli, come l'argento, sulla superficie metallica di un oggetto di metallo e colore diversi) rimaste sino all'età moderna. Per millenni l'argento è stato usato come ornamento e come materiale per utensili, come merce di scambio e come base per molti sistemi monetari; è associato alla Luna e a divinità lunari e femminili. Il valore dell'argento subì un brusco calo quando la scoperta di giacimenti in America Latina portò ad un'inflazione del metallo. L'argento dà il nome ad una nazione, l'Argentina, ed al suo principale fiume, il Río de la Plata. Nel corso del XIX secolo l'oro iniziò ad essere demonetizzato mentre l'argento seguirà il medesimo destino nel secolo successivo. Mentre l'oro anche oggi resta però in parte nei forzieri delle banche centrali l'argento fu man mano completamente liquidato. Questa immensa quantità d'argento, liberata dalle funzioni monetarie, ha causato fino a tempi recentissimi una grande disponibilità di metallo, nonostante la produzione mineraria fosse di gran lunga inferiore ai consumi. La quantità di argento disponibile sulla crosta terrestre è di 0,0800 ppm (g/t), superiore di 20 volte a quella dell'oro, e a quella del platino.

Ogni anno dal riciclo dell'argento si ricavano circa 5.000 tonnellate ad anno, contro una produzione totale di 27.000 tonnellate la gran parte del quale viene estratta dalle miniere. Solo il 40% della produzione totale proviene effettivamente da miniere di argento, il resto dall'estrazione di piombo, zinco o rame. Giacimenti d'argento si trovano in Canada, Australia e Stati Uniti ma la massima produzione negli ultimi due secoli si è avuta in Messico dalle miniere di Guanajuato, città sorta in una valle ricca d'argento, una di queste, La Valenciana, contribuì, al culmine della sua attività, ai due terzi della produzione mondiale. Il Messico risulta il principale produttore di argento al Mondo, con 6.100 tonnellate, seguito da Perù con 4.300 tonnellate (il Paese ha un enorme potenziale non sfruttato, che potrebbe consentirgli di crescere nel prossimo futuro, possiede infatti le più grandi riserve d'argento del Mondo, pari a 110.000 tonnellate), dalla Cina con 3.600 tonnellate, dalla Polonia e dal Cile, con produzioni di 1.300 tonnellate a testa, dalla Russia, Australia e Bolivia, tutte con 1.200 tonnellate a testa, da Argentina con 1.100 tonnellate e Stati Uniti con 900 tonnellate. Ad Aspen, nel Colorado, è stato estratto un blocco di 380 kg, e vanno segnalati anche, per la loro bellezza, i cristalli di Kongsberg, in Norvegia.

Il palladio è il più prezioso dei metalli preziosi, più dell'argento, del platino e dell'oro. Si trova in una situazione di deficit di produzione a fronte di una forte richiesta da quando si è ridotta la domanda delle auto diesel a favore di quelle a benzina o delle ibride. Il palladio è l'elemento chimico di numero atomico 46 e il suo simbolo è Pd. È un metallo raro, di aspetto bianco-argenteo, del gruppo del platino, a cui somiglia anche chimicamente: viene estratto principalmente da alcuni minerali del rame e del nichel. Non si ossida all'aria ed è l'elemento meno denso e con il punto di fusione più basso di tutto il gruppo del platino. È tenero e duttile dopo ricottura, ma aumenta molto la sua resistenza e durezza se viene lavorato a freddo (incrudito).


Fu scoperto da William Hyde Wollaston nel 1803, contemporaneamente al rodio. Lo battezzò così in onore dell'asteroide Pallade, uno dei più grandi asteroidi della fascia principale con un diametro medio di circa 550 km, scoperto due anni prima. Wollaston trovò il 46º elemento in un minerale grezzo di platino proveniente dal Sudamerica. Il palladio si trova come metallo libero o in lega con platino, oro e altri metalli del gruppo del platino, in depositi alluvionali negli Urali, in Australia, Nord e Sudamerica; tuttavia la sua produzione commerciale viene per la maggior parte da depositi di rame-nichel in Russia, Sudafrica e nell'Ontario: anche se la sua concentrazione in quei minerali è molto bassa, il grande volume processato rende conveniente l'estrazione. Semi sconosciuto fino a poco tempo fa, il palladio sta facendo parlare di sé negli ultimi anni per la corsa impressionante del suo prezzo. Il metallo, che nella tavola periodica è raggruppato insieme ai Platinum Group Metals (PGM), cioè ai metalli del gruppo del platino (rutenio, rodio, osmio, iridio e platino) ha quintuplicato dal 2015 il suo valore, avvicinandosi e poi superando le quotazioni dell'oro, che sovrasta di circa 1.000 $.
Tutti i metalli del gruppo del platino (PGM) sono assai ricercati per la loro resistenza alla corrosione, la durata e le ottime proprietà catalitiche. Tutte proprietà che li rendono particolarmente adatti per la creazione di gioielli, ma anche per applicazioni industriali e nel settore dell'elettronica. Assicurarsi l'estrazione di questi minerali significa gestire il mercato degli stessi a livello globale, quindi stabilirne il prezzo e i volumi di scambio, fattore fondamentale nell'economia del terzo millennio proprio per l'importanza che hanno negli strumenti tecnologici di utilizzo quotidiano, industriale o militare.
La maggior parte del palladio estratto, circa l'85%, è impiegato nell'industria automobilistica, è utilizzato per i convertitori catalitici nei motori a benzina per trasformare alcune emissioni inquinanti in anidride carbonica, acqua e azoto, mentre il platino viene utilizzato nei motori diesel. Tuttavia, il palladio ha cominciato a sostituire il platino anche nei convertitori catalitici dei motori diesel. Viene usato anche nell'elettronica (16%), nella produzione di gioielli (11%), ad esempio, l'oro bianco è una lega con palladio, nell'orologeria, nell'odontoiatria (come componente di alcune leghe utilizzate per la realizzazione di corone e ponti), nell'industria dell'abbigliamento è usato per placcare accessori metallici, nei sistemi di commutazione per le telecomunicazioni, nella costruzione di armature militari ad alta tecnologia (insieme al coltan e varie leghe), è usato per mere finalità di investimento, in fine è anche essenziale, con il platino, per la produzione di fibre di vetro e cristalli liquidi dando quindi il senso immediato della loro importanza nel mondo di oggi.
La crosta terrestre ha solo 0,0005 parti per milione (ppm) di palladio. Sono più di cento i minerali contenenti PGM e sono concentrati per la maggior parte in depositi di origine magmatica, formatisi milioni di anni fa, attraverso la cristallizzazione frazionata di magmi contenenti solfati ricchi di PGM che poi, durante le êre geologiche, sono stati erosi dagli elementi e sono andati a formare dei depositi di origine sedimentaria. L'offerta di palladio è così scarsa perchè è un prodotto derivato che viene estratto da alcuni minerali di platino e nichel: la sua produzione è un processo lento, che richiede tempo, motivo per cui i produttori non riescono a reagire prontamente alle variazioni di prezzo e della domanda.
Secondo l'US Geological Survey, nel 2017, i principali Paesi produttori di palladio sono stati i seguenti: Russia (produzione: 85 tonnellate). Il principale produttore di metalli della famiglia del platino, per circa il 39% del Mondo, è Norilsk Nickel, una società multinazionale russa di estrazione e fusione di nichel e palladio. Le sue maggiori operazioni si trovano nell'area Norilsk-Talnakh vicino al fiume Yenisei, nel nord della Russia. Ha anche proprietà vicino alla penisola di Kola a Zapolyarny e Monchegorsk; nella Finlandia occidentale a Harjavalta; in Australia, Botswana e Sud Africa. Norilsk Nickel ha sede a Mosca ed è anche il più grande produttore mondiale di nichel raffinato e l'undicesimo produttore di rame. Nella penisola di Taimyr, nella Siberia centrale, sembra sia stato scoperto un giacimento di PGM, in particolare ricco di palladio, stimato in 770 milioni di tonnellate, più che sufficienti per garantire mezzo secolo di produzione. Si capisce perché, la Arctic Palladium, joint venture che opera già nella tundra siberiana, abbia deciso di investire, insieme a Nornickel e Bazhaev's Russian Platinum-RP, l'astronomica cifra di 15 miliardi di dollari per lo sfruttamento di questo giacimento di PGM, potendo diventare egemone nel mercato mondiale, e le enormi riserve le permetteranno di deciderne il prezzo, adeguando la produzione a seconda delle proprie esigenze. RP prevede di iniziare l'estrazione di platino nel deposito di Chernogorsky dal 2018 e nella parte meridionale del deposito di Norilsk-1 dal 2019. Di conseguenza Washington dovrà fare i conti con Mosca nei prossimi decenni per l'approvvigionamento di queste risorse e pertanto dovrà sapersi destreggiare diplomaticamente per non rischiare di trovarsi tagliata fuori dal mercato che sarà monopolizzato dalla Russia. Sudafrica (produzione: 68 tonnellate). In natura, alcuni dei più grandi giacimenti di palladio sono stati scoperti presso il complesso di Bushveld Igneous. Il leader mondiale nella produzione di platino, detiene anche le maggiori riserve conosciute di PGM a livello mondiale. Attualmente dalle miniere sudafricane viene estratto il 78% di tutto il platino. I tre principali produttori che operano nel Paese sono Anglo American Platinum, Impala Platinum Holdings e Lonmin. Canada (produzione di palladio: 19 tonnellate). Le aree di scavo sono il Canada's Thunder Bay District e il Sudbury Basin. Anche se le riserve totali di PGM del Paese, stimate in 310 tonnellate, sono meno della metà rispetto agli altri Paesi di questa graduatoria, le aziende minerarie canadesi sono molto attive nelle esplorazioni alla scoperta di nuovi depositi. Stati Uniti (produzione: 13 tonnellate). il Montana ha importanti depositi di palladio nel complesso di Stillwater e l'unico produttore di PGM statunitense è Stillwater Mining Company, che possiede le miniere di Stillwater e di East Boulder. L'azienda opera anche con una raffineria ed un'attività di recupero di catalizzatori esausti. Da pochi mesi, anche la Lundin Mining ha iniziato la produzione di PGM, come sottoprodotto dell'estrazione di rame e nichel, nella miniera Eagle, in Michigan. Zimbabwe (produzione: 12 tonnellate). Nel 2013 il ministro delle miniere del Paese ha introdotto nuove regole per le aziende minerarie che esportavano PGM non raffinati, con l'obbiettivo di favorire le trasformazioni e le lavorazioni dei metalli all'interno del Paese. Un obbiettivo molto difficile da raggiungere nel breve periodo. Altri Paesi producono 8,4 tonnellate.

Il platino è l'elemento chimico di numero atomico 78 e il suo simbolo è Pt. È un metallo di transizione, malleabile, molto duttile (dopo oro e argento), di colore bianco-grigio. Resiste alla corrosione e si trova sia allo stato nativo che in alcuni minerali di nichel e rame, oppure in lega con l'iridio, ma anche nella sabbia mescolato con l'oro e con altri metalli preziosi. I suoi minerali commercialmente più importanti sono la sperrylite e la cooperite. Spesso è accompagnato da altri metalli ad esso simili e si trova principalmente nei depositi alluvionali dei fiumi dell'Ontario, dei monti Urali ed in alcuni degli Stati Uniti, e per poterlo ricavare occorre procedere attraverso una serie di lavaggi per eliminare la sabbia e suddividere i vari metalli. Il risultato, cioè il platino minerale, viene attaccato con acido citrico per separarlo dal ferro e dal rame; la soluzione viene filtrata e il residuo solido trattato con acqua regia, la quale scioglie il platino, l'iridio e il palladio sotto forma di cloruri. Viene aggiunto cloruro di ammonio che fa precipitare il platino allo stato di cloroplatino di ammonio. Questa miscela viene calcinata ottenendo una massa spugnosa (spugna di platino) che viene fusa in un crogiolo di cenere; a questo punto si ottiene una lega chiamata platiniridio. Il platino puro viene ottenuto dopo la trasformazione della lega in una miscela di nitrocomposti complessi solubili, che per precipitazione forma il cloro platinato di ammonio. La più ricca fonte di platino e di metalli correlati è una misteriosa struttura geologica sudafricana denominata Bushveld Complex. Secondo le attuali conoscenze, questa struttura generata da un antico magma, si è formata alcuni miliardi di anni fa e i ricercatori hanno ricostruito l'antica origine di questa formazione, suggerendo che la sorgente di queste vene possano essere le antiche parti del mantello situate al di sotto del continente africano.


La sua resistenza alla corrosione e all'ossidazione lo rende adatto per produzioni di gioielleria, nella realizzazione di attrezzi da laboratorio, è considerato uno dei migliori conduttori elettrici, è impiegato negli elettrodi per candele d'accensione, termoresistenze e termocoppie per le misura di temperatura, in odontoiatria e in dispositivi antinquinamento delle automobili, per la realizzazione di catalizzatori per l'industria chimica.
Il suo nome deriva dallo spagnolo platina, diminutivo di plata, argento; gli spagnoli disdegnavano il platino, perché cercavano l'argento che già conoscevano e stimavano. Il metallo era noto e usato dalle popolazioni precolombiane e la prima menzione in documenti europei è del 1557, ad opera di G.C. Scaligero che lo descrive come un misterioso metallo trovato nelle miniere dell'attuale Panama e del Messico. La scoperta del platino è attribuita ad Antonio de Ulloa e a Don Jorge Juan y Santacilia, incaricati da Filippo V di Spagna di unirsi ad una spedizione in Perù, tra il 1735 e il 1745. I corsari britannici intercettarono la nave di Ulloa verso l'Europa e in Inghilterra gli fu impedito di pubblicare notizie sul metallo sconosciuto fino al 1748. Nel 1741 Charles Wood isolò indipendentemente l'elemento reclamandone la scoperta.
In tempi più recenti il platino viene considerato più prezioso dell'oro e il suo prezzo è legato all'offerta di mercato ed alla sua disponibilità. Il modello standard di riferimento per il metro è stato per lungo tempo la distanza tra due tacche su una barra di lega platino-iridio, conservata presso il Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres. Un cilindro della stessa lega è stato lo standard di riferimento per il chilogrammo fino al 2019. Industrialmente, il platino è un sottoprodotto della lavorazione dei minerali di nichel. Benché il tenore di platino sia mediamente di due parti per milione, le grandi quantità di minerale lavorato rendono l'estrazione del platino conveniente.
Secondo l'US Geological Survey, i principali Paesi produttori di platino, sul totale mondiale medio di 220 tonnellate, sono i seguenti: il Sud Africa con 139 tonnellate è di gran lunga il principale produttore di platino; Russia con 26 tonnellate; Canada con 10 tonnellate; Zimbabwe con 9,4 tonnellate e Stati Uniti con 3,7 tonnellate.

METALLI STRATEGICI: Rame, Zinco, Piombo, Stagno

Il rame è l'elemento chimico di numero atomico 29 e il suo simbolo è Cu. Con ogni probabilità, il rame è il metallo che l'umanità usa da più tempo: sono stati ritrovati oggetti datati diecimila anni fa. Il nome deriva dal latino parlato aramen, un derivato della voce latina aes, nome conservato in altre lingue di origine indoeuropea. Solo più tardi viene sostituito dalla parola cuprum, da cui deriva il simbolo chimico dell'elemento. In epoca romana la maggior parte del rame era estratta dall'isola di Cipro, tanto che si diceva aes Cyprium, rame o bronzo di Cipro, infatti in epoca romana non si faceva differenza tra rame e bronzo. In Europa, l'uso del rame è confermato dal ritrovamento dell'uomo del Similaun (Ötzi), datato 3200 a.C., rinvenuto sulle Alpi, la cui ascia ha una punta costituita da rame puro al 99,7%. L'uso del bronzo, lega di rame e stagno, è stato talmente diffuso nella storia da dare il nome a uno stadio dell'evoluzione umana: l'età del bronzo. Il periodo di transizione tra il precedente neolitico e l'età del bronzo è chiamato calcolitico ed è contraddistinto dalla compresenza di utensili in pietra e utensili in rame. L'ottone, una lega di rame e zinco, era già noto agli antichi greci e fu ampiamente utilizzato dai romani. Il rame è stato associato alla dea Venere nella mitologia e nell'alchimia, grazie al suo aspetto lucente, al suo uso nella produzione di specchi e per la sua principale zona estrattiva, l'isola di Cipro, dove la leggenda pone la nascita di Venere dalla schiuma marina (aphròs in greco significa schiuma).


Il rame è un metallo rosato o rossastro, di conducibilità elettrica e termica elevata, superata solo da quelle dell'argento; è molto resistente alla corrosione (grazie ad una patina aderente che si forma sulla superficie, prima di colore bruno e poi di colore verde o verde-azzurro) e non è magnetico. È facilmente lavorabile, estremamente duttile e malleabile; può essere facilmente riciclato e i suoi rottami hanno un alto valore di recupero; si combina con altri metalli a formare numerose leghe, le più comuni sono il bronzo e l'ottone, tra le altre, anche le cupronichel e i cuprallumini. Le operazioni minerarie estraggono il rame attraverso miniere a cielo aperto. Una volta estratta la roccia, il composto viene macinato per ottenere materiale fine che viene sottoposto a un processo di flottazione con schiuma. Questo processo combina il minerale con acqua e una sostanza chimica da collettore che rende il rame idrofobico. Le bolle d'aria vengono introdotte nella miscela di liquami e il rame, ora idrofobo, sale verso l'alto con la schiuma. La schiuma viene rimossa e contiene una concentrazione di rame che può essere esportata o ulteriormente affinata per usi industriali.

br>Il rame è utile in molte applicazioni, ma l'uso principale è nel cablaggio elettrico. Anche l'industria delle coperture e l'idraulica producono una forte domanda di rame. L'ossido di rame in vernice antivegetativa è il biocida più diffuso oggi per ovviare al problema del biofouling, cioè la degradazione di una superficie dalla crescita biologica di vari organismi, specialmente sulle barche di legno, e anche i fungicidi per uso agricolo richiedono il contenuto di rame. Altri suoi impieghi sono per motori elettrici, rubinetti in ottone e per campane di bronzo.
Il rame si trova quasi sempre sotto forma di minerali e molto raramente allo stato nativo sotto forma di pepite. Le principali miniere sono situate lungo la Cordillera de los Andes e le Rocky Mountains del Nord-America. I minerali sono a base di zolfo come la calcopirite, la bornite, la calcocite, la covellite, o di ossigeno, come la cuprite, la malachite e l'azzurrite.

Secondo gli ultimi dati dello US Geological Survey, la produzione globale di rame ha raggiunto 19,7 milioni di tonnellate nel 2017. Il Cile produce 5,75 milioni di tonnellate, e rimane il più grande produttore soprattutto nella miniera di Escondida, nel deserto di Atacama, che è la maggiore del Mondo.


La seconda più grande miniera è Collahuasi, che produce anche concentrato di rame e di molibdeno. La più grande miniera sotterranea del Mondo, El Teniente, è attiva dal Diciannovesimo secolo. Lo Stato gestisce anche Codelco Norte (Chuquicamata) nel nord. Una delle più grandi miniere a cielo aperto, Chuquicamata, è operativa dal 1910, producendo rame raffinato e molibdeno. Situata nella regione Coquimbo, la miniera di Los Pelambres è una joint venture tra Antofagasta Plc, Nippon Mining e Mitsubishi Materials. La miniera Radomiro Tomic, situata nel deserto di Atacama, è gestita dalla società statale Codelco. Il Perù produce 2,39 milioni di tonnellate, nelle miniere Quellaveco; Cerro Verde, situata a 20 miglia a sud-ovest di Arequipa, operativa dal 1976: Freeport-McMoRan, che detiene la maggioranza azionaria, è l'operatore della miniera; tra gli altri, una impresa controllata da Sumitomo Metal; Antamina, che si trova a 170 miglia a nord di Lima: l'argento e lo zinco vengono separati dal rame prodotto ad Antamina, gestita da Southern Copper Corp, controllata dal Grupo Mexico, la più grande multinazionale di estrazione mineraria in Messico e la terza più grande al Mondo per il rame, attraverso l'americana ASARCO; Las Bambas, è un progetto di joint venture tra l'operatore cinese MMG e una società controllata dalla cinese CNIC Corporation Limited, e produce dal 2016 concentrato di rame, con sottoprodotti di oro, argento e concentrato di molibdeno, miniera destinata a diventare una delle più grandi miniere di rame del Mondo. Il minerale viene estratto da un pozzo aperto, viene frantumato e trasportato su un trasportatore terrestre di 5,5 chilometri a un impianto di flottazione dove viene prodotto il concentrato di rame che viene poi trasportato su camion e ferrovia al porto di Matarani, presso Arequipa.

Da molti mesi, siamo nel 2019, nella Valle de Tambo, continua una dura lotta contro un progetto denominato Tia Maria, approvato dal Consejo Nacional de Minería, ma con l'opposizione del governo regionale di Arequipa e delle comunità locali che temono che l'impianto danneggerebbe gravemente l'ecosistema fragile della valle, affermando che il progetto non ha la licenza sociale, cioè il consenso di chi abita nella valle, in quanto sarebbe sfruttata dal Grupo Mexico attraverso l'ASARCO, considerata responsabile di moltissimi casi di inquinamento ambientale. La Cina produce 1,76 milioni di tonnellate, ed è il più grande consumatore di rame oltre essere il terzo produttore. Ha ridotto le importazioni di metallo per raffinerie (rottami), come parte del suo programma anti-inquinamento. Una delle aziende del settore più importanti è la Zijin Mining Group omonima del sito minerario. Gli Stati Uniti producono 1,36 milioni di tonnellate, e la maggior parte della produzione viene da 23 miniere in Arizona, New Mexico, Utah, Nevada, Montana e Michigan. La domanda di rame proviene soprattutto dal settore delle costruzioni e dal settore elettrico. La miniera di Morenci in Arizona è la più grande miniera di rame del Nord America. Gestita da Freeport-McMoRan, la miniera è di proprietà congiunta della società e delle affiliate della Sumitomo Corporation. Le attività di Morenci iniziarono nel 1872, l'estrazione sotterranea iniziò nel 1881 e a cielo aperto nel 1937. La Bingham Canyon Mine, conosciuta come Kennecott Copper Mine, è una miniera a cielo aperto a sud-ovest di Salt Lake City e Kennecott è l'unico proprietario e gestore di questa miniera, avviata nel 1903. Le operazioni continuano per tutte le ore del giorno e della notte, 365 giorni all'anno. L'estrazione del rame nella miniera di rame El Chino, iniziò alla fine del periodo coloniale spagnolo, ma fu solo nel 1803 che F. M. Elguea, banchiere e uomo d'affari chihuahua, fondò la città di Santa Rita del Cobre (Santa Rita del Rame). Dopo alterne vicende e incursioni degli Apache Chiricahua fino al 1886. Dopo che la miniera di Santa Rita fu convertita in una fossa a cielo aperto nel 1901, la città fu costretta a spostarsi più volte man mano che la fossa si ingrandiva. Poco dopo il trasferimento della città nel 1957, forti piogge hanno provocato l'abbandono della città nel 1967. L'Australia produce 970.000 tonnellate, ha la maggior parte dei depositi di rame nel settore meridionale e contengono anche uranio e oro. Il secondo grande sito minerario è il monte Isa, una delle più grandi miniere sotterranee del mondo, l'Olympic Dam, che è di proprietà di BHP, è una miniera di rame, oro, argento e uranio. La miniera opera sia in superficie che nel sottosuolo. La Repubblica Democratica del Congo (un vero tesoro minerario)produce 850.000 tonnellate di rame, provenienti dalla regione mineraria del Katanga, resasi indipendente, sotto la guida di Moise Ciombe che proclamò la secessione per breve tempo dal nuovo Stato del Congo nel 1960 (prima era denominato Congo Belga). Pur essendo la seconda più grande riserva di rame al Mondo, ha una produzione inferiore al potenziale per una mancanza di tecnologia appropriata. La più grande miniera di rame in Africa, Kansanshi si trova a circa 6 miglia a nord della città di Kolwezi. Tilwezembe è una miniera di rame e cobalto gestito da Mutanda Mining (MUMI), filiale di Glencore, copre un'area di 7,64 chilometri quadrati e ha una riserva di nove milioni di tonnellate di minerale con 1,89% di rame e 0,60% di cobalto. L'estrazione nella fossa di Tilwezambe ha avuto luogo a intervalli regolari dal 1999. La miniera di Kamoto è una miniera sotterranea di rame e cobalto (anche questa controllata da Glencore) a ovest della miniera Musonoi nei pressi di Kolwezi. Lo Zambia, produce 755.000 tonnellate; Chililabombwe ha 16 miniere e la maggiore è Konkola, che ha prodotto meno, rispetto alle sue riserve, a causa della qualità del minerale che è peggiorata. Chingola è una città della Provincia di Copperbelt, ed è la sede della miniera Nchanga, un'attività mineraria ad alto contenuto di qualità, che successivamente (negli anni '60) ha portato allo sviluppo di due pozzi di scavo, Chingola Open North e poi Nchanga Open Pit, quest'ultima è una miniera a cielo aperto tra le più grandi del Mondo. Il Messico produce 755.000 tonnellate e il Grupo Mexico detiene controlla Southern Copper, una delle più grandi aziende produttrici di rame del Mondo nel sito di Buenavista, precedentemente noto come miniera di rame Cananea che si trova a nord di Sonora. La società vanta di detenere le maggiori riserve di metallo rosso del Mondo. Attive anche la miniera Chalchihuites e La Caridad. L'Indonesia produce 650.000 tonnellate, e la principale miniera è ubicata a Grasberg, la più grande miniera di oro e la seconda miniera di rame al Mondo. È anche una delle miniere più alte del Mondo posta a oltre 4000 metri. È situata nella provincia indonesiana di Irian Jaya in Nuova Guinea. La miniera, situata negli altopiani, vanta la più grande riserva aurea del Mondo e la seconda più grande riserva di rame. È gestita da una joint venture tra le autorità governative regionali e nazionali e Freeport-McMoRan. Il Canada produce 620.000 tonnellate. Il cratere di Sudbury (in inglese Sudbury Basin), è uno dei più grandi crateri di origine meteoritica scoperti sulla Terra e uno dei più antichi; si trova nell'Ontario, è lungo 62 km, largo 30, e si è formato circa 1,85 miliardi di anni fa per l'impatto di un asteroide di circa 10 km di diametro. La struttura attuale è la parte residua dell'originale cratere circolare di 250 km di diametro e i processi geologici successivi hanno deformato il cratere originario. Poiché il Sudbury Basin è stato riempito di magma ricco di nichel, rame, platino, palladio, oro e altri minerali, l'area è diventata una delle principali aree minerarie, soprattutto per l'estrazione di rame e nickel; la maggior parte dei giacimenti sono situati nella parte esterna del bordo del bacino.

La miniera di Highland Valley Copper è la più grande miniera di rame a cielo aperto del Canada, situata vicino al lago Logan, nella Columbia Britannica, è stata creata a metà del 1986. La miniera di Mount Polley è una miniera d'oro e di rame, sita vicino alla città di Likely nella Columbia Britannica. Consiste di due siti a cielo aperto con una componente mineraria sotterranea gestiti da Mount Polley Mining Corporation, controllata di Imperial Metals. La calcopirite e la bornite sono i principali minerali di Mount Polley, sito aperto nel 1997 con il pozzo Cariboo e un secondo denominato Bell. Nel 2010 è stata realizzata la porzione sotterranea della miniera, poi è stata scoperta una nuova posizione chiamata White pit e il pozzo si trova a 1,5 km a nord-est di Cariboo e Bell e ha rivelato il giacimento più ricco del sito (10 milioni di tonnellate di rame dello 0,9%). Dopo un grave rottura della diga di decantazione della miniera di Mount Polley, Imperial Metals ha sospeso temporaneamente le operazioni della miniera nel 2019 anche a causa del calo dei prezzi del rame. La Russia produce 600.000 tonnellate di rame. La miniera principale è Norilsk Nickel. Questa miniera si concentra sul nichel ma estrae il rame durante il processo di flottazione della schiuma.

Lo zinco è l'elemento chimico di numero atomico 30 e il suo simbolo è Zn, è solido a temperatura ambiente, è un metallo moderatamente reattivo, che si combina con l'ossigeno e altri non metalli; reagisce con acidi diluiti generando idrogeno. Ha caratteristiche simili al calcio, ma una minore reattività. Leghe di zinco sono state usate per secoli: l'ottone è senza dubbio la più antica, e si ritrovano manufatti in tale lega in Palestina a partire dal 1400 a.C. e oggetti di zinco puro all'87% sono stati rinvenuti nella Transilvania preistorica. La fabbricazione dell'ottone era nota ai Romani, con una tecnica che prevedeva il riscaldamento di rame e calamina in un crogiolo: il calore riduceva gli ossidi di zinco della calamina, e lo zinco libero veniva catturato dal rame, formando l'ottone, che veniva poi colato in stampi o forgiato. Descrizioni di come ottenere ottone sono state trovate in Europa occidentale negli scritti di Alberto Magno (1248 circa), ed entro il XVI secolo, la conoscenza e l'uso del nuovo metallo si diffuse ampiamente. Paracelso (morto nel 1541) fu il primo in occidente a notare che lo zincum era un nuovo metallo e che aveva un insieme di proprietà chimiche separate da quelle degli altri metalli noti. Prima della scoperta della tecnica della flottazione del solfuro di zinco, la calamina era la principale sorgente di zinco metallico. I minerali da cui si estrae ora lo zinco sono la sfalerite (o blenda), la smithsonite, la calamina e la franklinite. La raffinazione dello zinco avviene mediante flottazione del minerale, tostatura ed estrazione elettrica.


Oggi, la maggior parte dello zinco è usato nella sua forma di composto. Ad esempio l'ossido di zinco ha la proprietà di semiconduttore e quindi è importante nei prodotti di fotocopiatura. È anche usato come catalizzatore. Lo zinco è anche un componente di centinaia di complessi enzimatici coinvolti nel metabolismo di proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici del nostro organismo. Il cloruro di zinco viene impiegato come conservante del legno, e per la produzione di altri composti chimici. Lo zinco è anche usato per fabbricare batterie a secco e per fusioni. La polvere di zinco viene utilizzata per spingere i razzi modello, inoltre, circa il 50% di zinco prodotto viene utilizzata per la zincatura che è il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un manufatto metallico, generalmente di acciaio, per proteggerlo dalla corrosione. I minerali di zinco solfuro sono responsabili della formazione di piogge acide. In secondo luogo, i sottoprodotti di zinco indesiderati come l'ossido di sodio e il monossido di carbonio sono anche dannosi per l'ambiente: l'ossido di sodio è corrosivo quando esposto all'acqua, mentre il monossido di carbonio è tossico per gli animali e per l'uomo. Inoltre un'elevata concentrazione di zinco nel corpo è dannosa per la salute.
I principali Paesi produttori di zinco nel 2019, su un totale mondiale di 13 milioni di tonnellate, secondo US Geological Survey sono: Cina con 4,3 milioni di tonnellate è il maggiore produttore e un importante consumatore del metallo. Perù con 1,4 milioni di tonnellate. L'estrazione di zinco iniziò lentamente nel Ventesimo secolo e le miniere si trovano alle alte quote degli altipiani delle catene andine. Australia con 1,3 milioni tonnellate; la causa della riduzione della produzione è la chiusura della miniera Century, nel Queensland, avvenuta nel 2015. La fonderia di zinco e la raffineria si trovano rispettivamente a Risdon (Tasmania) e a Townsville (Queensland). India con 800.000 tonnellate. In India c'è una delle miniere di zinco più grande del Mondo, Rampura Agucha, nel Rajasthan, che ha una capacità produttiva potenziale di 6 milioni di tonnellate di minerale. Stati Uniti, con 780.000 tonnellate. Sono cinque gli Stati che estraggono zinco in 12 miniere e con quattro società. La sua miniera principale è quella di Red Dog in Alaska. Altre miniere si trovano nel Tennessee, Gordonsville e Metaline. Messico con 690.000 tonnellate. Bolivia con 460.000 tonnellate. La miniera di zinco più importante del Paese è quella di San Cristobal, vicino a Potosì e al Salar de Uyuni, la sesta più grande del Mondo, di proprietà dell'industria metallurgica e chimica giapponese Sumitomo.

Russia con 300.000 tonnellate. Canada con 300.000 tonnellate. Il declino strutturale dello zinco deriva dalla chiusura della miniera di Brunswick, nel 2013, una delle miniere più grandi e più redditizie del Mondo, ma le cui riserve sono ormai esaurite. Kazakistan con 290.000 tonnellate. Dai momenti di picco della produzione durante gli anni '80, il Paese ha subìto una riduzione della produzione del 75%. Svezia con 230.000 tonnellate. Leggero aumento della produzione per la Svezia, le cui miniere di zinco più importanti sono quelle di Zinkgruvan e Garpenberg. Seguono Irlanda, Brasile, Iran e Polonia (100.000 tonnellate).

Il piombo è l'elemento chimico di numero atomico 82 e il suo simbolo è Pb. È un metallo tenero, denso, duttile e malleabile. Di colore bianco azzurrognolo appena tagliato, esposto all'aria si colora di grigio scuro. Il piombo viene usato nell'edilizia, nella produzione di batterie per autotrazione e di proiettili per armi da fuoco e, allo stato liquido, come refrigerante nei reattori nucleari, a volte in lega con il bismuto. Il piombo è un componente del peltro e di leghe metalliche usate per la saldatura. Sia il piombo sia i suoi composti sono neurotossine che si accumulano negli organismi, in particolare nelle ossa e nel sangue, causando danni irreparabili al cervello e al sistema nervoso centrale nel caso di esposizioni eccessive. Il piombo può essere reso più duro con l'aggiunta di antimonio: questa lega è stata a lungo usata per i caratteri da stampa.
È molto resistente alla corrosione: non viene intaccato dall'acido solforico, si scioglie però in acido nitrico. Ha l'importante proprietà di assorbire le radiazioni. Si presume che tutto il piombo esistente sia derivato dal decadimento dell'uranio-238 che si trasforma in piombo con un tempo di dimezzamento di circa 4,51 miliardi di anni. Il piombo è presente naturalmente nell'ambiente in quantità esigue, tuttavia la maggior parte del piombo che si trova disperso in natura è prodotto da attività umane.
Fu scoperto in epoca molto antica: se ne parla in papiri di 3.500 anni fa. Il suo nome deriva dal latino plumbum che proviene dal greco pélios, blu-nerastro. Dal nome latino deriva anche il suo simbolo, Pb. Gli antichi Romani ed i Greci fecero largo uso del piombo. Ancora in epoca moderna tubazioni e strutture di piombo risalenti all'impero romano sono esistenti ed in servizio anche se ormai vietate data la loro pericolosità di contaminazione dell'ambiente. Proprio il largo utilizzo del piombo per tubazioni ad uso alimentare potrebbe aver diffuso il saturnismo, con instabilità mentale, nella classe benestante romana.
Dal 1923, con la diffusione di carburanti addizionati col piombo tetraetile, l'inquinamento da piombo è aumentato considerevolmente in quanto nell'atmosfera, una volta disperso, rimane stabile. Fino agli anni ottanta il piombo tetraetile è rimasto un componente della benzina. Data la sua tossicità e la sua capacità di avvelenare i catalizzatori usati per ridurre l'inquinamento generato dagli scarichi delle automobili, è stato abbandonato nella maggior parte delle Nazioni in favore di altri additivi quali il benzene e il toluene, ma che sono classificati come cancerogeni.

La metallurgia del piombo è parte della storia industriale di moltissimi Paesi. Il piombo allo stato nativo esiste, ma è piuttosto raro. In genere viene trovato associato allo zinco, all'argento e principalmente al rame, viene quindi estratto insieme a questi metalli. Il più importante minerale del piombo è la galena che ne contiene l'86,6%. Altri minerali comuni sono la cerussite e l'anglesite. Gran parte del piombo in uso oggigiorno proviene però da fonti riciclate.
Nelle miniere i minerali di piombo sono estratti e macinati. Il minerale viene quindi separato dalla roccia inerte per flottazione e quindi fuso miscelato con carbone in un forno verticale ad aria forzata, separando così i fumi solforati e la scoria, che galleggia sul metallo per minore densità, dal piombo concentrato al 97% o piombo d'opera. Questo dev'essere ulteriormente raffinato per via elettrolitica o termica. I suoi composti sono tossici per inalazione e ingestione. L'esposizione al piombo o ai suoi sali, soprattutto a quelli solubili, o all'ossido, può causare nefropatie, caratterizzate dalla sclerotizzazione dei tessuti renali e dolori addominali colici. Nefropatie croniche ed encefalopatie sono state rilevate sia in forti bevitori di whisky di contrabbando, in quanto la saldatura delle serpentine di distillazione è costituita da piombo, sia in utilizzatori di stoviglie smaltate a piombo. Inoltre altre categorie a rischio di intossicazione sono i lavoratori dell'industria e dell'artigianato.

Ecco il quadro dei maggiori produttori di piombo in base ai dati dello US Geological Survey: Cina (2,4 milioni di tonnellate). Leggero aumento della produzione cinese rispetto all'anno precedente, nonostante la chiusura di alcune miniere. Un enorme giacimento di piombo e zinco è stato scoperto nella provincia del Guizhou, Cina sudoccidentale, dal valore stimato di circa 9,88 miliardi di dollari. Nel comune di Shuitang, nella contea di Hezhang, sono stati rilevati 92 grandi giacimenti minerari, con un grado medio di purezza del piombo del 2,27%. Secondo le stime, la riserva di piombo e zinco raggiungerà oltre 3,27 milioni di tonnellate. Nel sito inoltre sono presenti anche oro, argento, gallio, cadmio, germanio, selenio, zolfo, rame e altre importanti risorse minerarie.

Australia (500.000 tonnellate). Anche l'Australia ha chiuso alcune miniere di piombo e zinco. Mount Isa Mines è una delle miniere più produttive, basata sulla produzione combinata di piombo, argento, rame e zinco. Stati Uniti (335.000 tonnellate). St. Louis siede su una miniera di piombo, una tra le più grandi del Mondo: il Missouri fornisce il 92% del metallo utilizzato negli Stati Uniti. Le miniere a sud di St. Louis forniscono piombo da circa 300 anni. Ancora oggi non esistono statistiche ufficiali sulle intossicazioni da piombo nei minatori. Perù (310.000 tonnellate). Volcan, società mineraria controllata da Glencore, è uno dei maggiori produttori mondiali di zinco, piombo e argento e la miniera sorge a Cerro de Pasco. Messico (250.000 tonnellate). Leggero calo produttivo per il Messico, dove opera la Excellon Resources che gestisce la miniera di La Platosa. Russia (225.000 tonnellate). Mosca sta per inaugurare il nuovo impianto dell'isola di Novaya Zemlya con il giacimento minerario di Paflovskoye, la miniera più a Nord del Mondo. Il progetto prevede la realizzazione di un impianto per l'estrazione mineraria e di un porto a mare quasi concluso. I lavori sono svolti dalla canadese First Mining Company. Circa 100 lavoratori sono stati trasportati in aereo sull'Isola del Sud per svolgere il lavoro, inoltre, via mare, sono arrivate quattro piattaforme di perforazione e 15 unità di attrezzature ausiliarie sulla riva della baia di Bezymyannaya. Saranno 750 i nuovi posti di lavoro generati dalla miniera di Pavlovsky, dalla quale si estrarranno zinco e piombo. La miniera produrrà 220 mila tonnellate di zinco, 50 mila tonnellate di piombo e 16 tonnellate di argento. La produzione dovrebbe essere avviata nel 2023.


A circa 9 km a nord-ovest dell'insediamento, sorge la base aerea di Rogačevo conosciuta anche come l'Aeroporto di Amderma-2. In un arco di tempo, pari a dodici anni, i ritorni generati dal progetto saranno pari a circa 46 miliardi di euro. Novaya Zemlya è un'area militare chiusa, severamente controllata dalle Forze Armate russe, e tra il 1973 e il 1975, l'isola è stata utilizzata per test nucleari sotterranei in grandissima scala. India (135.000 tonnellate). Anche le informazioni sul piombo di questo Paese sono abbastanza limitate anche per la presenza di numerosi scavi illegali.

Lo stagno è un elemento chimico nella tavola periodica che ha simbolo Sn e numero atomico 50. Questo metallo di post-transizione, argenteo e malleabile, che non si ossida facilmente all'aria e resiste alla corrosione, si usa in molte leghe e per ricoprire altri metalli più vulnerabili alla corrosione. Lo stagno si ottiene soprattutto dalla cassiterite, un minerale in cui è presente sotto forma di ossido, e dalla stannite. Se riscaldato, perde la sua duttilità e diventa fragile. Resiste alla corrosione da acqua marina, da acqua potabile, ma può essere attaccato da acidi forti, da alcali e da sali acidi. Agisce da catalizzatore in presenza di ossigeno disciolto nell'acqua. Si lega facilmente col ferro ed è stato usato in passato per rivestire piombo, zinco e acciaio per impedirne la corrosione. I contenitori, lattine e scatolette, in banda stagnata (lamierino di acciaio stagnato) sono tuttora largamente usati per conservare i cibi, un uso che copre gran parte del mercato mondiale dello stagno metallico.
Alcune importanti leghe dello stagno sono: il bronzo nelle sue varie formulazioni (come la lega campanaria, il bronzo fosforoso e il bronzo statuario), il metallo di Babbitt (lega metallica inventata da Isaac Babbitt nel 1839, chiamata anche metallo bianco), il peltro, la lega da saldatore, il princisbecco (lega di stagno usata per ricavarne fili da ricamo e laminature). Il sale di stagno più importante è il cloruro di stagno che si usa come agente riducente e come mordente nella stampa calico su tessuto leggero. Quando dei sali di stagno vengono spruzzati sul vetro, si forma un rivestimento elettricamente conduttivo: questo fenomeno viene sfruttato nella fabbricazione di pannelli luminosi e per frangivento antighiaccio. Il vetro delle finestre è molto spesso fabbricato raffreddando il vetro fuso facendolo galleggiare sopra una massa di stagno fuso, per ottenere una superficie piatta (è il famoso processo Pilkington). Lo stagno si usa anche nelle saldature per unire tubi di rame e di piombo ed entra nella composizione delle più diffuse leghe per saldatura utilizzate per componenti e circuiti elettronici. Fogli di stagno (carta stagnola) erano un imballaggio per cibo e medicinali. Ormai sono stati soppiantati da sottilissimi fogli di alluminio laminato. Composti organici dello stagno si usano nelle vernici antivegetative per le navi, per impedire il proliferare di alghe e molluschi su di esse. La lega niobio-stagno è usata per fabbricare cavi per magneti superconduttori.

Lo stagno (dal latino stannum) è stato uno dei primi metalli ad essere scoperto, e fin dall'antichità venne intensivamente usato per il suo effetto come legante del rame, di cui aumenta di molto la durezza e le doti meccaniche formando la lega nota come bronzo, in uso da almeno 5.500 anni. L'attività di estrazione mineraria dello stagno iniziò presumibilmente in Cornovaglia e a Dartmoor in età classica: grazie ad esso queste regioni svilupparono un fitto commercio con le aree del Mar Mediterraneo. Lo stagno puro non venne usato in metallurgia fino a 2.600 anni fa. Le attività estrattive ebbero un'impennata verso la metà del XIX secolo dopo la scoperta delle proprietà del metallo nella conservazione dei cibi e la sua conseguente diffusione. Nel 1900 la Malaysia produceva la metà di tutto lo stagno a livello mondiale; le estrazioni erano aumentate dopo che nel 1853 l'Inghilterra aveva soppresso l'imposta su questo metallo. Nell'epoca moderna l'alluminio ha soppiantato alcuni usi dello stagno, ma il termine stagnola è ancora,usato per ogni metallo argenteo in forma di fogli sottili.
Circa 35 Paesi hanno miniere di stagno in attività e praticamente in ogni continente c'è un importante produttore di stagno. La maggior parte dei giacimenti di stagno sono di natura alluvionale e metà di essi sono in Asia. L'unico minerale importante dal punto di vista estrattivo è la cassiterite, ma piccole quantità di stagno si possono ottenere anche da solfuri complessi come stannite, cilindrite, franckeite, canfieldite e teallite.
I maggiori produttori di stagno al 2019 sono: Cina con 84.500 tonnellate; Indonesia con 77.500 tonnellate; Birmania con 42.000 tonnellate; Perù con 19.900 tonnellate; Bolivia con 17.000 tonnellate; Brasile con 14.000 tonnellate; Repubblica Democratica del Congo con 12.200tonnellate; Australia con 7.700 tonnellate; Nigeria con 5.800 tonnellate; Vietnam con 5.500 tonnellate.

METALLI FERROSI: Ferro, Cromo, Manganese, Cobalto, Nichel

Il ferro è l'elemento chimico di numero atomico 26 e il suo simbolo è Fe, che prende origine da ferrum, il nome latino di questo elemento metallico che si trova quasi sempre legato ad altri: carbonio, silicio, manganese, cromo, nichel, ecc. Con il carbonio, il ferro forma le sue due leghe più conosciute: l'acciaio e la ghisa. Il ferro è un metallo brillante, duttile, malleabile, grigio-argenteo. Il ferro arrugginisce in aria umida, ma non in aria secca, ha una formula chimica (Fe), ed è uno degli elementi più comuni al Mondo, forma il 5% della crosta terrestre e si colloca al quarto posto tra gli elementi più comuni, dopo ossigeno, silicio e alluminio. Si stima che il ferro sia il metallo più abbondante all'interno della Terra, in quanto presente in grandi quantità nel nucleo e nel mantello terrestre, assieme a nichel e zolfo. Se limitatamente alla crosta terrestre, il ferro è il quarto elemento più abbondante, si stima che sia il sesto elemento nell'intero universo, preceduto da idrogeno, elio, ossigeno, carbonio e neon. In passato fu tanto importante da dare il nome ad un intero periodo storico: l'età del ferro.
Le prime prove di uso del ferro vengono dai Sumeri e dagli Ittiti, che già 6.000 anni fa lo usavano per piccoli oggetti come punte di lancia e gioielli ricavati dal ferro recuperato da meteoriti. Costituisce una parte fondamentale della civiltà moderna da quando, intorno al Quattordicesimo secolo, il suo uso si diffuse e i forni di fusione cominciarono a sostituire le vecchie fucine. La storia dell'impiego e della produzione del ferro è comune a quella delle sue leghe al carbonio: ghisa e acciaio. La maggior parte del ferro si trova nell'ematite e nella magnetite che danno quasi il 98% del minerale di ferro destinato alla fabbricazione dell'acciaio che è una lega a base di ferro, carbonio ed altri elementi. Gran parte del minerale di ferro estratto è composto da ossidi di magnetite, ematite, goethite e limonite. La magnetite è composta di ferro per il 72%; l'ematite per il 70%; la goethite per il 63%; la limonite per il 60%. Benché rari, i meteoriti sono la principale fonte di ferro allo stato metallico reperibile in natura, per esempio quelle del Canyon Diablo, in Arizona. Il minerale di ferro si trova nelle rocce sedimentarie denominate Banded Iron Formations (BIF), che risalgono a più di 540 milioni di anni.

A livello industriale si riesce a produrre ferro con una purezza che si avvicina al 100%; questo prodotto viene poi utilizzato per essere legato ad altri elementi chimici per ottenere leghe importanti per le loro caratteristiche meccaniche. Il ferro è estratto dai suoi minerali per riduzione con carbonio in una fornace di riduzione a temperature di circa 2.000 gradi C. Nella fornace di riduzione la carica, una miscela di minerale di ferro, carbonio sotto forma di coke e calcare, viene messa nella parte alta della fornace mentre una corrente di aria calda viene forzata nella parte inferiore. Nella fornace il carbon coke reagisce con l'ossigeno dell'aria, producendo monossido di carbonio. Il monossido di carbonio riduce il minerale di ferro per fondere il ferro, diventando biossido di carbonio: il calcare serve a fondere le impurità presenti nel materiale, principalmente biossido di silicio, sabbia ed altri silicati. L'alta temperatura della fornace decompone il calcare in ossido di calcio (calce viva): poi l'ossido di calcio si combina con il diossido di silicio per formare la scoria. La scoria fonde nel calore dell'altoforno e galleggia sopra il ferro liquido, più denso. Lateralmente l'altoforno ha dei condotti da cui è possibile spillare la scoria liquida o il ferro fuso a scelta.

Il ferro così ottenuto è detto ghisa di prima fusione mentre la scoria, chimicamente inerte, può essere usata come materiale per la costruzione di strade o in agricoltura come concime per arricchire suoli poveri di minerali.
Il ferro è il più usato di tutti i metalli. Il suo basso costo e la sua resistenza nella forma detta acciaio ne fanno un materiale da costruzione indispensabile, specialmente nella realizzazione di automobili, di scafi di navi e di elementi portanti di edifici, ma anche di lavatrici, cacciaviti e graffette per la carta. Gli acciai speciali, oltre a contenere carbonio, sono addizionati di altri metalli quali il cromo, il vanadio, il molibdeno, il nichel e il manganese per conferire alla lega particolari caratteristiche di resistenza fisica o chimica.

La produzione modiale è di circa 1,1 miliardi di tonnellate di minerali di ferro, da cui si ricavano oltre 500 milioni di tonnellate di ghisa di prima fusione, mentre il ferro riciclato aggiunge altri 300 milioni tonnellate. Anche se l'estrazione di minerali di ferro avviene in 48 Paesi, il 70% della produzione complessiva è coperto dai primi cinque: Australia, Brasile, Cina, India e Russia. Le riserve economicamente sfruttabili di minerali ferrosi superano i 100 miliardi di tonnellate. Secondo i dati raccolti nel 2019 dallo US Geological Survey, i primi Paesi per minerale estratto sono: l'Australia, con 880 milioni di tonnellate, ha iniziato ad aumentare la propria produzione rispetto al 2016, grazie al principale produttore australiano, la BHP Billiton, che possiede i più grandi giacimenti del Mondo nella regione di Pilbara, che rappresenta il 95% del minerale di ferro australiano. BHP Billiton, Rio Tinto e FMG hanno ampliato l'ambito di produzione nell'area, in particolare la terza più grande miniera, la Frost Metals Group (FMG), prevede di sviluppare una nuova miniera nella Queens Valley di Pilbara. La Cina continua ad essere la principale destinazione di esportazione del minerale australiano che risponde con sollecitudine alla crescente domanda della Cina di qualità del minerale di ferro; il Brasile, con 440 milioni di tonnellate, dove opera il gigante minerario Vale che ha raggiunto una produzione record di oltre 366 milioni di tonnellate. Il Brasile ha il secondo più grande giacimento di minerale di ferro del Mondo, la miniera Carajas,naturalmente di proprietà Vale; terza è la Cina con 340 milioni di tonnellate e anche il maggiore consumatore mondiale di minerale di ferro: strana situazione quella cinese che nel 2015 era prima al Mondo e produceva 1.380 milioni di tonnellate; segue l'India con 190 milioni di tonnellate: l'azienda più importante del Paese è Vedanta, che ha impianti estrattivi in altri Paesi ma ha accusato un calo produttivo a causa della chiusura di miniere non conformi con le nuove direttive ambientali; la Russia ha estratto 100 milioni di tonnellate rimanendo stabile come negli anni precedenti, il principale gruppo minerario siderurgico è Metalloinvest che da solo ha prodotto 40 milioni di tonnellate di minerale di ferro; il Sudafrica produce 68 milioni di tonnellate e il più grande produttore è Kumba Iron Ore che da sola ha prodotto 45 milioni di tonnellate; l'Ucraina ha estratto solo 63 milioni di tonnellate anche perché la sua miniera più importante, la Shymanivske, ha dovuto sospendere le attività a causa dell'invasione russa del Paese; il Canada ha estratto 47 milioni di tonnellate con una produzione stabile; gli Stati Uniti hanno prodotto 46 milioni di tonnellate in sette miniere a cielo aperto ma, per le varie necessità, deve importare minerale da Canada e Brasile; in fine l'Iran, con 35 milioni di tonnellate, fortemente dipendente dalla Cina che compra il 90% della sua produzione; e la Svezia con 35 milioni di tonnellate dalla famosa miniera di Kiruna; la LKAB è la più grande miniera di ferro sotterranea del Mondo.

Il cromo è l'elemento chimico di numero atomico 24 e il suo simbolo è Cr. Nel 1761 Johann Gottlob Lehmann trovò un minerale color rosso-arancio nei monti Urali, che battezzò piombo rosso siberiano, erroneamente identificato come un composto di piombo, con parti di selenio e ferro; il minerale era in realtà un cromato di piombo. Nel 1770 Peter Simon Pallas visitò lo stesso sito di Lehmann e rinvenne un altro minerale di piombo color rosso che poteva essere impiegato come pigmento per vernici. Nello stesso anno François Sulpice Beudant attribuì al nuovo minerale il nome di crocoite. L'uso del piombo rosso siberiano si sviluppò rapidamente; nello stesso periodo un colore giallo brillante, ricavato sempre dalla crocoite, divenne molto di moda. Nel 1797 Nicolas-Louis Vauquelin ricevette dei campioni di crocoite e riuscì a ricavarne ossido di cromo mescolando la crocoite con acido cloridrico; un anno più tardi scoprì che poteva ottenere cromo metallico riscaldando l'ossido in un letto di carbone. Fu anche in grado di rilevare tracce di cromo in alcune gemme preziose, come rubini e smeraldi. Durante l'Ottocento la crocoite come materia prima per l'estrazione del cromo fu soppiantata dalla cromite (scoperta nel 1797 ma descritta solo nel 1845 da Wilhelm von Haidiger), la quale ha contenuto decisamente più alto di cromo (fino a più del 40% in peso, contro un massimo del 16% nella crocoite). Durante il XIX secolo il cromo fu usato principalmente per preparare vernici e pigmenti vari; oggi l'uso principale del cromo (85% del totale) è per leghe metalliche, con il resto diviso fra l'industria chimica, le fonderie e le fabbriche di laterizi. Il nome cromo deriva dalla parola greca chroma, che vuol dire colore, a causa del gran numero di composti colorati di tale elemento.


Il cromo è un metallo durissimo, impiegato nelle leghe di acciai inossidabili. Partecipa anche alla formazione di leghe d'alluminio, rame e nichel. È impiegato come rivestimento protettivo delle superfici metalliche (cromatura), che acquistano splendore e resistenza alla corrosione. I composti del cromo sono potenti ossidanti, e gli effetti tossici e cancerogeni del cromo esavalente sono imputati a questa caratteristica, rendendolo aggressivo nei confronti dei sistemi biologici. Il cromo è un elemento di transizione e si estrae sotto forma di cromite. I depositi di cromo nativo puro sono rari: la miniera Udačnaja in Russia ne produce piccole quantità. È una miniera di diamanti che sfrutta una vena di kimberlite, in cui l'ambiente riducente favorisce l'accumulo di cromo metallico puro. I sali di cromo colorano il vetro di verde smeraldo, ma è sempre il cromo il responsabile del colore rosso dei rubini, ed è usato quindi nella produzione di rubini sintetici. Sali di cromo si usano nella conciatura del cuoio.
Il cromo è un elemento chiave per la produzione dell'acciaio inossidabile. Infatti, è un metallo grigio duro e fragile, con un elevato punto di fusione e resistenza alla corrosione. Attualmente, i produttori di cromo vendono circa il 60% della loro produzione all'industria siderurgica. Tuttavia, in metallurgia, quando si produce acciaio non si utilizza cromo puro, ma ferrocromo, una lega di cromo e ferro che contiene dal 50 al 70% di cromo. In altre parole, il cromo viene utilizzato per produrre ferrocromo, che poi viene usato per produrre acciaio. Le riserve sono stimate essere dell'ordine di 1 miliardo di tonnellate con i depositi non sfruttati in Groenlandia, Canada e Stati Uniti. Esistono poi molti giacimenti vergini di cromite, ma sono concentrati quasi tutti in Kazakistan e in Sudafrica.
Secondo gli ultimi dati (riferiti al 2020) dello US Geological Survey, sono solo cinque i Paesi che hanno prodotto significativamente questo metallo, per un totale di circa 40 milioni di tonnellate, convertiti quasi tutti nella lega ferro-cromo. Il Sudafrica con 16 milioni di tonnellate, produce una quantità di metallo nettamente superiore a quella del resto dei produttori mondiali. Poiché la produzione di cromo richiede molta energia, il Sudafrica è alle prese con problemi derivanti dai limiti della sua rete elettrica e dall'aumento dei costi per l'elettricità. Il Kazakistan ha una produzione mineraria di 6,7 milioni di tonnellate e uno dei siti produttivi più importanti è la miniera Vokshod di proprietà del gruppo Yildirim. L'altro gruppo minerario che opera nel Paese è Eurasian Resources Group, che possiede una divisione-ferroleghe che si chiama Kazchrome. La Turchia produce 6,3 milioni di tonnellate di minerali. Anche qui, il gruppo Yildirim è uno dei principali attori del settore attraverso la società Eti Krom. L'India produce 4 milioni di tonnellate. Pur essendoci poche informazioni sul settore del cromo indiano, sappiamo che le ferroleghe di cromo vengono prodotte negli stabilimenti degli stati di Andhra Pradesh, Chhattisgarh, Gujarat, Odisha e West Bengal. La Finlandia ha una produzione di 2,4 milioni di tonnellate, grazie soprattutto alla miniera di Kemi, di proprietà del produttore di acciaio inossidabile Outokumpu. Una piccola quantità è prodotta dal Brasile, solo 200 mila tonnellate, mentre tutti gli altri produttori, e sono molti, forniscono altri 4 milioni di tonnellate di minerale.

Il manganese è l'elemento chimico di numero atomico 25 e il suo simbolo è Mn; è un metallo grigio-bianco, di aspetto simile al ferro; è duro e molto fragile, si può fondere solo con difficoltà e si ossida molto facilmente; è essenziale per la produzione di ferro e acciaio in virtù delle sue proprietà desolforanti, deossigenanti e leganti. La produzione dell'acciaio e altri materiali ferrosi assorbe attualmente dall'85% al 90% della produzione mondiale di manganese: fra le altre cose, il manganese è un componente chiave per gli acciai inossidabili a basso costo e per alcune leghe di alluminio di largo impiego. Il diossido di manganese è usato come catalizzatore. L'ossido di manganese è un pigmento marrone che si usa per vernici e si trova nelle terre naturali, come nella terra di Siena e nella terra di Siena bruciata. Il permanganato di potassio è un potente ossidante molto usato in chimica e in medicina come disinfettante. Il manganese si usa anche per decolorare il vetro, per togliere la tinta verdastra conferitagli dalle impurità di ferro: in concentrazioni molto alte dona al vetro un colore violetto. Il manganese non ha sostituti adatti per le sue applicazioni principali.
Viene usato fin dalla preistoria: pigmenti a base di diossido di manganese sono stati ritrovati in pitture rupestri di 17.000 anni fa. Gli Egizi e i Romani usavano composti di manganese nella fabbricazione del vetro, per renderlo incolore o per colorarlo di viola; il minerale di ferro che usavano gli Spartani per fabbricare le loro armi conteneva una certa quantità di manganese, che si concentrava durante la fusione creando una lega ferro-manganese che conferiva alle armi la loro leggendaria durezza. Nel XVII secolo il chimico tedesco Johann Rudolph Glauber produsse per primo il permanganato, un utile reagente chimico, sebbene alcuni pensino che sia in realtà stato scoperto da Ignatius Kaim nel 1770. Entro la metà del XVIII secolo il diossido di manganese era già usato per la fabbricazione del cloro; il chimico svedese Scheele capì per primo che il manganese era un elemento chimico, che venne isolato in forma pura dal suo collega Johan Gottlieb Gahn nel 1774 riducendo il diossido con carbonio. Agli inizi del XIX secolo iniziarono ad essere riconosciuti i brevetti in chimica, e gli scienziati cominciarono a sperimentare l'effetto del manganese nella composizione dell'acciaio. Nel 1816 venne rilevato che l'aggiunta di manganese al ferro rendeva quest'ultimo più duro senza diminuirne la resilienza.


Il manganese è molto usato nella metallurgia ed è il quarto metallo per tonnellaggio, subito dopo il ferro, l'alluminio e il rame. Circa 18 milioni di tonnellate di manganese vengono prodotte in tutto il Mondo ogni anno. Sud Africa, Australia e Cina sono i tre maggiori produttori di manganese con il 65.4% della produzione globale. Sul fronte della domanda è il settore dell'edilizia a trainare il mercato, ma c'è anche il settore delle batterie ad alta capacità che sta alimentando la rivoluzione energetica verde. Infatti, anche se molti pensano che i metalli delle batterie siano solo il litio, il cobalto e il vanadio, il manganese svolge un ruolo altrettanto importante.
Ecco una panoramica dei 10 maggiori produttori di manganese, secondo le ultime statistiche (riferite al 2018) dello US Geological Survey. Sudafrica (5,8 milioni di tonnellate). Da tempo il Sudafrica è il più grande produttore al Mondo di manganese. La maggior parte dell'estrazione è concentrata nel deserto del Kalahari. Il Paese detiene anche le maggiori riserve del Mondo: 200 milioni di tonnellate, e l'80% di queste si trovano nel bacino del Kalahari. Tradizionalmente, l'estrazione di manganese era condotta solo da grandi compagnie minerarie, ma negli ultimi anni è cambiata, poiché molte piccole e medie imprese sono impegnate nella lucrosa attività economica. Australia (3 milioni di tonnellate), le più importanti aziende del settore sono la sudafricana South32, l'Australia Manganese e la GEMCO, che si vanta di essere uno dei produttori di manganese più economici del Mondo a Groote Eylandt, il centro delle miniere di manganese. Cina (2,9 milioni di tonnellate), è uno dei principali consumatori di manganese, poiché ne utilizza grandi quantità nella siderurgia. Recentemente sono state scoperte nuove riserve di minerale nella provincia del Guizhou che si ritiene ammontino a circa 200 milioni di tonnellate, ma non si conosce nulla su come e quando verranno utilizzate. Gabon (2,5 milioni di tonnellate). Anche la produzione del Gabon ha registrato un lieve calo rispetto all'anno precedente. La miniera più importante del Paese è quella di Moanda, gestita dalla ERAMET che è il secondo produttore mondiale di minerale di manganese di alta qualità. Brasile (1,7 milioni di tonnellate). Il maggiore produttore di manganese, e non solo, è la brasiliana Vale, che rappresenta il 70% mercato. Inoltre, l'80% della produzione di questa azienda proviene da una sola miniera: quella di Azul. Anche il Brasile è un grande consumatore di questo minerale, che viene impiegato soprattutto nel settore agricolo. Ghana (1,5 milioni di tonnellate). La maggior parte del manganese è estratto nell'area intorno a Takoradi. L'azienda Consolidated Minerals, meglio conosciuta come Consmin, è uno dei quattro maggiori produttori del Mondo, ha una partecipazione del 90% nella Ghana Manganese Company, che gestisce l'importante miniera di Nsuta. India (800.000 tonnellate), come la Cina e il Brasile, questo Paese è un grande consumatore di manganese. Tuttavia, entro il 2020, il Paese si troverà in carenza di questo metallo per la produzione di acciaio. Ucraina (500.000 tonnellate) possiede le seconde più grandi riserve di manganese del Mondo, stimate in 140 milioni di tonnellate. Secondo S&P Global Platts, nel 2017, il Paese ha esportato 936.700 tonnellate di ferroleghe, un numero che comprende anche prodotti a base di questo metallo. Malesia (400.000 tonnellate), negli ultimi dieci anni la Malesia è passata da una produzione quasi nulla ad una produzione annua di oltre 400.000 tonnellate. Il manganese del Paese si trova negli stati di Johor, Kelantan, Pahang e Terengganu. Kazakistan (390.000 tonnellate), ha riserve di minerale per 5 milioni di tonnellate. Inoltre, le principali miniere sono gestite dalla Eurasian Natural Resources.
La domanda globale di manganese è stata una traiettoria ascendente negli ultimi anni. Si ritiene che la crescita della domanda sia legata all'aumento di progetti infrastrutturali nella maggior parte delle principali economie del Mondo, soprattutto Cina e Stati Uniti. Il metallo è utilizzato nella produzione di acciaio, che è un componente critico nel mondo delle costruzioni. La crescente richiesta di manganese in tutto il Mondo è anche legata alla crescita di auto elettriche, che sono alimentate da batterie e il manganese è usato nella produzione di queste batterie.

Il cobalto è l'elemento chimico di numero atomico 27 e il suo simbolo è Co. Il nome deriva forse dal greco kobalos, traducibile con folletto, o kobolt in tedesco, dato dai minatori che incolpavano i folletti di far loro trovare un metallo inutile anziché l'argento. È un elemento bianco-argenteo, ferromagnetico e molto duro. Il cobalto metallico è solitamente una miscela di due diverse strutture cristallografiche. La configurazione termodinamicamente stabile è pertanto quella esagonale. È associato spesso con il nichel, ed entrambi sono componenti caratteristici del ferro meteorico. Il cobalto ha una permeabilità magnetica relativa pari a due terzi di quella del ferro; è chimicamente inerte; a temperatura ambiente risulta stabile nei confronti dell'aria e dell'acqua; viene lentamente attaccato dagli acidi cloridrico e solforico. Un suo isotopo radioattivo artificiale emettitore di raggi gamma, è impiegato nel trattamento di molti tipi di tumori. Il cobalto ed i suoi sali trovano impiego nelle leghe metalliche impiegate nella realizzazione di turbine per motori d'aereo, nelle leghe ad alta resistenza alla corrosione e all'usura, in quelle leghe per la produzione di gioielli in oro, oppure negli acciai per utensili ad alta velocità, negli utensili in metallo duro (detti Widia), nei magneti e supporti magnetici per registrazioni, in lega con ferro o con alluminio, e nei catalizzatori per le industrie petrolchimica e chimica. I maggiori produttori al Mondo di cobalto sono la Repubblica Democratica del Congo, la Cina, lo Zambia, la Russia e l'Australia.

Il nichel è l'elemento chimico di numero atomico 28 e il suo simbolo è Ni. Il nome deriva dallo svedese Nickel, diminutivo di Nicolaus, anticamente associato a persona da poco o ragazzo irrequieto, troppo pieno di vitalità. Esiste poi il derivato tedesco Kupfernickel (rame del diavolo), nome dato dai minatori che, cercando il rame, trovavano invece questo elemento e ne davano la colpa a un genio maligno. Il nichel si usa da almeno 5.000 anni: alcuni bronzi provenienti da quella che è oggi la Siria contengono fino al 2% di nichel. Inoltre esistono alcuni manoscritti cinesi che suggeriscono che il paitung, rame bianco, fosse in uso in Oriente circa 3700 anni fa. Comunque, poiché i minerali di nichel possono facilmente essere confusi con minerali di argento, l'uso consapevole del nichel in quanto tale risale all'êra contemporanea. I minerali che contengono nichel, come la niccolite, erano apprezzati per il colore verde che conferivano al vetro. Nel 1751 il mineralogista svedese Axel Fredrik Cronstedt, tentando di estrarre rame dalla niccolite, ottenne invece un metallo bianco-argenteo che battezzò nickel. La prima moneta di nichel puro venne coniata nel 1881, mentre monete in nichel-rame vennero emesse da tre sovrani del regno indo-greco nel II secolo a.C. Il nichel è un metallo argenteo. Appartiene al blocco del ferro ed è duro, malleabile e duttile, è uno dei cinque elementi ferromagnetici. Si accompagna molto spesso con il cobalto: entrambi si possono trovare nel ferro meteorico. È assai apprezzato per le proprietà che conferisce alle leghe metalliche di cui fa parte. La moneta statunitense detta nichelino a causa della particolare lega usata, non è ferromagnetica. Le riserve maggiori di nichel sono in Australia e Nuova Caledonia e ammontano a circa il 45% delle riserve totali note. Nel 2011 la Russia è stato il maggiore produttore con circa il 20% della produzione mondiale, seguito da Canada, Australia, Indonesia e Filippine.

METALLI LEGGERI: Alluminio, Magnesio, Titanio, Berillio, Calcio, Litio

L'alluminio è l'elemento chimico di numero atomico 13 e il suo simbolo è Al.
Insieme alla plastica e all'acciaio, questo metallo è uno dei materiali più usati nell'industria moderna. L'alluminio è utilizzato dall'industria aeronautica in leghe composite con altri materiali grazie alla sua elevata resistenza e leggerezza. A partire dagli anni Sessanta, le leghe di alluminio sono state usate dagli architetti come un sostitutivo del legno nella realizzazione di infissi. Questo metallo è poi utilizzato anche nell'industria automobilistica, negli accessori da cucina, nella costruzione di tubazioni e nei telai delle biciclette.
Si tratta di un metallo duttile color argento che si estrae principalmente dai minerali di bauxite ed è notevole la sua morbidezza, la sua leggerezza e la sua resistenza all'ossidazione. La sua densità è di 2,71 g/cm³, a cui corrisponde un peso specifico di circa un terzo dell'acciaio e del rame. L'alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali la fusione, l'estrusione, la forgiatura o lo stampaggio. Presenta alta conducibilità termica ed elettrica; è paramagnetico; malleabile e duttile, e può essere lavorato facilmente; pochi elementi in natura si prestano a formare un numero così elevato di leghe come l'alluminio. Per migliorare le caratteristiche meccaniche si aggiungono all'alluminio determinati quantitativi di elementi alliganti: gran parte degli elementi metallici sono solubili nell'alluminio, tuttavia rame, silicio, magnesio, zinco, manganese, nichel sono i leganti utilizzati per costituire le leghe madri. Accanto ad essi si possono impiegare elementi che migliorano alcuni aspetti correttivi delle leghe: piccole percentuali di titanio, zirconio, cromo, bismuto, piombo, cadmio, scandio, litio, berillio ed anche stagno e ferro.


I metalli di alluminio sono usati per produrre cavi elettrici, carrozzerie di automobili, pelli di aerei, lattine di birra e gusci elettronici. I materiali refrattari sono utilizzati in forni, fornaci, focolari e caminetti. Gli abrasivi che contengono alluminio vengono utilizzati per la rettifica di acciaio al carbonio e acciaio ad alta velocità. Viene anche utilizzato in isolanti elettrici e prodotti di carta vetrata.Viene usato in industrie per la fabbricazione di molti prodotti diversi ed è importante per l'economia mondiale. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale (ad esempio in un Boeing B757 il 78% dei materiali usati per la sua costruzione è costituito da alluminio o da leghe contenenti questo metallo) e importanti in altri campi dei trasporti (le pareti e i soffitti del treno Frecciarossa di Trenitalia sono composte da questo metallo) e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie. Gli antichi greci e romani usavano l'allume (che derivava dall'alunite, un solfato d'alluminio), per costruire statue, armi e armature. Era fondamentale nell'industria tessile come fissatore per colori, per le stampe su pergamena, per la concia delle pelli, la produzione del vetro e, come emostatico, per curare le ferite.

Nel 1761 Guyton de Morveau propose di chiamare l'alluminio base con il nome di allumina. Il metallo fu identificato per la prima volta da Humphry Davy, nell'allume, però non riuscì ad isolarlo, propose pertanto il nome alumium (dal latino alumen, alum, sale amaro), poi modificato in aluminium, quindi in alluminio. Il primo scienziato ad isolare, in forma impura, il metallo fu Friedrich Wöhler accreditato per aver isolato l'alluminio in forma massiva, nel 1825. Henri Sainte-Claire Deville nel 1850 introdusse il metodo di riduzione diretta del metallo, per via elettrolitica, (processo studiato in modo indipendente pure da Bunsen) e presentò un piccolo lingotto di alluminio all'Esposizione Universale di Parigi. Da principio non si sapeva ancora apprezzare le sue caratteristiche perchè, i suoi futuri attivi clienti, l'auto e l'aereo, non erano ancora nati. L'invenzione del processo di Hall-Héroult nel 1886, ovvero elettrolisi di allumina disciolta in criolite, rese economica l'estrazione dell'alluminio dai minerali, ed è comunemente in uso in tutto il Mondo. Il primo trust americano, l'Alcoa (Aluminium Company of America) di Andrew Mellon si formò nel 1888, non appena l'americano Hall fece brevettare il metodo di produzione elettrolitica (quasi contemporaneamente al francese Héroult), Mellon si affrettò ad acquistarlo. Oggi Alcoa Inc. è un'azienda statunitense terza nel Mondo come produttrice di alluminio, dietro alla canadese Rio Tinto-Alcan e alla russa UC Rusal, una delle maggiori produttrici di alluminio, risultata dalla fusione di Rusal, di Sual e del settore di alluminio della Glencore del 2007. Dalla sua sede operativa di Pittsburgh, Alcoa gestisce operazioni in 44 Paesi.

L'alluminio è uno degli elementi più diffusi sulla crosta terrestre (8,3% in peso), terzo dopo ossigeno (45,5%) e silicio (25,7%) e paragonabile al ferro (6,2%) e al calcio (4,6%). In natura si trova in minerali dove è sempre combinato con altri elementi, uno dei minerali più ricchi di alluminio è la bauxite, una roccia dal colore rosso bruno o giallo, diffusa soprattutto negli Stati Uniti, in Russia, Guyana, Ungheria, nei territori dell'ex Jugoslavia. La bauxite contiene circa il 45-60% di alluminio ed è il minerale maggiormente utilizzato. Tra i numerosi vantaggi dell'alluminio c'è il suo alto tasso di recupero. Poiché l'alluminio può essere riciclato più e più volte, ha un risparmio energetico fino al 95% rispetto ai costi di produzione primaria. Come per altre materie prime critiche, è la Cina il più grande produttore di alluminio al Mondo. Nel complesso, a livello mondiale, la produzione di alluminio è leggermente aumentata nel 2020 rispetto all'anno precedente, arrivando a 65,2 milioni di tonnellate.

Secondo i dati US Geological Survey riferiti al 2020: la Cina (37 milioni di tonnellate) è il principale produttore del Mondo, ancora una volta responsabile di oltre la metà della produzione di alluminio e ha anche consumato una quantità enorme di metallo; la Russia (3,6 milioni di tonnellate), pur con un così forte divario dalla Cina, ha prodotto leggermente meno rispetto al 2019 e l'azienda più importante del Paese si conferma essere la Rusal, facente parte di China Hongqiao Group dal 2015; l'India (3,6 milioni di tonnellate) ha una produzione stabile, dove ha sede la Hindalco Industries, azienda leader mondiale nella laminazione di alluminio e tra i maggiori produttori di primario in Asia; il Canada (3,1 milioni di tonnellate) nello scorso anno ha aumentato la produzione di alluminio rispetto al totale dell'anno precedente. Nel Paese è molto presente Rio Tinto, un altro leader mondiale del settore, con circa 16 impianti. La maggior parte della produzione canadese si trova nella provincia del Quebec; gli Emirati Arabi Uniti (2,6 milioni di tonnellate) con una produzione rimasta stabile negli ultimi anni. Nel Paese opera Emirates Global Aluminium, il più grande produttore di alluminio del Vicino Oriente che contribuisce al 4% di tutta la produzione mondiale; l'Australia (1,6 milioni di tonnellate) ha avuto un leggero aumento produttivo rispetto al 2019. Qui ha sede la Rio Tinto, che ha in mano quasi tutto il settore minerario del Paese. L'Australia è uno dei produttori di alluminio a più alta intensità di emissioni al Mondo e soffre di costi energetici molto pesanti. Le fonti energetiche rinnovabili potrebbero essere la risposta per salvare il settore dell'alluminio; il Bahrein (1,5 milioni di tonnellate) ha una produzione cresciuta di poco rispetto al 2019, anche se il settore dell'alluminio è una delle maggiori fonti di entrate dalle esportazioni;la Norvegia (1,4 milioni di tonnellate) ha una produzione invariata, Paese che, insieme all'Islanda, è il maggiore esportatore di primario nell'Unione Europea. È Norsk Hydro la società leader che recita un ruolo di primo piano anche a livello globale; gli Stati Uniti (1 milione di tonnellate) hanno 3 importanti aziende che gestiscono sette fonderie di alluminio primario in sei Stati. Di queste, una è inattiva, mentre altre quattro operano a capacità ridotta; l'Islanda (840.000 tonnellate) ha avuto un leggero calo di produzione rispetto all'anno precedente. Interessante notare che Arctus Metals, in collaborazione con Innovation Center Iceland, ha sviluppato una nuova tecnologia di produzione dell'alluminio progettata per eliminare le emissioni di CO2 dal processo industriale.

La bauxite è una roccia sedimentaria minerale di ferro limonite morbida con parti della sua composizione in ferro sostituita da alluminio; si forma quando la silice si disperde dal terreno lateritico; è solo un assortimento di minerali argillosi, idrossidi di alluminio e ossidi di alluminio idrati. Si trova per lo più in climi subtropicali o tropicali umidi e ha una colorazione bruno-rossastra, insieme a un basso peso specifico.
Prende il nome dal paese di Les Baux-de-Provence, nel sud della Francia, nei pressi del quale sono state aperte le prime miniere nel 1822. In genere un deposito bauxitico si presenta sotto forma di aggregato di consistenza litica nel quale si trovano sparse delle pisoliti, ovvero dei noduli di forma tondeggiante, dovuta al trasporto subito. Il colore della bauxite è in genere rosso cupo con irregolari macchie biancastre, è ricca di impurità quali silice ed ossidi di ferro e titanio. Il processo industriale di produzione dell'alluminio (Processo Bayer) prevede come primo passo la separazione delle impurità dai sali di alluminio. Il geologo francese Henri Rouvere ha scoperto la roccia bauxite nel 1821, nei pressi del villaggio di Les Baux. La bauxite è una roccia che si trova in grandi quantità in molti Paesi. La roccia è facilmente ottenibile con l'estrazione a cielo aperto.

L'Australia è il maggiore produttore di bauxite con 102 milioni di tonnellate all'anno. Viene estratto in cinque miniere, lavorato in sette raffinerie e fuso in sei fonderie. Viene estratta utilizzando attività mineraria a cielo aperto, poichè si tratta di depositi relativamente poco profondi situati nell'Australia Occidentale e nel Queensland, soprattutto a Weipa e a Gove. La grande maggioranza della bauxite e dell'allumina viene esportata in Cina. La Cina produce 47 milioni di tonnellate. Le riserve di bauxite sono diminuite di dimensioni a causa dell'aumento della domanda mondiale di alluminio e dei suoi sottoprodotti. La Cina ha optato per l'importazione di bauxite dalla Guinea, dall'India, dall'Australia e dalla Malesia. Una quindicina di navi attraccano tutti i mesi nel porto di Yantai, con i suoi 25 chilometri di banchine. La società cinese Aluminum Corporation of China (Chalco), secondo produttore mondiale di allumina e terzo produttore di alluminio primario, ha ordinato 10 navi da trasporto per minerali di bauxite a Cosco che ha siglato un accordo con i cantieri Cosco Shipping Heavy Industry, controllati dallo stesso gruppo, per una nuova flotta di portarinfuse da 200.000 tonnellate lorde (DWT), proprio per trasportare la bauxite della Guinea. La Guinea produce 65 milioni di tonnellate e possiede le maggiori riserve di bauxite del Mondo, con il 27% del totale e 7.400 milioni di tonnellate stimate. Sebbene la Guinea non abbia ancora raffinerie, le rocce vengono spedite alle raffinerie della Cina, e le miniere di Bok Sono sono tutte di proprietà di compagnie straniere. Dalla Guinea viene caricata la bauxite nel piccolo porto di Kamsar sui vettori per trasportarla in Cina, di gran lunga il più grande consumatore di alluminio del Mondo. La prima compagnia mineraria del Paese, Smb (società mineraria di Boke che associa un armatore, Winning Shipping di Singapore, principale trasportatore di bauxite in Cina, il cinese Shandong Weiqia, grosso produttore di alluminio, e una società di trasporto e di logistica, la guineiana-libanese Ums), diretta da un francese, è inquadrata e cofinanziata dai cinesi. Nel 2018 hanno largamente superato la compagnia nazionale, la Cbg e la russa Rusal, i due principali operatori in Guinea. Il Brasile produce 32,5 milioni di tonnellate e ha la più grande raffineria di allumina al Mondo che riceve le sue scorte da due miniere nello stato di Parà. Ha una pipeline sotterranea unica per il trasporto della bauxite grezza alle raffinerie. Hydro è comproprietaria di due miniere di bauxite in Brasile. La Mineração Rio do Norte (MRN) usa grandi navi sul Rio delle Amazzoni per caricare bauxite a Oriximinã, da dove sarà esportata in tutto il Mondo. L'India produce 19 milioni di tonnellate da miniere poste in sette Stati, quindi possiede sette impianti di fusione e nove raffinerie per l'alluminio. Altri produttori di bauxite sono la Giamaica con 9,8 milioni, il Kazakistan con 5,5 milioni, la Russia con 5,3 milioni, il Suriname con 2,7 milioni e il Venezuela con 2,2 milioni di tonnellate annuali.

Il magnesio è l'elemento chimico di numero atomico 12 e con il simbolo Mg; è l'ottavo elemento più abbondante e costituisce circa il 2% della crosta terrestre. Questo metallo alcalino terroso è usato come agente legante nella produzione di leghe alluminio-magnesio; è un metallo leggero, di colore bianco argento e abbastanza duro, che assume un aspetto opaco se esposto all'aria; è diffuso in natura allo stato di minerale (magnesite, dolomite, kieserite, carnallite, cainite, schoenite, brucite, talco, serpentino, forsterite, olivina, diopside), nelle acque del mare come cloruro, nelle acque di alcune sorgenti salate, nei depositi salini del tipo Staßfurt (nel suo territorio, in Sassonia, si trovano le miniere di salgemma e di sali potassici che sfruttano uno dei maggiori giacimenti del Mondo, situato a circa 300 metri di profondità). Oltre alla leggerezza (4 volte meno pesante del ferro e 1,5 volte meno dell'alluminio), ha proprietà tecnologiche favorevoli: facile lavorabilità alle macchine utensili, facile forgiabilità per colata, per fucinatura, per laminazione, forma una larga serie di leghe, soprattutto con alluminio, zinco, manganese, zirconio. I composti di magnesio, soprattutto l'ossido di magnesio, sono usati come materiale refrattario nei rivestimenti delle fornaci per la produzione di ferro e acciaio, metalli non ferrosi, vetro e cemento. L'ossido di magnesio e altri composti sono usati anche in agricoltura, nell'industria chimica e delle costruzioni.

L'utilizzo principale di questo elemento è come additivo nelle leghe con l'alluminio, utilizzate nelle lattine per le bevande, ma anche nei cerchi degli pneumatici automobilistici, ed è essenziale per componenti strutturali nell'industria missilistica, aeronautica, automobilistica e dei macchinari. Sotto forma di polvere, o di frammenti molto piccoli, si incendia facilmente e la combustione avviene con forte produzione luminosa, per questo motivo viene impiegato nei razzi di segnalazione, nei flash fotografici di vecchia concezione, nei fuochi pirotecnici e nelle bombe incendiarie. I metalli del gruppo dei lantanidi (cerio in particolare) e l'ittrio, aumentano la resistenza delle leghe di magnesio alle alte temperature.
Il nome prende origine dalla parola greca (Maghnesía), che indica una prefettura della Tessaglia nell'antica Grecia chiamata Magnesia. Joseph Black, in Inghilterra, riconobbe il magnesio come elemento nel 1755; Humphrey Davy lo isolò elettroliticamente nel 1808 da una miscela di magnesia e ossido di mercurio, mentre Antoine Bussy lo preparò in forma coerente nel 1831.
Si trova in diversi giacimenti, solo dolomite, magnesite, brucite, carnallite e olivina sono di importanza commerciale. Secondo l'US Geological Survey, le risorse di magnesite in tutto il Mondo sono di 8,5 miliardi di tonnellate, e i maggiori produttori sono: Cina (19 milioni di tonnellate), Turchia (2,8 milioni di tonnellate), Russia (1,35 milioni di tonnellate), Austria (750.000 tonnellate), Slovacchia (620.000 tonnellate), Spagna (620.000 tonnellate), Brasile (500.000 tonnellate, che detiene una delle più grandi riserve del Mondo di magnesite e di dolomite), Australia (440.000 tonnellate), Grecia (410.000 tonnellate), Corea del Nord (250.000 tonnellate, ma detiene le seconde più grandi riserve di magnesite del Mondo). In Italia la produzione supera il fabbisogno interno.

Il titanio è l'elemento chimico di numero atomico 22 e il suo simbolo è Ti; è un metallo del blocco d, e il suo comportamento chimico mostra molte somiglianze a quello del silicio e dello zirconio, come elemento appartenente al primo gruppo di transizione; leggero, brillante, di colore bianco argenteo, lucido, resistente alla corrosione perché forma un rivestimento di ossido passivo e protettivo; non è tossico. Il titanio è un elemento metallico ben conosciuto per il suo alto rapporto tra resistenza e peso. Allo stato puro è abbastanza duttile. Tuttavia le leghe di titanio non sono facilmente lavorabili e la difficoltà di lavorazione alle macchine utensili è paragonabile a quella dell'acciaio inossidabile, il più difficile da lavorare per asportazione di truciolo. Il punto di fusione relativamente alto di questo elemento lo rende utile come metallo refrattario. Il titanio è resistente come l'acciaio pur essendo il 40% più leggero, pesa il 60% in più dell'alluminio, con resistenza doppia. Queste proprietà rendono il titanio molto resistente alle forme usuali di fatica dei metalli, si trova in numerosi minerali, principalmente rutilo e ilmenite.
Il titanio (dal latino Titanus, Titano, nome del dodicesimo figlio di Gea e Urano, tra i titani) fu scoperto nel 1791 dal chimico britannico William Gregor, individuandolo, senza isolarlo, nelle rocce di ilmenite della Cornovaglia; lo chiamò menacanite, dal nome della Valle di Manaccan dove aveva raccolto i campioni di roccia. Nel 1795, il chimico tedesco Heinrich Klaproth lo isolò dai minerali di rutilo, dimostrò che era lo stesso minerale di W. Gregor e battezzò l'elemento con il nome dei titani della mitologia greca. Il titanio metallico puro (99,9%) venne preparato per la prima volta nel 1910 dall'ingegnere neozelandese Matthew Albert Hunter. Il titanio metallico non venne usato al di fuori dei laboratori fino al 1946, quando l'ingegnere lussemburghese William Justin Kroll dimostrò che il titanio poteva essere prodotto commercialmente tramite riduzione del tetracloruro di titanio con il magnesio. Finora, questo è il metodo più usato e prende il nome di processo Kroll.

Esperimenti hanno mostrato che il titanio naturale diventa altamente radioattivo se bombardato con nuclei di deuterio, emettendo principalmente positroni e raggi gamma. Il titanio è il nono elemento per abbondanza nella crosta terrestre (0,6% della massa), non si trova libero in natura ed è presente in molte rocce magmatiche e nei sedimenti da esse derivanti. Si trova principalmente nei seguenti minerali: anatasio, brookite, ilmenite, leucoxene, perovskite, rutilo e titanite, nonché nei titanati alcalino-terrosi, cioè i sali degli acidi titanico e meta-titanico, e in molti minerali ferrosi. Di questi minerali solo l'ilmenite, il leucoxene e il rutilo hanno un'importanza economica significativa. Il biossido di titanio è comunemente trovato in forma nera o brunastra nota come rutilo. Sia il rutilo puro che l'anatasite pura sono bianchi. L'ossido basico nero si trova come minerale naturale chiamato ilmenite: questa è la fonte commerciale principale del titanio.
Il metallo si trova nei meteoriti. Le rocce portate dalla Luna durante la missione Apollo 17 erano composte per il 12,1% di ossido di titanio. Il titanio si trova inoltre nelle ceneri di carbone, nelle piante e anche nel corpo umano.
Il biossido di titanio è usato come pigmento bianco nelle pitture esterne dal momento che è chimicamente inerte, per i suo elevato potere coprente, la sua opacità ai danni provocati da luce UV e la sua capacità autopulente. Una volta veniva anche usato come agente imbiancante ed opicificante negli smalti di porcellana, conferendolgi un tocco finale di grande luminosità, durezza e resistenza all'attacco acido. A causa della sua alta resistenza alla trazione (anche ad alte temperature), il suo peso leggero, la sua alta resistenza nella corrosione e la sua capacità di sostenere temperature estreme, le leghe di titanio sono usate nel settore aeronautico, nei tubi per le centrali elettriche, nella placcatura di armature, nel settore navale, nella costruzione delle navicelle spaziali e dei missili. Il titanio è forte quanto l'acciaio ma il 45% più leggero. In medicina il titanio è usato per realizzare protesi di ginocchio e anca, stimolatori cardiaci, piastre e viti per le ossa e piastre craniche per le fratture del cranio.
Gran parte del titanio viene consumato in forma di biossido di titanio nelle vernici, nella carta e nei cementi per renderli più brillanti, e nelle plastiche. Le vernici fatte con il biossido di titanio riflettono molto bene la radiazione infrarossa e sono quindi molto usate dagli astronomi. Grazie alla loro resistenza meccanica e alla corrosione, leggerezza e capacità di sopportare temperature estreme, le leghe di titanio vengono utilizzate nell'industria aeronautica e aerospaziale, anche se il loro utilizzo in prodotti di consumo, quali mazze da golf, biciclette, componenti motociclistici e computer portatili, sta diventando sempre più comune. Il titanio viene spesso messo in lega con alluminio, ferro, manganese, molibdeno e altri metalli.
Il carburo di titanio, il nitruro di titanio, e più recentemente, il derivato carbonitrurico, sono composti altamente refrattari, inerti sotto le comuni condizioni di temperatura e resistenti all'attacco della maggior parte degli acidi minerali e alcali. Per queste ragioni sono impiegati nella costruzione di utensili e macchinari che possiedono parti destinate alle alte velocità con attrito, nel rivestimento di crogioli per contenere acidi o basi molto forti, componenti di missili sottoposti a usura termica. Grazie alla resistenza all'acqua di mare e alle soluzioni saline in generale, viene usato per fabbricare parti dei propulsori marini; un uso tecnologico molto importante è come materiale metallico di contatto con i fluidi negli impianti di dissalazione dell'acqua marina; viene utilizzato per produrre gemme artificiali relativamente morbide; il biossido di titanio viene impiegato nei filtri solari grazie alla sua capacità di proteggere la pelle; il titanio puro e la lega a base di titanio vengono utilizzati per la fabbricazione di clip chirurgiche da sutura permanente e in odontoiatria per la realizzazione di impianti dentali.
La produzione mondiale è di circa 230.000 tonnellate e quella del biossido di titanio è di circa 4,5 milioni di tonnellate. I principali produttori di biossido di titanio pigmentato (circa il 70% della produzione mondiale) sono Stati Uniti, Germania, Giappone, Inghilterra, Francia. Il titanio metallico è prodotto negli Stati Uniti, Giappone, Gran Bretagna, Kazakistan, Ucraina e Cina. I Paesi della Federazione Russa (58,5%) e l'Ucraina (40,2%) occupano il primo posto nelle riserve esplorate di minerali di titanio. Canada e Norvegia sono i principali produttori di concentrato di ilmenite da giacimenti primari. In totale, rappresentano circa il 30% della produzione annuale mondiale di titanio.
I maggiori produttori di titanio sono: la Cina ( 100.000 tonnellate), il doppio rispetto a Russia e Giappone messi insieme. La Cina ha trovato titanio in diverse miniere, un centinaio, in varie province, soprattutto nel Sichuan, la principale area di produzione; ha anche le riserve di titanio più grandi del Mondo, soprattutto di ilmenite; delle 18 fabbriche di spugne di titanio, 9 si trovano in Cina. La Russia (45.000 tonnellate). Tre delle più grandi miniere di titanio sono Pudozhsky, in Carelia, Ruchar nell'Estremo Oriente e Yugo-Vostochnaya Gremyakha nella regione di Murmansk. Tuttavia, molti depositi in Russia non sono sviluppati. Il più grande dei giacimenti esplorati si trova a 25 km dalla città di Ukhta, e le riserve del giacimento sono stimate in 2 miliardi di tonnellate. Il Giappone ( 40.000 tonnellate) produce nella miniera di Kabasawa, situata presso Sendai e ottiene gran parte del prodotto dalla spugna di titanio della quale è il secondo produttore mondiale. È interessante notare che nel Paese solo il 2-3% del metallo viene usato nel settore aerospaziale, il resto viene utilizzato nell'industria chimica. Il Kazakistan (27.000 tonnellate). L'Ucraina (10.000 tonnellate). L'India (500 tonnellate). Gli Stati Uniti sono un altro produttore: il 60-75% del titanio è utilizzato dall'industria aerospaziale.
Significativi depositi di minerali di titanio si troverebbero nel Parco naturale regionale del Beigua in Liguria e i ricercatori ipotizzano che sia il più grande deposito di titanio del Mondo; la Regione ha dato i permessi per svolgere le ricerche preliminari, ma difficilmente verrà attivata l'apertura del cantiere in un Parco naturale, anche per la forte opposizione delle varie associazioni ambientaliste.

Il berillio è l'elemento chimico di numero atomico 4 e con il simbolo Be; è un metallo alcalino terroso di colore grigio acciaio, il metallo puro è rigido, leggero ma fragile. Industrialmente il berillio è importante perché è il metallo più leggero (la sua massa volumica è di 1,85 g/cm3, cioè il suo peso specifico è 1,85 volte quello dell'acqua), dotato di un'elevata temperatura di fusione (oltre 1250 gradi ), e perché non è attaccato né dall'aria né dall'acqua. Viene usato nella preparazione di leghe molto leggere. Nel settore delle telecomunicazioni, le leghe di berillio trovano impiego negli strumenti di trasmissione wireless. Lo sviluppo prepotente e continuo di tecnologie 4G-5G/Wi-Fi, che migliorano la potenza delle comunicazioni mobili e accrescono la larghezza di banda di Internet, dovrebbero stimolare la domanda globale di questo tipo di leghe. Si prevede che la tendenza alla miniaturizzazione dei prodotti elettronici e la crescente domanda di materiali leggeri e resistenti, anche a temperature operative sempre più elevate, determineranno una forte domanda di leghe di berillio a lungo termine. Ecco perchè il mercato globale del berillio raggiungerà presto le 680 tonnellate.
Ha uno dei punti di fusione più alti tra i metalli leggeri. Possiede una buona conducibilità termica e viene usato come legante nella produzione delle leghe rame-berillio, capace di assorbire grandi quantità di calore; grazie alla loro conducibilità elettrica e termica, rigidità, leggerezza e durezza, oltre che alla resistenza a corrosione e fatica, sono usate nell'industria aerospaziale e militare come materiali strutturali leggeri per la fabbricazione di aerei supersonici, missili, veicoli spaziali e satelliti per telecomunicazioni. Sottili fogli di berillio vengono usati negli strumenti diagnostici a raggi X per filtrare la luce visibile e permettere solo ai raggi X di venire rilevati. Nel campo della litografia a raggi X, il berillio viene usato per la riproduzione di circuiti stampati microscopici; è utilizzato nella costruzione di giroscopi, parti di computer, molle per orologeria e strumenti dove leggerezza, rigidità e stabilità dimensionale sono richieste; in lega con il bronzo, viene utilizzato per produrre utensili antiscintilla. Anche il settore auto usava il berillio: la Mercedes impiegava il berillio in lega con l'alluminio per pistoni e cilindri e, in questo modo, riduceva i pesi e migliorava la conducibilità termica delle sue monoposto da corsa, ma la lavorazione del berillio può condurre al cancro ai polmoni, e nel 2000 il berillio diventò fuorilegge nelle gare automobilistiche.

Il nome berillio deriva dal latino beryllus perché scoperto nel minerale berillo. Sino alla fine dell'Ottocento veniva chiamato glucinio, dal greco glykýs (dolce), a causa del sapore dei suoi sali, e veniva indicato con il simbolo Gl. Questo elemento fu scoperto da Louis Nicolas Vauquelin nel 1798 come ossido nel berillo e negli smeraldi. Friedrich Wöhler e Antoine Alexandre Bussy isolarono indipendentemente il metallo nel 1828. Il berillio si trova in 30 diversi minerali, i più importanti dei quali sono: bertrandite, berillo, crisoberillo e fenacite. Forme preziose di berillo sono l'acquamarina e lo smeraldo, una varietà colorata di verde per la presenza di tracce di cromo.
Attualmente, il grosso della produzione di questo elemento è ottenuta riducendo il fluoruro di berillio con il magnesio. Il berillio non fu disponibile in grosse quantità fino al 1957. A livello geografico, gli Stati Uniti rappresentano il più grande mercato mondiale, ma sono anche il Paese con il 65% delle risorse globali di berillio. Tuttavia, è bene non dimenticare che le preoccupazioni ambientali continuano a fungere da freno per la crescita. Infatti, è noto che l'esposizione al particolato di berillio provoca gravi patologie come la malattia cronica da berillio, la sensibilizzazione al berillio e il cancro ai polmoni. Segue la Cina e nel complesso i due hanno una produzione totale annuale di metallo di circa 190/200 tonnellate all'anno. Le aziende leader sono la American Beryllia Inc.( primo produttore di ossido di berillio), la Belmont Metals (entrambe americane), e la Hunan Shuikoushan Nonferrous Metals Group (in Cina).

Il calcio è l'elemento chimico di numero atomico 20 e con il simbolo Ca; è un metallo alcalino terroso tenero, grigio, usato come agente riducente nell'estrazione mineraria di torio, uranio e zirconio; è il quinto elemento più abbondante della crosta terrestre (di cui costituisce il 3,64%) e il terzo metallo più abbondante, dopo il ferro e l'alluminio. Il più comune composto del calcio che si trova sulla Terra è il carbonato di calcio, riscontrabile nel calcare e nei fossili risalenti all'ancestrale vita marina; il gesso, l'anidrite, la fluorite e l'apatite sono anch'essi fonti di calcio. Il nome deriva dal latino calx, calce, che significa ottenuto dal riscaldamento del calcare. I suoi composti furono noti fin dall'antichità anche se la loro chimica fu sconosciuta fino al XVII secolo. I primi utilizzi del calcio o suoi derivati si fanno risalire anche a 4.500 anni fa, quando in Mesopotamia era adoperato come calce per la lavorazione di alcune statuine raffiguranti divinità. La calce venne usata dai Romani fin dal I secolo.
Il calcio come elemento fu scoperto solo nel 1808. Dopo aver appreso che che lo svedese Berzelius e Pontin avevano preparato amalgama di calcio elettrolizzando la calce nel mercurio, il chimico inglese Humphry Davy fu in grado di isolare il metallo puro. Nel 1800, Alessandro Volta aveva presentato la propria pila elettrica, precursore delle moderne batterie. Davy usò la propria batteria per separare sali attraverso quella che oggi viene chiamata elettrolisi. Con un certo numero di batterie in serie fu in grado di separare gli elementi di potassio e sodio nel 1807, e calcio, stronzio, bario e magnesio nel 1808. La diffusione su vasta scala del calcio puro si è avuta soltanto a partire dalla prima metà del XX secolo.

Questo elemento metallico si trova in grandi quantità nel calcare, nel gesso e nella fluorite, tutte rocce di cui è un componente fondamentale. Il metallo è usato in leghe di alluminio per cuscinetti, come agente per la rimozione del bismuto dal piombo, così come nel controllo del carbonio grafitico nel ferro fuso. Inoltre è usato come deossidante nella fabbricazione di molti acciai; come agente riduttore nella preparazione di metalli come il cromo, il torio, lo zirconio e l'uranio e come separazione del materiale per le miscele gassose di azoto e argon. Il calcio è un elemento legante usato nella produzione di alluminio, berillio, rame, piombo e magnesio; è usato nella produzione di cementi e malte usati nella costruzione di edifici. L'industria metallurgica usa l'ossido per la riduzione delle leghe ferrose. La calce viva è un assorbente eccellente per l'anidride carbonica, perché produce carbonato, che è molto insolubile. Il carburo del calcio è prodotto quando si riscalda una miscela di calce e di carbonio a 3000 gradi C. in un forno elettrico: è un acetilato che produce acetilene tramite idrolisi. L'acetilene è il materiale base di tanti prodotti per la chimica industriale organica.
Il carbonato di calcio puro si presenta in due forme cristalline, la calcite e l'aragonite. I carbonati naturali sono i minerali di calcio più abbondanti. Lo spato d'Islanda o anche calcite ottica e la calcite sono essenzialmente forme pure di carbonato, mentre il marmo è impuro e molto più compatto, ragione per la quale può essere lucidato ed è molto richiesto come materiale da costruzione. Gli alogenuri di calcio includono il fluoruro fosforescente, che è il composto di calcio più abbondante e con le maggiori applicazioni in spettroscopia. L'ipoclorito del calcio (polvere bianca) è prodotto in industria quando il cloro passa attraverso una soluzione di calce ed è usato come agente imbiancante e come depuratore d'acqua. La distribuzione del calcio è molto ampia; si trova in quasi ogni zona terrestre nel Mondo. Questo elemento è essenziale per la vita delle piante e degli animali, dato che è presente nello scheletro degli animali, nei denti, nei gusci delle uova, nel corallo ed in molti terreni. L'acqua di mare contiene lo 0,15% di cloruro di calcio. I Paesi che producono calcio metallico sono Stati Uniti, Canada, Francia, Russia e Cina.

Il litio (dal greco lithos=pietra) è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi indicato con il simbolo Li e con numero atomico 3. Appartiene al primo gruppo, i metalli alcalini e, come tutti i metalli alcalini, reagisce facilmente con l'acqua e in natura non si trova allo stato metallico, a causa della sua notevole reattività. Nella sua forma pura, è un metallo tenero color argento, che si ossida rapidamente a contatto con l'aria o l'acqua. È il più leggero degli elementi solidi, con una densità pari a circa metà di quella dell'acqua ed è usato principalmente nelle leghe conduttrici di calore, nelle batterie e come componente in alcuni medicinali. Se riscaldato, produce una fiamma color cremisi, ma quando brucia intensamente, la fiamma diventa bianco brillante.

Nel 1800, in una miniera sull'isola di Uto in Svezia, fu scoperto dal chimico brasiliano José Bonifácio de Andrada e Silva un minerale chiamato petalite. Inizialmente non si sapeva che tale minerale contenesse litio. Nel 1817 Johan August Arfwedson, mentre lavorava nel laboratorio del chimico J. Jakob Berzelius, analizzando un campione di tale minerale, rilevò la presenza di un nuovo elemento che formava composti simili a quelli del sodio e del potassio. Berzelius diede a tale elemento il nome di lithion, per evidenziare il fatto che era stato scoperto all'interno di un minerale.

METALLI REFRATTARI:Tungsteno, Molibdeno, Vanadio, Tantalio, Niobio, Renio e Zirconio

Cromo, Afnio, Iridio, Osmio, Rodio, Rutenio e Titanio.

I metalli con alto punto di fusione comunemente usati nell'industria sono denominati metalli refrattari come tungsteno, molibdeno, niobio, tantalio e zirconio: hanno un alto punto di fusione, un'alta densità, sono cioè pesanti, una struttura di cristallo stabile, un'energia di attivazione grande e le operazioni di taglio sono difficili ed è sufficiente aggiungerli in lega ad altri metalli. Grazie alla loro capacità di formare uno strato protettivo, i metalli refrattari sono anche resistenti alla corrosione, sebbene si ossidino facilmente ad alte temperature. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, i metalli refrattari sono stati ampiamente utilizzati nei settori dell'energia atomica, aerospaziale, elettronica, prodotti chimici, cure mediche, tessile e industria leggera. Il metallo refrattario comunemente utilizzato è il tungsteno che ha il più alto punto di fusione (3.380 gradi centigradi) e la più alta densità (19,1 g/cm3). Molti includono anche altri metalli: Cromo, Afnio, Iridio, Osmio, Rodio, Rutenio e Titanio.

Il tungsteno è l'elemento chimico di numero atomico 74 e con il simbolo W (da wolframio); è un metallo di transizione duro, pesante, brillante e bianco argento. Si trova in numerosi minerali, tra cui la wolframite e la scheelite.
Il nome tungsteno deriva dallo svedese tung sten, pietra pesante, termine coniato nel 1751 dallo svedese Axel Fredrik Cronstedt, che chiamò così un minerale da lui scoperto, oggi noto come scheelite. Il nome wolframio deriva dal tedesco Wolf ram, sporcizia di lupo, perché tale minerale nero riduce il pregio dei filoni di stagno in cui è presente. La sua esistenza fu ipotizzata per la prima volta nel 1779 da Peter Woulfe, che esaminando la wolframite dedusse che doveva contenere un nuovo elemento. Nel 1781 Carl Wilhelm Scheele verificò che dalla tungstenite si poteva produrre un nuovo acido, che chiamarono acido tungstico. Scheele e Torbern Bergman ipotizzarono quindi che dalla riduzione dell'acido tungstico si sarebbe potuto isolare un nuovo metallo. Nel 1783 gli spagnoli Juan José Delhuyar e Fausto Delhuyar ottennero dalla wolframite un acido identico all'acido tungstico e, più tardi nello stesso anno, isolarono il tungsteno metallico riducendo l'acido tungstico con il carbone. A loro è quindi accreditata la scoperta dell'elemento.

Durante la seconda guerra mondiale il tungsteno giocò un ruolo economico e politico. Il Portogallo, principale produttore europeo di wolframite subì pressioni da entrambi i fronti; date le sue proprietà meccaniche e la sua resistenza, il tungsteno è un metallo ideale per la produzione di armi, specialmente proiettili perforanti in grado di penetrare anche le blindature più solide
Il tungsteno è usato nei filamenti di bulbi di lampade incandescenti, ed anche per contatti elettrici e elettrodi ad arco. Viene usato in leghe, come acciaio, al quale conferisce grande resistenza. Il cemento al carbonio costituisce l'uso più importante per il tungsteno: il suo costituente principale è il carburo di tungsteno: ha la resistenza del ferro da getto e forma eccellenti attrezzi per il taglio per la lavorazione dell'acciaio. I tubi per l'emissione di raggi-X per uso medico hanno un emettitore in tungsteno e lo schermo usato per vedere i raggi X sfrutta il tungsteno fosfato di calcio e di magnesio per trasformare i raggi X in luce visibile blu. Il tungsteno viene usato anche nei microchip e nei cristalli dei display, e le sue leghe sono usate anche nell'industria aerospaziale
Dopo il carbonio, il punto di fusione del tungsteno è il più alto di tutti gli elementi puri (3.422 gradiC.). Ha una ottima resistenza alla corrosione; le sue proprietà di densità e durezza lo rendono il candidato ideale per leghe pesanti usate in armamenti; è utilizzato nella produzione di punte per frecce da competizione, grazie all'alto peso specifico ed alla durezza; gli acciai rapidi sono spesso delle leghe di tungsteno: ne possono contenere fino al 18%; superleghe contenenti questo metallo sono usate in pale di turbine, utensili d'acciaio e parti meccaniche o rivestimenti resistenti all'usura. Composti chimici del tungsteno si usano in catalizzatori, pigmenti inorganici e lubrificanti. Data la sua grande capacità di schermare le radiazioni (10 volte superiore a quella del piombo) viene utilizzato in applicazioni ove sia richiesta una buona capacità di assorbimento congiunta a dimensioni ridotte. Viene utilizzato negli utensili per asportazione di truciolo nella forma di carburo di tungsteno sinterizzato, noto con la denominazione di Widia. Il tungsteno è utilizzato anche nella fabbricazione di bigiotteria e gioielleria, per la sua ipoallergenicità e per la capacità di mantenersi lucido molto più a lungo di qualunque altro metallo. A causa del peso specifico simile all'oro, viene a volte usato dai falsari per produrre lingotti costituiti da un'anima di tungsteno ricoperta d'oro.

L'area estrattiva principale è la Cina, che oggi conta per più di due terzi della fornitura mondiale. Le riserve sono stimate essere intorno a 5 milioni di tonnellate. Il tungsteno viene anche riciclato per il 30% della richiesta. Secondo lo US Geological Survey, la produzione mondiale di tungsteno nel 2016 ha toccato 86.400 tonnellate. Se in certi periodi la produzione segna delle riduzioni lo si deve in gran parte alla minore produzione della Cina e del Canada per diverse motivazioni, prima di tutto per una reazione ai prezzi troppo bassi del metallo. Di conseguenza i tagli della Cina fanno subito risalire i prezzi.
La Cina produce 71.000 tonnellate, ed è di gran lunga il più importante produttore di tungsteno del Mondo. Il Vietnam produce 6.000 tonnellate; la miniera più importante, che è anche la più grande al di fuori della Cina, è Núi Pháo, gestita dalla società privata Masan Resources. La Russia produce 2.600 tonnellate e il più grande produttore è Wolfram Company. La Bolivia produce 1.400 tonnellate. L'Austria produce 860 tonnellate, che provengono in gran parte dalla miniera di Mittersill, dislocata a Salisburgo e considerata la più grande riserva di tungsteno di tutta Europa. La Spagna produce 800 tonnellate. Il Ruanda produce 770 tonnellate, e una parte del minerale viene prodotto in zone di conflitti armati e venduto per finanziare guerre. Il Paese, pur non essendo direttamente coinvolto in conflitti, è sospettato di fare da tramite a minerali provenienti da Paesi africani in guerra. Il Regno Unito produce 700 tonnellate; la Wolf Minerals ha aperto una nuova miniera ad Hemerdon, nel Devon. Il Portogallo produce 570 tonnellate, che provengono soprattutto dalle miniere di Panasqueira e di Borralha.

Il molibdeno è l'elemento chimico di numero atomico 42 e con il simbolo B>Mo; è un metallo di transizione. In forma pura è di colore bianco argenteo, molto duro e tra gli elementi è quello contraddistinto da uno dei più elevati punti di fusione. In piccola quantità ha un effetto indurente sull'acciaio. Oltre due terzi del molibdeno prodotto sono impiegati nelle leghe metalliche. L'uso del molibdeno è cresciuto durante la seconda guerra mondiale, quando fu necessario trovare alternative al tungsteno per produrre acciaio di elevata durezza. Ancora oggi il molibdeno è usato per produrre leghe ad alta durezza e acciai resistenti alle alte temperature. Il molibdeno è usato nella produzioni di parti di aerei e missili, nonché nei filamenti e nelle protesi dentarie; come semiconduttore anche in applicazioni elettroniche; il solfuro e ossido di molibdeno trova uso come catalizzatore nell'industria petrolchimica, usato per rimuovere lo zolfo dal petrolio e dai suoi derivati. I pigmenti a base di molibdeno hanno colori che variano tra il giallo intenso e l'arancione vivo e vengono usati nelle vernici, negli inchiostri e nei manufatti di plastica e di gomma.


Il molibdeno (dal greco mólybdos, simile al piombo) non si trova puro in natura e i composti reperibili venivano confusi, fino al XVIII secolo, con composti di carbonio o piombo. Nel 1778 Carl Wilhelm Scheele comprese che il molibdeno era un elemento diverso dalla grafite e dal piombo e riuscì a isolare l'ossido del metallo dalla molibdenite. Dapprima il molibdeno fu poco usato e rimase confinato nei laboratori fino al tardo XIX secolo. Poi la Schneider and Co, una compagnia francese, provò a usare il molibdeno come agente legante per l'acciaio delle piastre di corazzatura e scoprì le sue utili proprietà. Il molibdeno si trova in minerali come la wulfenite o la powellite, ma la principale sorgente commerciale di molibdeno è la molibdenite. Il molibdeno è estratto come minerale primario ed è anche recuperato come sottoprodotto dell'estrazione del rame.

Nella maggior parte delle applicazioni, è un metallo che non ha sostituti, cosa che aiuta a mantenere costante la domanda mondiale. I dati rilevati dal US Geological Survey forniscono informazioni sulla produzione di molibdeno, stimando una produzione globale di 267.000 tonnellate, i Paesi che hanno prodotto più molibdeno sono: la Cina con una produzione mineraria di circa 100.000 tonnellate rimane il leader incontrastato; gli Stati Uniti con 56.500 tonnellate, pur avendo aumentato la produzione, la domanda di metallo rimane ancora superiore all'offerta nazionale, con un aumento delle importazioni del 17%. Phelps Dodge Corporation è il principale fornitore; il Cile con 49.000 tonnellate e il principale produttore rimane la Codelco, di proprietà statale; il Perù con 18.100 tonnellate, una produzione stabile i cui investimenti minerari sono per la maggior parte rivolti all'estrazione di rame, di cui il molibdeno è un sottoprodotto; il Messico con 13.000 tonnellate, dove la maggior parte del molibdeno proviene dalla miniera a cielo aperto di La Caridad, interamente controllata dal Grupo Mexico; il Canada con 9.300 tonnellate, metallo prodotto principalmente da Endako, una delle più grandi miniere di molibdeno della Thompson Creek Metals; l'Armenia con 7.300 tonnellate, che possiede notevoli riserve e la sua miniera più grande è quella di Kajaran, di proprietà di Cronimet Group tramite Zangezur Copper Molybdenum Combine; la Russia con 4.800 tonnellate, produzione invariata e totalmente autosufficiente per i reattori nucleari russi, specificamente progettati per utilizzare un tipo di molibdeno prodotto solo all'interno del Paese; l'Iran con 4.000 tonnellate, una produzione aumentata grazie alla scoperta di un nuovo deposito di molibdeno a East Azerbaijan, che si stima abbia riserve per 21,7 milioni di tonnellate di molibdeno; la Mongolia con 2.000 tonnellate e le informazioni disponibili sul molibdeno della Mongolia sono scarse, si conosce solo il nome di una società operante, la Erdene Resource Development.

Il vanadio è l'elemento chimico di numero atomico 23 e con il simbolo B>V; è un elemento raro che si trova sotto forma di composto in certi minerali; è un metallo di transizione duro, grigio argenteo, duttile. Il vanadio è un inquinante ambientale che si trova nei carburanti e viene emesso come particolato dalla combustione di questi nelle aree urbane. I composti del vanadio vennero scoperti da Andrés Manuel del Río nel 1801 in Messico, grazie all'analisi di un minerale di piombo messicano, in seguito denominato vanadinite; notò che il materiale assumeva colorazioni simili a quelle del cromo, lo chiamò quindi paracromo; osservando poi che la maggior parte dei suoi sali, in seguito a riscaldamento, avevano colorazione rossa, cambiò il nome in erythronium (dal greco=rosso). Del Rio revocò la scoperta poco tempo dopo, quando, prima Alexander von Humboldt, e poi il chimico francese Collett-Desotils affermarono che il nuovo elemento era cromo contaminato a causa della sua somiglianza con i composti del cromo. Nel 1830 il chimico svedese Jöns Jacob Berzelius e il suo allievo Nils Gabriel Sefström riscoprirono il vanadio in un ossido trovato mentre lavoravano il ferro della miniera svedese Taberg, dimostrando la presenza di un nuovo elemento, per il quale fu coniato il nome di vanadio, da Freia, chiamata anche Vanadis, dea scandinava della bellezza, della fertilità, dell'oro, della seduzione, della guerra e delle virtù profetiche. Il nome fu scelto per la bellezza e per la varietà dei colori dei composti del vanadio. Poco tempo dopo, Friedrich Wöhler fornì la prova dell'identità del vanadio con l'eritronio di Manuel del Río. Nel 1867, Henry Enfield Roscoe ottenne il vanadio metallico, per riduzione del cloruro di vanadio con idrogeno. Il vanadio puro al 99,7% fu ottenuto per la prima volta nel 1925 da John Wesley Marden e Malcolm Rich riducendo l'ossido di vanadio con il calcio. Il vanadio fu utilizzato per la prima volta nel 1903, quando in Inghilterra si iniziò a produrre acciaio contenente vanadio. Il maggiore utilizzo dell'elemento nell'industria siderurgica iniziò nel 1905, quando Henry Ford iniziò a utilizzare gli acciai al vanadio nella costruzione di automobili.

Si usa soprattutto in metallurgia, e oltre il 90% della produzione viene utilizzato in una varietà di leghe, con i metalli ferro, titanio, nichel, cromo, alluminio o manganese e per la produzione di leghe di acciaio speciali, come gli acciai per utensili super rapidi. Circa l'80% del vanadio prodotto viene usato come ferro-vanadio. Gli acciai che contengono anche cobalto oltre a ferro e vanadio sono magnetici. Mescolato con l'alluminio in leghe di titanio è usato nei motori a propulsione e nei profili aerei ad alta velocità. Le leghe del vanadio sono anche usate nei reattori nucleari, in quanto il vanadio ha una bassa capacità di assorbimento dei neutroni e non si deforma a temperature alte; il più importante composto industriale di vanadio, il pentossido di vanadio, viene usato come catalizzatore per la produzione di acido solforico; nastri di gallio-vanadio sono contenuti nei magneti superconduttori; da poco è entrata in produzione una nuova batteria al vanadio. I super accumulatori sarebbero destinati non soltanto alle auto, ma anche a bici, scooter, veicoli commerciali e industriali: il raggio d'azione è superiore del 30% a quella tradizionale e i tempi di ricarica dovrebbero sostanzialmente dimezzarsi.
Il vanadio si trova naturalmente in circa 65 minerali diversi, tra cui la patrónite, la vanadinite e la carnotite, e nei depositi di combustibili fossili. Viene prodotto soprattutto in Cina e in Russia dalle scorie delle fonderie di acciaio; altri Paesi lo producono sia dalla polvere di scarico dell'olio pesante o come sottoprodotto dell'estrazione dell'uranio. Il vanadio è anche presente nella bauxite ed in giacimenti di combustibili fossili e nelle sabbie catramose. Molto del vanadio metallico prodotto viene ottenuto dalla riduzione del pentossido di vanadio con calcio metallico, ma generalmente viene ottenuto come sottoprodotto di altri minerali.
Le riserve più vaste di vanadio si trovano in Sud Africa ed in Russia: non è una materia prima scarsa, ci sono riserve note di 63 milioni di tonnellate. La produzione mondiale del minerale del vanadio si aggira intorno alle 86.000 tonnellate all'anno. La produzione del metallo è di circa 7.000 tonnellate. La Cina è il principale produttore anche di ferro-vanadio ma, recentemente, molti produttori locali hanno dovuto chiudere a causa dei nuovi requisiti ambientali. Proprio queste chiusure hanno contribuito a scatenare l'aumento dei prezzi, anche se ha giocato un qualche ruolo l'interesse crescente per le batterie redox al vanadio.
La classifica viene redatta in base ai dati più recenti (2019) dello US Geological Survey. La Cina produce circa 54.000 tonnellate, e supera di gran lunga tutti gli altri Paesi in termini di produzione mineraria, ma è anche un grande consumatore di questo metallo. La Russia produce 18.400 tonnellate. Pur essendoci poche informazioni sul vanadio russo, si conosce che le riserve sono le seconde più grandi del Mondo e che l'azienda più importante nel settore è la Evraz Kgok. Il Sudafrica produce 8.000 tonnellate. Il Brasile produce 5.940 tonnellate e la gran parte del prodotto è della Largo Resources che gestisce la miniera di Maracas Menchen, da cui proviene il vanadio più pregiato del Mondo. Gli Stati Uniti producono solo 0.460 tonnellate e per gli usi strategici sono costretti ad importare vanadio da Cina (56%), Russia (25%), e Sudafrica (11.2%).

Il tantalio è l'elemento chimico di numero atomico 73 e il suo simbolo è Ta; è un metallo grigio, lucido, duro e duttile e si trova soprattutto nella tantalite e secondariamente nella euxenite, samarskite e fergusonite; è spesso mescolato con la columbite in un minerale chiamato columbite-tantalite, conosciuto come coltan. L'estrazione avviene principalmente da minerali di rame o stagno contenenti tantalio e scorie (tantalite o coltan). Il tantalio è molto resistente alla corrosione infatti, per temperature al di sotto dei 150°C, lo si può considerare del tutto immune agli attacchi chimici.
Il tantalio fu scoperto in Svezia nel 1802 da Anders Ekeberg, analizzando la tantalite finlandese e la yttrotantalite di Ytterby; fu isolato nel 1824 circa da Berzelius. Molti chimici del tempo pensavano che il niobio e il tantalio fossero lo stesso elemento. La differenza fu scoperta solo nel 1846 da Heinrich Rose che diede al secondo elemento il nome di Niobio, quando dimostrò che l'acido niobico e l'acido tantalico erano due composti diversi. I primi ricercatori furono capaci soltanto di isolare il metallo impuro; il primo tantalio metallico relativamente puro e duttile fu prodotto da Werner von Bolton nel 1903.
Il nome fu scelto da Ekeberg e deriva dal personaggio mitico di Tantalo (greco Tántalos), padre di Niòbe nella mitologia greca, che fu condannato, dopo la sua morte, a restare immerso nell'acqua fino alle ginocchia, mentre sopra di lui crescevano dei frutti perfetti che lo avrebbero tentato per l'eternità: se si chinava per bere, l'acqua spariva, e se alzava le braccia per cogliere i frutti, i rami si alzavano oltre la sua portata. In un certo senso questo somiglia al comportamento chimico del tantalio, che non si scioglie negli acidi.

I filamenti di tantalio furono usati nelle lampadine elettriche finché non vennero sostituiti da quelli in tungsteno. Viene usato nel campo dell'industria chimica (reattori, scambiatori di calore), nell'industria nucleare e nell'elettronica, in particolare, nei condensatori elettronici, per la loro ridotta dimensione e peso sono utilizzati nella telefonia mobile (i condensatori al tantalio, di dimensioni minuscole, hanno un'elevata capacità ed una grande stabilità termica; questo riduce i problemi di impiego in dispositivi compatti e privi di ventole di raffreddamento, e tutto ciò ha permesso di produrre telefoni sempre più piccoli, compatti e potenti), nei computer, nella componentistica automobilistica e in alcune resistenze ad alta potenza. Ha trovato applicazione anche in siderurgia (sotto forma di ferrolega contenente il 50- 60% di niobio e tantalio), quale elemento speciale di aggiunta ad acciai inossidabili, ad acciai ad alto limite di snervamento e ad alcune leghe di nichel; nella produzione di superleghe per motori a reazione, reattori nucleari e parti di missili o, come carburo di tantalio, nei metalli duri. In campo medico il tantalio è utilizzato nella produzione di strumenti chirurgici resistenti alla corrosione e per protesi, risultando bioinerte ed anche per la capacità di formare un legame diretto col tessuto osseo.
Il coltan, abbreviazione della columbite-tantalite o columbo-tantalite, miscela di due ossidi ad alto tenore di tantalio, è presente in gran quantità nella zona orientale del Congo. La gestione dell'estrazione e del traffico di questo ed altri minerali da parte di organizzazioni paramilitari e guerriglieri africani, con relativo sfruttamento della manodopera locale, contribuisce all'instabilità decennale della zona e alla guerra civile. Negli anni diverse aziende multinazionali sono state accusate di contribuire a tale traffico, fino ad arrivare a forme di certificazione della provenienza. Malgrado i milioni di morti causati dai conflitti, le ampie violazioni dei diritti umani riscontrate e il coinvolgimento del settore delle nuove tecnologie, la questione trova scarso spazio sui media.
I Paesi che hanno prodotto tantalio nel 2019 sono: la Repubblica Democratica del Congo, con 580 tonnellate (in realtà si ritiene che produca il 50% del totale mondiale, anche se le pratiche minerarie sono quanto di più corrotto e immorale si possa immaginare, pratica comune nel campo minerario in molti altri Paesi). Il Brasile produce 430 tonnellate e la maggiore miniera è quella di Mibra, di proprietà di Advanced Metallurgical Group; la maggior parte delle risorse mondiali di tantalio si trovano in Brasile e Australia (secondo l'US Geological Survey), ma il Brasile ha riserve molto più grandi (65.000 tonnellate), contro le 51.000 tonnellate dell'Australia. Il Ruanda, con 336 tonnellate (tutti gli operatori sanno che la posizione del Ruanda è soltanto statistica, in quanto la maggior parte del prodoto arriva da altri Paesi, Repubblica Democratica del Congo in testa, da quando, nel 2012, gli Stati Uniti hanno varato una legge che obbliga le imprese a comunicare l'utilizzo di minerali provenienti da zone di guerra. I minatori congolesi vendono perciò la loro merce a Paesi limitrofi che non siano classificati come zone di guerra. La Nigeria con 180 tonnellate, pur avendo grandi riserve non sfruttate per la perenne instabilità politica e per i perenni conflitti interni. La Cina produce 95 tonnellate (Yichun e Nanpingmines) e vende il 30% agli Stati Uniti che però recuperano grandi quantità di tantalio da apparecchiature elettroniche obsolete. L'Australia con 80 tonnellate possiede una delle miniere più importanti al Mondo, Wodgina, di proprietà della Global Advanced Metals, e Greenbushes. L'Etiopia produce 70 tonnellate con una recente crescita significativa. Poi viene il Burundi con 38 tonnellate: valgono le stesse considerazioni fatte per il Ruanda, essendo confinante proprio con Ruanda e Congo. Ultima la Russia con 26 tonnellate (Orlovkamine).

Il niobio è l'elemento chimico di numero atomico 6 e con il simbolo C; è un metallo di transizione raro, noto in passato anche col nome di columbio perché scoperto insieme al tantalio nel minerale columbite; tipicamente duttile, morbido, malleabile, duttile, grigio-bianco. Nelle sue proprietà fisiche e chimiche assomiglia al tantalio. Viene impiegato in saldature a elevata resistenza, è un componente di alcuni acciai inossidabili e di leghe di metalli non ferrosi; molte di queste leghe sono contraddistinte da un'elevata robustezza e sono impiegate nella realizzazione di condotti; grandi quantità di niobio sono usate nel programma spaziale degli Stati Uniti. Piccoli apporti di niobio conferisono maggiore forza ad altri metalli, soprattutto a qualli esposti a basse temperature. Il carburo di niobio è usato in utensili per il taglio, mentre le leghe niobio-stagno e niobio-titanio sono usate per produrre gli avvolgimenti di magneti superconduttori capaci di produrre campi magnetici di elevatissima intensità. Le leghe di niobio sono usate negli impianti chirurgici perché non reagiscono con il tessuto umano; le leghe ad alta purezza con ferro, nichel e cobalto viene impiegato in ambito aeronautico e aerospaziale per la realizzazione di parti di motori jet, parti di razzi e strutture resistenti alle alte temperature. In minori quantità di niobio ad alta purezza viene utilizzato, in lega con titanio o stagno, per la fabbricazione di fili o elettrodi superconduttori.

Il niobio non si trova mai allo stato nativo. I minerali in cui compare sono la niobite, la niobite-tantalite e l'euxenite, mentre i minerali più importanti per l'estrazione del niobio sono il pirocloro e secondariamente quelli del gruppo columbite-tantalite. Il pirocloro si rinviene principalmente nelle carbonatiti, mentre la columbo-tantalite in pegmatiti.
Il niobio (dal personaggio della mitologia greca di Niobe, in greco Nióbe), figlia di Tantalo, è stato scoperto da Charles Hatchett nel 1801, che lo chiamò columbio. Hatchett trovò il niobio nei minerali di columbite spediti in Inghilterra attorno al 1650 dal primo governatore del Connecticut. Per molto tempo fu difficile distinguerlo dal tantalio, fino a quando Heinrich Rose e Jean Charles Galissard de Marignac lo riscoprirono nel 1846. Dato che Rose non era al corrente del precedente lavoro di Hatchett, diede all'elemento il nuovo nome di niobio. Le differenze tra tantalio e niobio furono inequivocabilmente dimostrate nel 1864 da Christian Blomstrand, che fu il primo a ottenere il metallo in forma pura scaldando il suo cloruro in atmosfera di idrogeno.
I minerali che contengono niobio contengono spesso anche tantalio. Grandi giacimenti di niobio sono stati trovati associati alle carbonatiti (rocce carbon-silicatiche) come costituenti del pirocloro. Brasile e Canada sono i principali produttori di minerali di niobio; altri siti con consistenti riserve di minerali di niobio sono in Nigeria, nella Repubblica Democratica del Congo e in Russia.
Le zone estrattive principali del Mondo sono il Brasile (88.900 t.), che produce più del 90% del niobio, il Canada (6.800 t.), mentre tutti i restanti producono solo 1.200 t., cioè Zaire, Russia, Nigeria e Mozambico. La produzione mondiale, al 2019, è intorno alle 97.000 t/anno. Va evidenziato come attualmente il 20% del consumo statunitense di niobio deriva dal riciclaggio di apparecchiature dismesse.

Il renio è l'elemento chimico di numero atomico 75 e con il simbolo Re; è un metallo di transizione bianco-argenteo, raro, pesante, è il quarto elemento più denso sulla Terra dopo Osmio, Iridio e platino; chimicamente somiglia al manganese e viene usato in alcune leghe. Il renio è ottenuto come sottoprodotto della raffinazione del molibdeno e le leghe renio-molibdeno sono superconduttrici. Il renio è stato l'ultimo elemento naturale a venire scoperto. Il suo nome deriva dal nome latino del fiume Reno, Rhenus. La sua scoperta, avvenuta a Berlino, è attribuita ai chimici Walter von Noddack, Ida Noddack ed allo spettroscopista Otto Carl von Berg. Nel 1925 dichiararono di aver scoperto l'elemento nei minerali del platino, nella gadolinite e nella molibdenite mediante spettrometria X su lastra fotografica nella columbite. Nel 1928 furono in grado di estrarre un grammo di renio da 660 kg di molibdenite. Dati la difficoltà e i costi del processo di purificazione, il renio non venne più estratto fino all'inizio degli anni cinquanta, quando iniziò la produzione di leghe tungsteno-renio e molibdeno-renio che trovarono importanti applicazioni industriali.

Il renio possiede un punto di fusione tra i più alti tra gli elementi, inferiore solo a quello del tungsteno e del carbonio. È anche uno dei più densi, superato solo dal platino, dall'iridio e dall'osmio. Viene generalmente commercializzato in forma di polvere che può essere compattata per pressione e sinterizzazione sotto vuoto o in atmosfera di idrogeno. Quando viene temprato, questo metallo è molto duttile e può essere piegato, torto e rollato. Questo elemento trova uso principalmente nella produzione di catalizzatori al platino-renio nella produzione di leghe metalliche resistenti alle alte temperature, usate per realizzare turbine di motori jet e motori di razzi; additivo per leghe a base di tungsteno o molibdeno; realizzazione di contatti elettrici, data la buona resistenza all'usura e alla corrosione; produzione di termometri a termocoppia per la misura di temperature fino a 2200 gradi centigradi; lampade flash in fotografia.
Il renio non si trova in natura allo stato libero e nemmeno compare in minerali tipici. La sua abbondanza nella crosta terrestre è di circa 1 ppb, cioè circa un milligrammo per tonnellata. Viene principalmente estratto dai fumi di arrostimento dei minerali a base di solfuro di rame e da alcuni minerali del molibdeno che arrivano a contenerne tra lo 0,002% e lo 0,2%. Il Cile possiede le riserve di renio più significative nelle miniere di rame ed è il principale produttore. Il primo minerale di solfuro di renio noto si è formato nel vulcano Kudrjavyj (dell'isola Iturup nelle Curili russe). Il vulcano Kudriavy produce circa 60 kg di renio all'anno sotto forma di disolfuro di renio che si condensa dalle fumarole. I principali giacimenti di renio si trovano in Cile e Kazakistan che sono i Paesi con la più alta produzione di renio, rispettivamente con 22.900 e 8.000 tonnellate estratte. Altri Paesi coinvolti nella produzione di renio sono Stati Uniti, Armenia, Canada, Perù e Russia. La somma delle produzioni tra questi sette Paesi è di oltre 49.000 tonnellate.

Lo zirconio è l'elemento chimico di numero atomico 40 e con il simbolo Zr; è un metallo di transizione bianco-grigio, duro, pesante il cui aspetto ricorda quello del titanio. Viene ottenuto soprattutto dallo zircone ed è molto resistente alla corrosione. Le leghe metalliche di zirconio sono largamente impiegate negli impianti nucleari a causa della bassa sezione di assorbimento per i neutroni, sia come rivestimento del combustibile nucleare, sia nelle strutture di sostegno del nocciolo, e inoltre per la loro resistenza alla corrosione in acqua. È più leggero dell'acciaio ed ha una durezza comparabile a quella del rame. A causa del suo alto punto di fusione di 2.550 gradi C, della sua elevata durezza e bassa reattività, è il minerale più antico che si possa trovare sulla Terra e può essere utilizzato per la determinazione radiometrica dell'età basata su isotopi di uranio e torio incorporati. L'uso principale dello zirconio è sotto forma di zircone per materiali refrattari, sabbie da fonderia e opacizzazione della ceramica. Viene anche commercializzato come pietra preziosa, usata in gioielleria. L'ossido di zirconio può essere trattato per produrre un'imitazione dei diamanti; in campo odontoiatrico è utilizzato lo zircone cubico per realizzare protesi dentali in zirconia con tecnologia scanner dentale 3D.
Più del 90% di tutto lo zirconio metallico viene usato dalle centrali nucleari sparse per il Mondo e viene largamente impiegato in chimica industriale per tubazioni in ambienti corrosivi. L'ossido di zirconio viene usato nei trattamenti antiriflesso delle lenti degli obiettivi; per fabbricare crogioli da laboratorio in grado di sopportare forti shock termici; per il rivestimento di fornaci in metallurgia e dall'industria del vetro e della ceramica come materiale refrattario. I tessuti umani tollerano questo metallo che è adatto per giunti e protesi artificiali impiantabili; viene usato anche per produrre scambiatori di calore, leghe speciali e come agente degasatore nelle valvole termoioniche e nelle lampadine a incandescenza. Quando è in lega con il niobio, lo zirconio è superconduttore a basse temperature e si usa per costruire magneti superconduttori.

Lo zirconio (dall'arabo zarkûn, a sua volta derivato dal persiano zargûn, simile all'oro) fu scoperto nel 1789 da Martin Heinrich Klaproth e isolato nel 1824 da Jöns Jacob Berzelius. I minerali dello zirconio, ovvero lo zircone e la zirconite erano noti nell'antichità e sono menzionati nelle scritture bibliche. Fu però l'analisi di Klaproth di uno zaffiro proveniente da Ceylon, a rivelare che questo minerale conteneva un elemento ancora sconosciuto, che egli battezzò Zirkonertz. Il metallo fu isolato in forma impura da Berzelius. Lo zirconio puro fu ottenuto per la prima volta nel 1914. Non si trova mai in natura come metallo puro e la sua principale fonte commerciale è il minerale di silicato di zirconio, lo zircone, che si trova in giacimenti situati in Australia, Sudafrica, Brasile, India, Russia e negli Stati Uniti. È estratto come polvere scura e fuligginosa, o come sostanza cristallina di color grigio metallico. Lo zirconio e l'afnio sono contenuti nello zircone in rapporto di 50 a 1 e sono molto difficili da separare. Si trova principalmente nelle rocce intrusive come il granito ed è anche un sottoprodotto dello sfruttamento minerario e della lavorazione di sabbie minerali come la menaccanite, la ilmenite e il rutilo, o nei minerali di stagno. Lo zirconio di qualità commerciale contiene ancora dall'1% al 3% di afnio. Questo elemento è anche abbondante nelle stelle di tipo S ed è stato rilevato nel Sole e nelle meteoriti. I campioni di rocce lunari portati sulla Terra dalle missioni Apollo hanno un contenuto di ossido di zirconio molto più alto rispetto a quelle terrestri.
I più importanti depositi di zirconio si trovano in pochi Paesi. Le riserve mondiali superano i 60 milioni di tonnellate e la produzione annuale mondiale di zirconio nel 2013 è stata di circa 1,5 milioni di tonnellate. Nel 2013, due terzi di zircone erano estratti in Australia e Sudafrica.

L'afnio è l'elemento chimico solido di numero atomico 72 e con il simbolo Hf; è un metallo di transizione di aspetto lucido e colore grigio argenteo, duttile, resiste alla corrosione grazie alla formazione di un film di ossido duro ed impenetrabile sulla sua superficie; chimicamente assomiglia allo zirconio e si trova spesso nei suoi minerali. Si utilizza in lega con il tungsteno nei filamenti e negli elettrodi, come catodo per tubi a raggi X, ed è utilizzato come assorbente di neutroni nelle barre di controllo dei reattori nucleari; è usato in leghe e ceramiche per alte temperature, dal momento che fra i suoi composti vi è l'ossido che fonde a 2800 gradi C. e da cui si ottengono smalti altamente refrattari.

Dal latino scientifico hafnium, il suo nome deriva da Hafnia, nome latinizzato di Copenaghen ed è stato scoperto da Dirk Coster e George Charles de Hevesy nel 1923 a Copenaghen. Già nella Tavola periodica degli elementi elaborata da Mendeleev era previsto un corrispondente più pesante del titanio e dello zirconio. All'inizio del 1923 alcuni chimici e fisici, tra cui Niels Bohr, proposero che l'elemento 72 dovesse assomigliare allo zirconio e quindi non far parte delle terre rare. Sulla base di queste considerazioni, Dirk Coster e George Charles de Hevesy cominciarono a cercare l'elemento 72 nei minerali di zirconio, fino a giungere così alla scoperta dell'afnio nel 1923. Il nome dell'elemento fu derivato da Hafnia, la città di Niels Bohr. L'afnio fu definitivamente identificato in cristalli di zircone in Norvegia attraverso l'analisi ai raggi X. L'afnio metallico fu preparato per la prima volta nel 1924 da Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer.
L'afnio e' difficile da separare dal suo partner del gruppo 4, lo zirconio, perchè i due elementi hanno atomi delle stesse dimensioni. I minierali di afnio sono rari, ma due sono noti: afnono ed alvite. La produzione industriale dell'afnio metallico non ammonta a più di 50 tonnellate l'anno. Le riserve non sono state registrate, ma possono essere stimate da quelle dello zirconio.

L'Iridio è l'elemento chimico di numero atomico 77 e il suo simbolo è Ir, è un metallo di transizione bianco-argenteo, molto duro, fragile, brillante, denso, appartenente al gruppo del platino. Si trova in natura in lega con l'osmio e viene impiegato nella produzione di leghe metalliche destinate a lavorare ad alta temperatura e in condizioni di elevata usura, ed è ritenuto essere il metallo più resistente alla corrosione. Il nome iridio deriva dal latino iridium da iris=iride, arcobaleno con l'aggiunta del suffisso -ium tipico degli elementi metallici. La inconsueta deposizione di iridio in alcuni strati geologici è ritenuta prova di una origine meteorica. Non è infuenzato da aria, acqua e acidi. Negli ultimi tempi la richiesta di iridio proviene soprattutto dall'industri elettronica a causa dell'arrivo del 5G, e del forte utilizzo del comparto auto e dell'industria chimica, in cui viene usato per rivestire gli elettrodi e come catalizzatore. A causa delle sue elevate caratteristiche di durezza e fragilità, è difficile da lavorare e da modellare. L'uso principale è come agente indurente in lega con il platino, serve per crogioli e vari attrezzi destinati a lavorare ad alte temperature, in leghe osmio/iridio per i pennini delle penne stilografiche e per i perni delle bussole.

L'iridio fu scoperto nel 1803 a Londra da Smithson Tennant. Lo isolò insieme con l'osmio dal residuo scuro ottenuto dalla dissoluzione del platino grezzo in acqua regia. Una lega platino iridio fu usata nel 1899 per costruire il metro standard e il chilogrammo standard, adottati come riferimento dal Sistema Internazionale e conservati presso il Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres. È uno degli elementi più rari sulla crosta terrestre e si trova allo stato nativo legato al platino e ad altri metalli nei depositi alluvionali. Tra le leghe naturali dell'iridio vi sono l'osmiridio e l'iridosmio, entrambe in lega con l'osmio. Negli asteroidi e nei meteoriti è presente con un'abbondanza molto maggiore di quella media sulla crosta terrestre. Viene ottenuto industrialmente come sottoprodotto della lavorazione dei minerali del nichel. La produzione annuale mondiale è di circa 3 tonnellate e i quattro quinti della produzione provengono dal Sud Africa. Le riserve non sono state stimate.

L'Osmio è l'elemento chimico di numero atomico 76 e il suo simbolo è Os. È un metallo di transizione del gruppo del platino: è duro, di colore blu-grigio o blu nerastro e si usa in alcune leghe con il platino e l'iridio. Si trova in natura in lega con il platino, nei minerali di quest'ultimo. Il suo tetrossido si usa nel rilevamento delle impronte digitali, il metallo puro o legato nei contatti elettrici, nei pennini delle penne stilografiche e in altre applicazioni dove è necessaria una estrema durezza e resistenza all'usura. Per questo viene utilizzato dai vetrai per asportare graffi e abrasioni da vetri e specchi. Per la sua grande densità l'osmio è in genere considerato l'elemento più pesante di tutti, superando di poco l'iridio.

Il tetrossido di osmio ha trovato uso nella colorazione dei tessuti grassi e per la preparazione di vetrini per microscopia. Una lega 90:10 platino:osmio è usata per produrre impianti chirurgici quali stimolatori cardiaci e valvole polmonari. L'osmio, dal greco osmè=odore o puzza, in relazione all'odore dell'ossido, fu scoperto nel 1803 da Smithson Tennant, a Londra. Lo isolò insieme con l'iridio dal residuo ottenuto dallo scioglimento del platino nell'acqua regia. L'osmio si trova nel metallo nativo e nelle sabbie fluviali ricche di platino degli Urali e delle Americhe. Si trova inoltre nei minerali di nichel della regione di Sudbury, nell'Ontario. Ogni anno vengono prodotti meno di 100 kg.

Il Rodio è l'elemento chimico di numero atomico 45 e il suo simbolo è Rh. È un metallo di transizione raro, duro, bianco-argenteo, si trova nei minerali del platino, è molto riflettente; ad alte temperature perde l'ossigeno e ritorna allo stato puro metallico; ha un punto di fusione maggiore del platino e densità inferiore; non viene attaccato dagli acidi e si scioglie solo in acido solforico a caldo. Il rodio è usato principalmente come legante per platino e palladio per conferire loro maggiore durezza; queste leghe sono usate in termocoppie, elettrodi per candele in motori aeronautici, crogioli di laboratorio, avvolgimenti per fornaci, trafile per produzione di fibre di vetro; come materiale per contatti; placcature di rodio sono estremamente dure e si usano per strumenti ottici; in gioielleria per dare la brillantezza tipica all'oro bianco e per le decorazioni; è un utile catalizzatore e si usa nelle marmitte catalitiche dei sistemi di scappamento delle automobili. Il rodio, dal greco rhódon, significa rosa, fu scoperto nel 1803 da William Hyde Wollaston poco dopo aver scoperto il palladio; fece la scoperta in Inghilterra da minerale grezzo di platino che ottenne dal Sudamerica. Il suo procedimento fu molto complesso e, alla fine, il materiale che rimase era una sostanza rossa formata di cloruro di rodio da cui il rodio metallico fu isolato per riduzione con idrogeno gassoso. L'estrazione industriale del rodio è piuttosto complessa perché esistono pochissimi minerali di rodio e questo elemento si trova anche mescolato in minerali di altri metalli, come palladio, argento, platino e oro.

Il rodio è un metallo abbastanza raro con produzione limitata a sole 25 tonnellate, solo in 5 miniere e da due soli luoghi. Il Sud Africa produce circa l'88% della produzione mondiale e il rodio è un sottoprodotto della produzione di platino; e la Russia è il secondo produttore, e sfrutta le sabbie fluviali dei monti Urali con il 10% della produzione mondiale; la restante parte proviene dal Canada come sottoprodotto del nichel. Poiché i costi di produzione sono aumentati, i produttori per compensare, hanno ridotto la produzione, creando un buco nel mercato del rodio. In gioielleria si usa una piccola parte mentre circa l'85% delle forniture vengono utilizzate per i catalizzatori catalitici per auto. Per molti anni è stato il metallo di gran lunga più prezioso al mondo, con un prezzo che nel luglio 2008 ha superato i 10.000 $ per oncia (350 dollari/grammo); in seguito il prezzo si è ridotto, diventando a inizio 2009 paragonabile a quelli di oro e platino, ma nel 2020 le quotazioni sono nuovamente salite, superando di dieci volte quelle dell’oro, perché la domanda ha superato le forniture ed il prezzo è esploso.

Il Rutenio è l'elemento chimico di numero atomico 44 e il suo simbolo è Ru. È un raro metallo di transizione del gruppo del ferro, si trova nei minerali del platino; è un metallo bianco e duro, si presenta in quattro forme cristalline diverse e non si opacizza a temperature ordinarie. Piccole quantità di rutenio possono aumentare la durezza del platino e del palladio o rendere il titanio più resistente alla corrosione. Una lega di rutenio-molibdeno è superconduttrice e, grazie al suo effetto indurente su platino e palladio, il rutenio viene usato in lega con essi per produrre contatti elettrici molto resistenti all'usura. Il metallo trova impiego nell'industria chimica (40%) e in quella elettronica (50%), con quntità più piccole usate nelle leghe. Nell'elettronica è usato nei resistori dei circuiti integrati. Viene usato come agente indurente in gioielli e le leghe di rutenio-iridio sono utilizzate da aziende produttrici di accessori di lusso quali Mont Blanc e Rolex. Si trova rutenio in leghe con cobalto, molibdeno, nichel, tungsteno ed altri metalli. I composti del rutenio sono usati per colorare ceramica e vetro; è anche un versatile catalizzatore, usato per esempio dalle raffinerie di petrolio e da altri processi industriali. Alcuni complessi del rutenio per via della loro capacità di assorbire la luce di tutto lo spettro visibile, sono oggetto di ricerca nello sviluppo di tecnologie solari e sono ricercati dalle vetrerie. Il rutenio è uno dei metalli più rari sul nostro Pianeta. Si trova come metallo libero, a volte associato a platino, osmio ed iridio, in Nord e Sud America ed in Sud Africa. Esistono pochi minerali di rutenio come laurite, ruarsite e rutheniridosmine. Il rutenio è anche associato al nichel in depositi dai quali è recuperato commercialmente. La produzione mondiale è pari a 12 tonnellate all'anno e le riserve si stimano intorno alle 5.000 tonnellate.

Il rutenio fu isolato da Karl Ernst (Karlovich) Klaus, un tedesco del Baltico, nato nel'attuale Tartu, in Estonia, allora parte dell'Impero russo. Nel 1810 si trasferì a San Pietroburgo e iniziò a lavorare in una farmacia; all'età di 21 anni superò l'esame di farmacia all'Accademia Medica Militare di San Pietroburgo, diventando, allora, il più giovane farmacista della Russia. Nel 1826 aprì una sua farmacia a Kazan' e nel 1840 ricevette per i suoi studi una buona quantità di campioni di minerali di platino dalla zecca di San Pietroburgo. Iniziò a lavorare su chimica e separazione dei metalli nobili, in particolare su rodio, iridio, osmio, ma anche su palladio e platino. Nel 1844 dimostrò che l'ossido di rutenio conteneva un nuovo elemento ed ottenne 6 grammi di rutenio metallico dalla parte di platino grezzo insolubile nell'acqua regia, scoprì quindi un nuovo elemento chimico, che chiamò rutenio da Ruthenia, nome latino di Rus', termine introdotto durante l'Alto Medioevo per indicare le popolazioni scandinave che vivevano nelle regioni russe. Oggi il territorio storico della Rus' di Kiev forma i territori della Bielorussia, gran parte dei territori dell'Ucraina, parte dei territori della Russia occidentale, di una piccola parte dell'est della Slovacchia e di una piccola striscia di terra dell'est della Polonia. Klaus non solo isolò il rutenio, ma ne determinò anche il peso atomico e proprietà chimiche. Notò come le proprietà di rutenio, rodio, palladio e platino fossero simili, e documentò accuratamente i suoi risultati.
Questo elemento molto raro si trova di solito in minerali di metalli del gruppo del platino nei Monti Urali e nelle Americhe. Quantità molto piccole, ma commercialmente importanti, si trovano nella pentlandite estratta a Sudbury (Ontario) e nei depositi di pirossenite in Sudafrica. A causa delle difficoltà legate al suo ottenimento e a causa delle sue particolari caratteristiche chimico-fisiche il rutenio è presente in commercio in quantità estremamente ridotte e questo ne giustifica il prezzo particolarmente elevato.

METALLI NON FERROSI: Antimonio, Barite, Bismuto, Boro, Cadmio, Cesio, Fosforo, Gallio, Germanio, Grafite, Indio, Mercurio, Potassio, Rubidio, Silicio, Sodio, Stronzio, Tallio

L'antimonio è l'elemento chimico di numero atomico 51. Il suo simbolo è Sb, dal latino stibium che significa bastoncino. È un semimetallo che si presenta in quattro forme allotropiche diverse. La forma stabile ha un aspetto metallico bianco-azzurrognolo, le forme instabili hanno colore giallo o nero. Si stima che la quantità di antimonio nella crosta terrestre sia compresa tra 0,2 e 0,5 ppm. L'antimonio si accompagna spesso allo zolfo, al tellurio e ad alcuni metalli pesanti: piombo, rame e argento. La stibnite, solfuro di antimonio, veniva usata sia come medicamento sia per truccare gli occhi di nero. Il simbolo chimico dell'antimonio si deve a Jöns Jacob Berzelius. Il simbolo proposto da Berzelius fu St, successivamente cambiato in Sb. L'antimonio trova sempre maggiore uso nell'industria dei semiconduttori, nella produzione di diodi, sensori e rivelatori a infrarossi. Viene usato in un'ampia gamma di leghe metalliche. In lega con il piombo, ne aumenta notevolmente la durezza e la resistenza meccanica, tanto che la produzione di questa lega per la realizzazione di batterie per autotrazione è il principale consumo di questo elemento. Tra le altre applicazioni vi sono la produzione di proiettili traccianti, guaine per cavi, tubature (leghe senza piombo ma con il 5% di antimonio). Gli ossidi e i solfuri di antimonio sono usati in composti ignifughi di smalti, vernici, vetri, ceramiche e come catalizzatori di esterificazione. Benché non sia un elemento abbondante, l'antimonio si trova in oltre 100 diversi minerali. A volte si trova allo stato nativo, ma la forma più frequente è quella del solfuro, la stibnite.

Le riserve mondiali superano 5 milioni di tonnellate. La produzione annuale 2019 è di circa 160.000 tonnellate, con i materiali vergini che provengono pricipalmente da Cina (89 mila tonnellate), Russia (30.000), Tagikistan (28.000), Birmania (6.000), Bolivia (3.000) e Australia (2.000). I dati della United States Geological Survey evidenziano come oltre il 55% della produzione mondiale di antimonio sia concentrato nella sola Cina. La sua produzione è diminuita dopo il 2016 a causa delle nuove leggi ambientali che hanno rivisto gli standard degli inquinanti in molti metalli estratti nel Paese, compreso l'antimonio. Si prevede che il governo chiuderà altre miniere di antimonio. Secondo l'USGS, le attuali miniere di antimonio mondiale dovrebbero essere esaurite entro i prossimi tredici anni se non si scopriranno altre risorse.
L'antimonio è il prodotto più commercializzato al Mondo e viene scambiato in molte forme fisiche, dalla polvere, ai cristalli, ai pezzi, ai lingotti, perciò alcuni Paesi sono sia esportatori che importatori. La Cina ha esportato circa 37% dell'antimonio verso gli Stati Uniti (21%), seguiti da Giappone (19%), Belgio (18%), Paesi Bassi (17%) e Francia che nel 2015 era il principale importatore dalla Cina. L'India è il secondo esportatore e rappresentano il 10% delle esportazioni mondiali. Oltre il 50% delle esportazioni è stato inviato negli Stati Uniti, in Pakistan (31%) e nei Paesi Bassi (4.7%). Singapore ha contribuito per circa 9.6% e ha esportato in Giappone (59%), in Tailandia (9.8%), India (9.4%) e Stati Uniti. Il Messico ha esportato circa 7.9% dell'antimonio mondiale verso gli Stati Uniti (56%) e l'India (40%). Gli Stati Uniti hanno esportato il 6.4% dell'antimonio, spedito in Canada (18%), Messico (14%), Cina (9.0%) e Regno Unito (7.2%).

La barite è l'elemento chimico di numero atomico 56 e con il simbolo Ba; è un minerale di bario appartenente al gruppo della celestina e della famiglia dei solfati, infatti è il solfato di bario, con densità relativa 4,5 g/cm3; pesa quasi il doppio rispetto a una normale roccia di pari dimensioni. Si presenta generalmente incolore allo stato puro, può essere anche variamente colorata di bianco, azzurro, giallo o marrone in presenza di impurità. Deriva dal termine greco barys (pesante), in riferimento al suo elevato peso specifico. Si presenta in cristalli con abiti molto diversi, ricchi di facce tabulari o fibrosi, oppure in cristalli prismatici, oppure in forma lamellare con cristalli appiattiti. Diffusa in tutto il mondo, la barite si trova principalmente in vene idrotermali e come riempimento di cavità all'interno di rocce calcaree e dolomitiche. Spesso è associata a minerali come piombo, argento e antimonio, calcite e quarzo.

Nel settore chimico la barite viene utilizzata per produrre un pigmento bianco per pitture, vernici, gomme, colle, adesivi e altre sostanze, rivestimenti anticorrosione, frizioni per veicoli. Al giorno d'oggi questo minerale, grazie al suo peso, viene utilizzato per il 75/80% nell'industria petrolifera, dove in combinazione con la bentonite forma i fanghi utilizzati nelle perforazioni essendo ideale per mantenere elevata la pressione sui sedimenti perforati, in modo da equilibrare la pressione del giacimento e regolarizzarne l'estrazione, prevenendo pericolose fuoriuscite di gas, stabilizzando così i giacimenti, e la morbidezza del minerale impedisce di danneggiare gli strumenti di perforazione. Altro uso industriale è quello di usare la barite per lo zavorraggio di scafi come sommergibili e navi e di funivie. Un utilizzo della barite è quello in campo edilizio: grazie infatti al suo elevato peso, rappresenta la soluzione perfetta per schermare dalle radiazioni opere di nuova costruzione e adeguamenti di edifici già esistenti come cliniche ospedaliere, laboratori di analisi strumentale o l'industria che si occupa di indagini non distruttive. La barite grazie alla sua capacità di schermare i raggi x, è utilizzata anche in radiologia e viene impiegata anche come mezzo di contrasto. In passato era usata anche nella raffinazione dello zucchero e come sbiancante in carta e tessuti. I depositi principali negli Stati Uniti sono stati trovati in Georgia, Missouri, Nevada e Tennessee. In Canada, il minerale è stato estratto nel territorio dello Yukon, Nova Scotia e Terranova. In Messico, sono stati scoperti giacimenti di barite a Hermosillo, Pueblo, Monterrey e Durango.

Il bismuto è l'elemento chimico di numero atomico 83 e con il simbolo Bi; è un metallo pesante e fragile, dal colore bianco con varie sfumature, in forma altamente pura può formare cristalli iridescenti con colori gialli, blu, rosa-porpora, verde scuro, e il comportamento chimico è simile a quello dell'arsenico e dell'antimonio; è il più pesante dei cosiddetti metalli pesanti ed è l'unico tra essi a non essere tossico; è il metallo che possiede la resistività più elevata ed è il più diamagnetico dei metalli e, con l'eccezione del mercurio, quello con la minore conducibilità termica. Insieme al gallio e all'antimonio è uno dei tre soli elementi che, come l'acqua, allo stato liquido presenta un minor volume rispetto allo stato solido.

Viene usato principalmente nel campo siderurgico e per preparare leghe a basso punto di fusione come quelle per i fusibili, l'ossicloruro di bismuto è usato nell'industria cosmetica mentre il subnitrato ed il subcarbonato trovano uso in medicina, il subsalicilato è usato come farmaco anti-diarroico. Viene utilizzato per la produzione di forti magneti permanenti, in lega con il manganese; come additivo del ferro per renderlo malleabile; serve per la produzione di termocoppie; è impiegato nella realizzazione di leghe per saldatura; dai primi anni Novanta il bismuto è oggetto di studio come sostitutivo non tossico del piombo in diversi materiali come ceramiche e smalti, specialmente per quelli destinati al contatto con i cibi. A partire dagli anni 2000 viene utilizzato in alternativa al piombo per il caricamento di munizioni da caccia. Recenti ricerche hanno utilizzato il bismuto per realizzare dei superconduttori a bassa temperatura: questi superconduttori mostrano proprietà molto interessanti e potrebbero essere utilizzati nelle future macchine per l'imaging a risonanza magnetica.
Sembra che attorno alla metà del XV secolo venisse utilizzata una nuova lega per produrre i caratteri di stampa nella cui formula segreta il bismuto svolgeva un ruolo fondamentale. Anche l'origine del nome non è molto chiara: deriva da una parola tedesca Wismut, forse il toponimo dalla località di S. Giorgio in der Wiesen presso Schneeberg (Sassonia), dove veniva estratto. Anche su chi ne ha latinizzato il nome agli inizi del XVI secolo in bisemutum c'è incertezza. Data la sua somiglianza con lo stagno e il piombo, il bismuto in passato fu confuso con questi. Si deve a Claude Geoffroy Junine, nel 1753, la dimostrazione che si trattava di un elemento a sé.
I più importanti minerali del bismuto sono la bismutinite e la bismite. Il bismuto nativo, associato ad altri minerali bismutiferi, si trova per lo più nei filoni di minerali d'argento e di cobalto, come pure nei giacimenti cupro-stanniferi, contenenti rame e stagno, dai quali proviene la maggiore quantità del bismuto che si ottiene industrialmente. Fra i giacimenti bismutiferi del secondo tipo vanno ricordati quelli del Cerro Chorolque e del Cerro Tazna in Bolivia, mentre i giacimenti in cui i minerali sono associati all'oro, si trovano in Transilvania, nel Colorado, nella Georgia, nella Virginia e nella Carolina del Nord.
La produzione mondiale di bismuto si aggira attorno a 14.000 tonnellate annue. La Cina è il primo produttore al Mondo con 11.00 tonnellate, e il bismuto viene estratto nelle regioni dell'Hunan, del Guangdong e dello Jiangxi, che costituiscono l'85% del totale. La maggior parte del bismuto è un sottoprodotto del tungsteno e il resto è sottoprodotto del piombo e dell'oro. Il Messico produce 540 tonnellate; ottiene il suo bismuto come sottoprodotto dell'estrazione di argento, piombo e zinco. La Russia produce 40 tonnellate; ottiene il bismuto come sottoprodotto dell'estrazione di oro, piombo e argento. Il Canada produce 35 tonnellate; ottiene il bismuto come sottoprodotto dell'estrazione di oro, argento, zinco, piombo e tungsteno. La Bolivia produce 10 tonnellate e le fonti più importanti di bismuto sono la bismuthinite delle miniere di Cerro Tasna e del Cerro Chorolque, le uniche miniere ad essere di bismuto primario e a produrre bismuto dai suoi minerali. Il bismuto prodotto negli Stati Uniti è principalmente un sottoprodotto della lavorazione dei minerali di rame, oro, argento, stagno e soprattutto del piombo. Risultano produttori di bismuto anche il Vietnam, il Giappone e il Kazakistan.

Il boro è l'elemento chimico di numero atomico 5 e con il simbolo B; è un semimetallo trivalente e si trova nel borace. La forma metallica è dura (9,3 sulla scala di Mohs). A temperature normali il boro è un povero conduttore elettrico ma diventa un buon conduttore ad alte temperature. Il nitruro di boro può essere utilizzato per produrre materiali duri come il diamante, inoltre agisce da isolante elettrico ma conduce il calore in maniera simile a un metallo, ha inoltre qualità lubrificanti simili alla grafite. Il composto di boro più importante dal punto di vista economico è il tetraborato di sodio, o borace, che è usato nella produzione di isolanti (vetroresina), e il perborato di sodio (per i candeggianti); l'acido borico è un composto usato nei prodotti tessili e in medicina, in soluzione diluita, come blando antisettico per uso esterno; composti di boro sono usati nella sintesi organica e nella manifattura di vetri borosilicati; altri composti sono usati come conservanti poco tossici del legno; i filamenti di boro sono materiali molto resistenti e leggeri, usati principalmente per strutture aerospaziali avanzate. Sono da citare i boruri metallici, ottenibili in genere per combinazione del boro con un altro elemento chimico ad alte temperature. Si tratta di sostanze altamente refrattarie, con elevato punto di fusione (il boruro di afnio 3250° C, il boruro di tantalio 3090° e il boruro di niobio 3060° C) e per tale ragione trovano impiego nella costruzione di crogioli, camicie di camere di combustione, parti di turbine sottoposte a sollecitazioni termiche continue e strumenti da taglio ad alte velocità.

I composti di boro, dall'arabo burāq, che significa lampo, sono conosciuti da migliaia di anni. Nell'antico Egitto, la mummificazione dipendeva da un materiale conosciuto come natron, che conteneva borati e altri sali comuni, e composti di boro erano usati per la fabbricazione del vetro nell'antica Roma. Nel XVII secolo, a Larderello, inizia l'estrazione di sali di boro sfruttando le sorgenti d'acqua calda del sottosuolo, fase industriale precedente allo sfruttamento geotermico del territorio. L'elemento venne isolato nel 1808 da Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard, ma fu Berzelius, nel 1824, a identificare il boro come elemento. Il primo boro puro fu prodotto dal chimico statunitense W. Weintraub nel 1909.
Il boro non è presente in natura nella sua forma elementare, ma si trova combinato nel borace, nella sassolite, nella colemanite, nella kernite, nell'ulexite e nei borati. L'acido borico si trova a volte nelle sorgenti d'acqua vulcaniche.
Gli Stati Uniti e la Turchia sono i più grandi produttori di boro. La Turchia, dal punto di vista delle riserve sfruttabili di boro, vanta il 73% delle riserve mondiali. Grazie agli stock di trona, un bicarbonato idrato di sodio, il Paese fa fronte al consumo mondiale di cenere di soda e di carbonato di sodio. Fin dal secolo scorso la California era considerata il deposito naturale dei minerali borici, ma solo pochi anni fa si ebbe il notevole sviluppo della zona, grazie alla scoperta di grandi giacimenti di borato di sodio, sia sotto forma di rasorite che di kernite. Ciò ha reso possibile la creazione da parte della Borax Co. di un grande complesso industriale a Boron, che sfrutta, mediante coltivazioni a cielo aperto, i giacimenti stessi ed ha portato gli USA al primo posto tra i produttori mondiali di composti del boro. Un'altra fonte è rappresentata dalle acque salate di Searles Lake, dalle quali la American Potash and Chemical Corporation ricava, mediante evaporazione e cristallizzazione frazionata, quantitativi notevoli di borace. Giacimenti minori del tipo borato di calcio e sodio (ulexite) esistono in Cile, in Argentina e altri, costituiti da borato di calcio (colemanite), sono stati scoperti in Turchia. Noti infine i ritrovamenti di minerali borici nella Russia, nella zona di Karachstan (Caucaso), ed in Asia nel Kashmir.
La produzione toscana di acido borico a Larderello aveva raggiunto le circa 2.000 tonnellate alla fine dell'Ottocento ed era salita fra 3.500 e 6.500 t/anno negli anni fra il 1910 e il 1940. Dopo la Liberazione la produzione di acido borico aveva raggiunto di nuovo le 4.500 t/anno per declinare a meno di 2000 t/anno nel 1961 fino a cessare nel 1967. Calcolando una media di produzione dal 1840 al 1960, si può stimare che dai campi geotermici di Larderello siano stati prodotti poco meno di mezzo milione di tonnellate di acido borico. Dal 1956-58 è cominciata, sempre a Larderello, la produzione di acido borico dai borati di importazione.

Il cadmio è l'elemento chimico di numero atomico 48 e con il simbolo Cd; di aspetto metallico, è tossico e relativamente raro; tenero, bianco-argenteo con riflessi azzurrognoli, malleabile, duttile. Sotto molti aspetti assomiglia allo zinco ma tende a formare composti più complessi, il cadmio ha caratteristiche simili allo stronzio, ma una minore reattività. Il cadmio nativo è un minerale scoperto nel 1979 nel bacino del fiume Viljuj nella Siberia orientale: è stato trovato in un concentrato di gabbro-dolerite (roccia magmatica intrusiva e subvulcanica) ed è associato con moissanite, piombo, ferro, stagno, zinco e alluminio, tutti nativi, leghe di rame e zinco, stagno ed antimonio, granato, spinello, cianite, corindone, rutilo, solfuri di ferro, rame, piombo, antimonio, zinco, arsenico e mercurio. Circa tre quarti della quantità di cadmio prodotta vengono usati nelle pile al nichel-cadmio, mentre il quarto rimanente è principalmente usato per produrre pigmenti, rivestimenti e stabilizzanti per materie plastiche, viene anche impiegato in leghe metalliche ad alta resistenza all'usura, nel rivestimento di materiali con una pellicola di cadmio metallico tramite elettrodeposizione; con composti del cadmio si producono i fosfori blu e verdi dei televisori a colori e il solfuro di cadmio è un pigmento giallo; il cadmio entra anche nella fattura di leghe per molle usate in orologeria, di leghe antifrizione e di amalgami in odontotecnica; in unione con l'argento, il rame e l'oro, forma leghe usate in gioielleria.

Il suo nome deriva dalla città di Cadmo, vicina a Tebe, dove veniva estratto. Fu scoperto nel 1817 in Germania da Friedrich Strohmeyer che lo individuò tra le impurità della calamina, un minerale a base di carbonato di zinco, notando che alcuni campioni impuri di calamina cambiavano colore per riscaldamento, a differenza della calamina pura. Benché il cadmio e i suoi composti siano molto tossici, la farmacopea britannica del 1907 elencava lo ioduro di cadmio tra i medicinali. Il cadmio è stato anche il protagonista di un grande inquinamento del suolo e delle acque in Giappone che ha causato l'insorgere della malattia itai-itai.

Esistono alcuni rari minerali del cadmio e si trovano in piccole quantità, quali il solfuro (greenockite) e il carbonato basico (otavite). La greenockite, l'unico minerale di cadmio importante, è quasi sempre associata alla sfalerite.
Non è economicamente conveniente produrre il cadmio direttamente dai minerali che lo contengono, perché in essi è presente in percentuali modeste rispetto a quelle di altri metalli, quali zinco, piombo e rame. Risulta invece assai vantaggioso ricuperarlo dai sottoprodotti dei processi metallurgici di raffinazione di questi ultimi elementi, soprattutto dello dello zinco. Piccole quantità di cadmio (circa il 10% del consumo totale) provengono dal riciclaggio di rottami di ferro e d'acciaio. La produzione mondiale è di intorno alle 14.000 tonnellate all'anno, e i più forti produttori sono Cina, Canada, Stati Uniti, Giappone, Messico, Russia, Kazakistan, Germania, Australia, Perù.

Il cesio è l'elemento chimico di numero atomico 55 e con il simbolo Cs; è un metallo alcalino di colore argenteo-dorato, tenero e duttile, fonde poco al di sopra della temperatura ambiente. Viene principalmente utilizzato per la realizzazione degli orologi atomici, che hanno una precisione di un secondo in molte migliaia di anni. Recentemente il cesio è stato adoperato in aeronautica per i sistemi di propulsione a ioni di sonde spaziali. Il cloruro è usato in cellule fotoelettriche, strumenti ottici, e per aumentare la sensibilità dei tubi elettronici, e il formiato di cesio è usato come lubrificante nella perforazione delle rocce dall'industria petrolifera, mentre il nitrato viene impiegato per fare vetri ottici. Lo spettro elettromagnetico del cesio ha due righe brillanti nella parte blu dello spettro e molte altre linee nel rosso, nel giallo e nel verde. Il cesio può trovarsi liquido a temperatura ambiente, reagisce in maniera esplosiva a contatto con l'acqua. Reagendo con l'acido bromidrico forma il Bromuro di cesio.
Il cesio (dal latino caesius, grigio azzurro, celeste o blu cielo, così chiamato per le due righe azzurre che ne caratterizzano lo spettro, fu scoperto nel 1860 ad Heidelberg, sede della prestigiosa Università, dove due scienziati, Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff, si erano trasferiti nel 1854, lo scoprirono nelle acque madri delle sorgenti salate di Dürkheim, ed è stato il primo elemento chimico scoperto grazie alla tecnica spettroscopica dell'assorbimento atomico, presentando, nello spettro del visibile, un intensa banda di assorbimento proprio nell'azzuro. Fu proprio all'idea di Kirchhoff di utilizzare il prisma nei loro esperimenti, che brevettarono lo spettroscopio, strumento di futura vasta applicazione. Il cesio metallico venne prodotto per la prima volta nel 1881. Storicamente l'uso più importante del cesio è stato nella ricerca e sviluppo di prodotti e applicazioni chimiche ed elettriche. Nel 1877 Bunsen e Kirchhoff furono i primi due scienziati ad essere insigniti della medaglia Davy, un riconoscimento scientifico rilasciato ogni anno dalla Royal Society.

Come metallo alcalino il cesio si trova nella lepidolite, nella pollucite (silicato idrato di alluminio e cesio) e in altri minerali. La produzione mondiale dei composti di cesio è di appena 20 tonnellate all'anno. Una delle più ricche ed importanti fonti in Canada è la Tanco Mine del lago Bernic nel Manitoba, una miniera sotterranea di cesio e tantalio, di proprietà e gestito dalla Sinomine: i depositi ivi presenti sono stimati in 350.000 t di pollucite con un contenuto medio del 24% di cesio, che rappresenta più di due terzi della base di riserva mondiale. I composti principali del cesio sono i suoi cloruri e nitrati. Se ne produce un po' anche nello Zimbabwe e la miniera Bikita, la più grande miniera di litio dello Zimbabwe che detiene il più grande deposito di litio conosciuto al Mondo con circa 11 milioni di tonnellate, è anche un deposito di pegmatite dove viene estratta la petalite, ma contiene anche una quantità significativa di pollucite. Un'altra notevole fonte di pollucite è il Deserto Namib, in Namibia.

Il fosforo è l'elemento chimico di numero atomico 15 e il suo simbolo è P; è un non metallo del gruppo dell'azoto. A temperatura ambiente è solido, ma sopra i 44,15 gradi C. diventa subito liquido. Il fosforo non si trova in natura allo stato elementare, ma sotto forma di fosfato, è abbondante in alcune rocce e nelle cellule degli esseri viventi, del cui metabolismo è un componente essenziale. Il fosforo elementare è estremamente reattivo e, combinandosi con l'ossigeno, emette una tenue luminescenza (da cui il suo nome, phosphóros, che in greco significa portatore di luce). Il fosforo si presenta come un solido ceroso bianco dal caratteristico odore agliaceo; quando è molto puro risulta trasparente.
A causa della sua reattività, il fosforo non esiste allo stato nativo in natura, ma è ampiamente presente in numerosi minerali. Le rocce fosfatiche, principalmente costituite da apatite, sono un'importante fonte commerciale di questo elemento. Grandi giacimenti di apatite sono stati trovati in Cina, in Russia, in Marocco e negli Stati Uniti.

Il fosforo venne isolato per la prima volta dal chimico tedesco Hennig Brand nel 1669. Nel tentativo di distillare i sali residui dell'evaporazione dell'urina, Brand produsse un materiale bianco, luminescente al buio, che bruciava con fiamma brillante. Tra la fine del XVIII secolo e gli inizi del XIX secolo, l'uso del fosforo cominciò a venire compreso correttamente. I primi fiammiferi vennero prodotti con il fosforo bianco, che però era pericoloso e tossico da maneggiare: l'esposizione ai vapori provocava ai lavoratori la necrosi delle ossa della mascella. Con l'adozione del fosforo rosso, meno volatile e più stabile, i rischi vennero ridotti. Il fosforo bianco è stato usato in diverse guerre come arma incendiaria.
Il principale uso industriale del fosforo è nella produzione di fertilizzanti, viene impiegato anche nella produzione di esplosivi, fiammiferi, fuochi artificiali, fitofarmaci, dentifrici, detergenti e led bianchi.

I fosfati sono essenzialmente una risorsa non rinnovabile ed ai tassi attuali di consumo. le riserve dureranno ancora 300 anni. Si trovano in vari minerali, diversamente dal fosforo elementare e dai fosfuri. In mineralogia e geologia, fosfato si riferisce ad una roccia contenente ioni fosfati. Il più grande deposito di fosfati si trova in Marocco, a Khouribga. Il più grande deposito di fosfati del Nord America è situato nella Bone Valley, in Florida, mentre depositi più piccoli sono presenti in Montana, Idaho, Tennessee e Georgia. Il piccolo Stato di Nauru è famoso per aver avuto depositi di fosfati di prima qualità, che però sono stati utilizzati eccessivamente, provocando gravi danni all'ambiente. Fosfati rocciosi si possono trovare anche in Egitto, Israele e in Giordania, con annesse industrie di estrazione.
Depositi di fosfati possono contenere quantità significative di uranio. Secondo il Red Book, le riserve mondiali di uranio da fosfati assommano a circa 7 milioni di tonnellate, concentrati per oltre l'85% in Marocco.
La fosforite è una roccia sedimentaria non clastica, ma di origine chimica, che presenta alte concentrazioni in minerali del fosforo. Il contenuto di fosfato della fosforite è almeno del 15-20%, percentuale che la distingue dalla media delle rocce sedimentarie che hanno un contenuto di fosfato inferiore allo 0,2%. Le fosforiti costituiscono strati estesi decine di migliaia di chilometri quadrati nella crosta terrestre; si associano ai calcari ed alle argille. Sono presenti in strati laminati dal marrone scuro al nero, aventi spessori di strato da centimetri a metri. Gli strati di rocce fosfatiche sono comunemente intercalati con altre rocce sedimentarie come selci, calcari, dolomie e, a volte, arenarie.
Le fosforiti sono sfruttate minerariamente negli Stati Uniti, Francia, Belgio, Spagna, Marocco, Tunisia, Algeria. Accumuli di deiezioni di uccelli marini, o pipistrelli, si rinvengono sulle isole oceaniche o, nel caso di guano di pipistrello, nelle caverne molto ampie dove questi riposano.

I tre principali Paesi produttori di fosfato (Cina, Marocco e Stati Uniti) rappresentano circa il 70% della produzione mondiale. Il fosfato è usato per produrre fertilizzanti che sono essenziali per sostituire il fosforo che viene rimosso dalle piante dal terreno. Le rocce fosfatiche vengono estratte in cave a cielo aperto. Tuttavia, una quantità significativa di depositi in Paesi, come la Cina e la Russia, sono estratti da miniere sotterranee. La maggior parte delle riserve mondiali di fosfati si trovano in Marocco, e il Paese rappresenta circa il 70% delle riserve totali con 50 miliardi di tonnellate. È anche il secondo produttore con la maggior parte della produzione proveniente dalla miniera di Bou Craa nel Sahara occidentale, territorio Saharawi, occupato militarmente dal Marocco nel 1975. La Cina è al secondo posto con 5% delle riserve totali, che si traduce in circa 3.7 miliardi di tonnellate. Tuttavia, la Cina rimane il più grande produttore di fosfato. Se la Cina mantiene l'attuale tasso di produzione, la sua riserva di fosfato sarà esaurita nei prossimi 35 anni. L'Algeria e la Siria hanno la terza riserva di fosfati. Entrambi i Paesi rappresentano rispettivamente il 3% delle riserve, che si traducono rispettivamente in circa 2,2 e 1.8 miliardi di tonnellate. Dal 2010 la Siria ha ampliato le sue riserve di fosfati, ma la guerra civile ha fortemente influenzato il livello di produzione. Russia, Sud Africa, Stati Uniti, Egitto, Giordania, Australia contano ognuno per il 2% delle riserve mondiali. Sebbene la riserva degli Stati Uniti rappresenti solo il 2% della riserva, rimane il terzo produttore mondiale di fosfato.

Il gallio è l'elemento chimico di numero atomico 31 e con il simbolo Ga; è un metallo raro, tenero e di colore argenteo, è molto fragile a temperatura ambiente e il suo punto di fusione è di 29,76 gradi C, dunque può fondere se la temperatura dell'ambiente in cui si trova è di circa 30 gradi o se tenuto in mano. Quando fonde diminuisce il suo volume e quindi aumenta la sua densità. Ad elevata purezza ha colore argento e si frattura facilmente, con fratture come quelle del vetro. Il gallio metallico si espande del 3,1 % durante la solidificazione, per cui non dovrebbe mai essere tenuto in contenitori di vetro o di metallo. Questo metallo ha una forte tendenza a restare liquido anche al disotto del suo punto di fusione; per questo è necessario mettere dei semi cristallini nella massa di gallio liquido per farlo solidificare.
Scoperto da Paul Émile Lecoq de Boisbaudran nel 1875 per via spettroscopica, il gallio, dal latino scientifico gallium, deriva il suo nome dal cognome latinizzato dello scopritore (Lecoq significa gallo in francese); fu scoperto spettroscopicamente dal suo spettro caratteristico, due righe violette, saminando una zincoblenda proveniente dai Pirenei. Prima della sua scoperta la maggior parte delle proprietà del gallio erano state previste e descritte da Dmitrij Mendeleev. Più tardi Lecoq ottenne il metallo puro tramite elettrolisi del suo idrossido in una soluzione di potassio. Dopo la scoperta di Lecoq, passarono 40 anni prima che fosse prestato interesse al recupero del gallio. Nel 1915 F.G. MacCutcheon, negli Stati Uniti, osservò che alcuni residui contenenti piombo provenienti dalla raffinazione dello zinco fuso trasudavano gocce di metallo liquido. Un'analisi di queste gocce mostrò che il metallo liquido era una lega contenente circa il 94% di gallio e il 6% di indio. Lavorando con questi residui, MacCutcheon produsse la prima libbra di gallio.

L'arseniuro di gallio è un importante semiconduttore usato in molti dispositivi elettronici, soprattutto nei diodi LED, nei circuiti integrati digitali e analogici, nei diodi laser e nei diodi luminescenti per la visualizzazione notturna elettronica e di orologi; viene impiegato per realizzare specchi molto brillanti perché aderisce al vetro e alla porcellana; trova applicazione nella produzione di componenti elettronici a stato solido come i transistor, nella costruzione di termometri per alte temperature, e una lega di gallio, indio e stagno è oggi usata al posto del mercurio nella maggior parte dei termometri clinici. Il gallio si lega facilmente alla maggior parte dei metalli, quindi è usato per formare leghe.
Il gallio non esiste puro in natura e nemmeno esistono composti di gallio sufficientemente abbondanti da costituire una fonte estrattiva. Il gallio si ottiene dalle tracce presenti nella bauxite, carbone, diaspro, germanite e sfalerite, è presente in tracce in molti minerali di ferro, di magnese e in molte blende. Tuttavia i minerali lo contengono solo in piccolissime quantità, tanto che non è economicamente vantaggiosa la sua estrazione diretta da un minerale. La germanite, il minerale più ricco, contiene in media solo lo 0,6% di gallio. Di conseguenza il gallio si ottiene come sottoprodotto della produzione di altri metalli o da scarti di altre lavorazioni. Oltre che dai residui della fusione dello zinco, il gallio viene anche ricavato dalla bauxite, che ne contiene piccolissime quantità. Nel processo Bayer di purificazione della bauxite per la produzione dell'alluminio, il gallio si accumula nella soluzione alcalina contenente alluminato.
Gran parte della produzione di gallio puro è in Cina, Germania, Kazakistan e Ungheria. Una percentuale significativa proviene dalla produzione secondaria, in particolare dal riciclaggio dei wafer all'arseniuro di gallio (usati per produrre i circuiti integrati). I principali centri della produzione secondaria sono il Giappone e il Nord America. La produzione globale annua è stimata intorno alle 215 tonnellate. Il mercato di questo metallo si è evoluto notevolmente negli ultimi anni, con prezzi assai vicini ai costi di produzione. Tuttavia, con una domanda guidata principalmente dai diodi ad emissione luminosa (LED), utilizzati negli iPad, telefoni cellulari e negli schermi dei televisori, molti analisti pensano che la richiesta dovrebbe crescere, con la Cina che raffina circa il 70% del gallio mondiale e che ha contingentato le quantità per le esportazioni, il gallio come metallo sarà trainato al rialzo dalla crescita della domanda, compresa quella alimentata dalle tecnologie verdi.

Il germanio è l'elemento chimico di numero atomico 32 e con il simbolo Ge; è un semimetallo lucido, duro, bianco-argenteo, analogo al silicio, dal comportamento chimico simile a quello dello stagno; come lo stagno forma un gran numero di composti organometallici; allo stato puro è cristallino e fragile. Il germanio, dal latino scientifico germanium, termine coniato dal chimico tedesco Clemens Winkler in omaggio alla Germania, fu uno degli elementi di cui Dmitrij Mendeleev predisse nel 1871 l'esistenza; poiché nella sua tavola periodica la casella dell'analogo del silicio era vuota, egli predisse che si sarebbe trovato un nuovo elemento. L'elemento in questione fu più tardi scoperto da Winkler nel 1886 isolandolo dall'argirodite.
L'ossido di germanio, aggiunto al vetro, aumenta l'indice di rifrazione e tale vetro è usato in obiettivi a largo-angolo ed in dispositivi a infrarossi. Sono state realizzate numerose leghe che contengono germanio. I rivelatori a monocristallo del germanio a elevata purezza possono identificare le sorgenti di radiazione, per esempio per sicurezza degli aeroporti. È impiegato nella fabbricazione di componenti elettronici a stato solido (transistori, diodi, raddrizzatori di corrente ecc.).

Lo sviluppo del transistor al germanio aprì la porta a tantissime applicazioni dell'elettronica allo stato solido: dal 1950 fino al 1970 circa, il mercato del germanio per semiconduttori crebbe costantemente. Durante gli anni settanta venne sostituito dal silicio, le cui prestazioni come semiconduttore sono superiori anche se richiede cristalli molto più puri, che non potevano essere fabbricati facilmente nei primi anni del dopoguerra. Nel frattempo aumentò la domanda di germanio per fibre ottiche per reti di comunicazioni, per sistemi di visione notturna agli infrarossi e catalizzatori per reazioni di polimerizzazione; questi tre usi rappresentano l'85% del consumo mondiale. Diversamente dalla maggior parte dei semiconduttori, il germanio ha un piccolo intervallo di banda proibita, cosa che gli permette di rispondere in modo efficiente anche alla luce infrarossa. Viene quindi usato nella spettroscopia infrarossa e in altri equipaggiamenti ottici che necessitano di rivelatori di infrarossi sensibili. Le caratteristiche fisiche dell'ossido di germanio sono il suo elevato indice di rifrazione e la sua bassa dispersione ottica, che lo rendono specialmente utile nelle lenti degli obiettivi grandangolari delle macchine fotografiche, in microscopia e per il nucleo centrale delle fibre ottiche. La lega germaniuro di silicio sta diventando rapidamente un importante materiale semiconduttore per l'uso in circuiti integrati ad alta velocità.
In natura non si trova allo stato elementare, ma è diffuso sotto forma di composti, per lo più in debole concentrazione, tanto che la sua estrazione non risulta in genere economica; soltanto nella germanite, un solfuro di rame-ferro-germanio, è contenuto in concentrazione buona (8%); in altri minerali, come l'argirodite, solfuro di germanio e argento, la pirargirite, la blenda, in minerali di altri metalli, come lo zinco; quello che è richiesto per scopi produttivi è recuperato come sottoprodotto dalle polveri di scarto della metallurgia dello zinco, dopo il recupero del cadmio, ed è contenuto nei sottoprodotti di combustione di certi tipi inglesi di carbone e in qualche lignite americana. La produzione mondiale è di circa 80 tonnellate all'anno. Principale fornitore è la Cina.

La grafite metallica è l'elemento chimico di numero atomico 6 e con il simbolo C; è un minerale che rappresenta uno degli stati allotropici del carbonio. È costituito da carbonio cristallizzato di cui forma la fase stabile, alla pressione ordinaria. È un ottimo conduttore elettrico ed è il materiale con la più alta temperatura di fusione (3.500°C). Attraverso la grafitazione si può ottenere la grafite metallica. Viene chiamata anche mica dei pittori, sia per il suo aspetto lamellare, sia per la caratteristica di lasciare tracce su carta; il suo nome deriva dal greco grafein che significa scrivere. Minerale conosciuto, per il suo potere colorante, fino dalla più remota antichità e ritenuto, per molto tempo, contenente piombo, e quindi chiamato piombaggine. Si trova in cristalli lamellari, masse fogliacee o laminette sparse di colore nero opaco, talora a contorni esagonali e con fitte striature. Ha genesi organica se deriva dalla carbonizzazione di organismi vegetali; inorganica se si è separata per segregazione magmatica da un magma, come nelle sieniti della Siberia, nella trachite del M. Amiata o, come a Ceylon, ove si rinviene in una pegmatite. Grandi depositi si possono trovare nello Sri Lanka, in Madagascar, in Russia, nella Corea del Sud, in Messico, in Romania e in Slovacchia. In Italia masse utili sono in Val Chisone.
Viene utilizzata per produrre matite, materiale refrattario, lubrificanti, coloranti ed elettrodi per l'elettroerosione. Fogli bidimensionali di grafite chiamati grafene sono stati utilizzati per realizzare i più piccoli transistor prodotti al Mondo. Il grafene, sarà forse il materiale del futuro. Le scoperte sul grafene e le sue applicazioni conseguite nel 2004 hanno valso il premio Nobel per la fisica nel 2010 ai due scienziati russi emigrati a Manchester, Andrej Gejm e il suo studente Konstantin Novosëlov, presso l'Università di Manchester. Nel 2004 i due russi, mentre conducevano esperimenti su un cristallo di grafite per estrarre i cristalli molto sottili del grafene, riuscirono a isolarne una foglia grazie a del comune nastro adesivo. Il procedimento funzionò; Gejm e Novosëlov trovarono fogli spessi solo tre, due e un solo atomo di carbonio. Nonostante i problemi iniziali nell'applicabilità del grafene a singolo strato, i due fisici hanno evoluto il materiale fino alla costruzione del cosiddetto grafene a doppio strato, che garantisce più resistenza e flessibilità di utilizzo.

Grazie alla facilità del metodo di produzione riuscirono a studiare le proprietà elettriche di un singolo microscopico foglietto di grafene. Scoprirono così un materiale straordinario. Si capì, infatti, che il singolo foglio bidimensionale di grafene aveva incredibili proprietà di conduzione. L'applicazione più importante sarà in futuro nel settore delle batterie e dei sistemi di immagazzinamento dell'energia e si potrebbero fare batterie al grafene per auto elettriche che avranno autonomia di 600 km. Questo materiale potrà anche velocizzare i tempi di ricarica, una delle maggiori esigenze del mercato. Il grafene è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio, nonostante ciò ha la resistenza di un diamante (cento volte più solido dell'acciaio) e la flessibilità della plastica. Un super-materiale ha diverse possibilità di impiego, nel campo tecnologico, ad esempio dai sensori agli schermi flessibili. È inoltre un conduttore di grande efficienza, a temperatura ambiente è più rapido di qualsiasi altro materiale conosciuto, in grado di caricare da 100 a 1000 volte più velocemente rispetto alle batterie tradizionali.
Una società di Lomazzo, leader nell'applicazione del grafene nel mondo tessile, crea tessuti con proprietà antistatiche, altamente conduttivi, schermanti le onde elettromagnetiche e in grado di cambiare la temperatura del corpo umano, che si riscaldano o rinfrescano a seconda della stagione. Con le lenti a contatto in grafene sarà invece possibile vedere al buio. Attualmente utilizzate nelle fotocamere all'infrarosso per percepire oggetti e persone tramite la conduzione termica, potranno essere impiegati per individuare prodotti chimici dispersi nell'ambiente oppure per monitorare il flusso sanguigno all'interno del corpo umano. Le sue proprietà uniche sono quindi preziose in molti settori. Anche se, in questo momento, la produzione richiede una grande quantità di energia ed è quindi molto costosa. L'Unione Europea ha però recentemente finanziato con un miliardo di euro il progetto Graphene Flagship. L'obiettivo è quello di riunire ricercatori accademici e industriali per portare il materiale dai laboratori universitari alla società, generando così una crescita economica europea, nuovi posti di lavoro e nuove opportunità nell'arco dei prossimi dieci anni.
Per quanto riguarda l'offerta mondiale, è ancora la Cina a dominare il mercato, sia per quanto riguarda l'estrazione che la raffinazione. Ma il quadro completo dei produttori, secondo gli ultimi dati (2020) dello US Geological Survey, è quello seguente: Cina (650.000 tonnellate), il più grande produttore di grafite, rappresentando il 62% dell'estrazione mondiale. Il predominio potrebbe diminuire visto che ha iniziato a smantellare gli impianti e gli stabilimenti che inquinavano di più, a partire dallo Shandong. Mozambico (120.000 tonnellate), grazie alle due aziende minerarie Syrah Resources e Triton Minerals, il Mozambico è diventato negli ultimi anni un protagonista del mercato della grafite. Brasile (95.000 tonnellate), la produzione è dovuta a Extrativa Metalquimica e Nacional de Grafite. Madagascar (47.000 tonnellate). India (34.000 tonnellate): la metà delle riserve di grafite sono concentrate nello stato di Arunachal Pradesh e i principali produttori che operano sono Tirupati Carbons & Chemicals, Chotanagpur Graphite Industries e Carbon&Graphite Products. Russia (24.000 tonnellate): si prevede di aumentare la produzione nei prossimi anni grazie a due importanti investimenti, Dalgrafit e Uralgraphite. Ucraina (19.000 tonnellate): il principale produttore è Zavalyevskiy Graphite, operante dal 1934. Norvegia (15.000 tonnellate). Pakistan (13.000 tonnellate). Canada (10.000 tonnellate): l'interesse per il Canada come potenziale fonte di grafite è cresciuto da quando la gigafactory di batterie agli ioni di litio della Tesla, con sede in Nevada, avrà bisogno di enormi quantità di litio, cobalto e grafite, cosa che favorirà le forniture canadesi.
Secondo l'Observatory of Economic Complexity, ci sono tre Paesi che importano maggiormente la grafite: il Giappone, gli Stati Uniti e la Germania che totalizzano il 47% della grafite mondiale; segue la Corea del Sud (6,6%) e nessun altro Paese importa più del 5% della grafite. Le esportazioni di grafite vedono al primo posto la Cina seguita da Brasile, Germania, Stati Uniti, Giappone, Canada, Slovacchia, Olanda. Giappone, Germania e Stati Uniti evidentemente esportano semilavorati.

L'indio è l'elemento chimico di numero atomico 49 e con il simbolo In; è un metallo raro, morbido, molto tenero, duttile, manleable, brillante e lucido, di colore bianco argenteo, è chimicamente affine all'alluminio e al gallio, ma più ancora allo zinco, i cui minerali sono la principale fonte di questo elemento.
L'indio (così battezzato per la riga di indaco nel suo spettro atomico) fu scoperto da Ferdinand Reich e Theodor Richter nel 1863 mentre con uno spettrografo stavano cercando il tallio in alcuni minerali di zinco. Richter riuscì ad isolare il metallo puro nel 1867.
Dalla seconda metà degli anni Ottanta in poi, lo sviluppo di semiconduttori di fosfuro di indio e di pellicole sottili di ossido di indio dopato con stagno per i pannelli a cristalli liquidi (LCD) destò un sempre maggiore interesse; il quantitativo di indio consumato annualmente è soprattutto in funzione della produzione di schermi LCD. Nel cellulare, l'indio si trova sottoforma di pellicola conduttiva trasparente costituita da uno strato di ossido conduttivo, tra cui il più usato è l'ITO (indium tin oxide), una soluzione solida di ossido di indio al 90% e di ossido di stagno al 10%. Gli ossidi di indio e stagno sono presenti anche nei display a cristalli liquidi di monitor e TV.

Smartphone, monitor e altri rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche sono miniere ricche di indio da riciclare. Purtroppo meno dell'1% viene recuperato dai RAEE. L'UE ha promosso il progetto Hydroweee per mettere a punto processi idrometallurgici in grado di ottenere l'indio a basso costo dai vecchi schermi LCD. Un aumento dell'efficienza di fabbricazione e del riciclaggio (soprattutto in Giappone) mantengono un equilibrio fra domanda ed offerta di mercato.
L'indio è usato in leghe a bassa fusione e come piastra protettiva per i cuscinetti ed altre superfici metalliche; per formare la superficie resistente degli specchi alla corrosione: quando evaporato e lasciato depositare sul vetro, produce uno specchio di qualità tanto buona quanto quella dell'argento; è usato come filtro chiaro in lampade a sodio a bassa pressione di vapore; l'ossido di indio viene impiegato nella manifattura di pannelli elettroluminescenti. Una proprietà insolita dell'indio è di essere radioattivo, anche se molto debolmente; non è considerato pericoloso, non è un pericoloso veleno cumulativo ed è piuttosto raro nella crosta terrestre.
L'indio prodotto in idustria è un sottoprodotto della fusione dei minerali di zinco e del solfuro del piombo, alcuni dei quali possono contenere fino all'1% di indio. Alcuni esempi di indio metallico non legato sono stati trovati in una regione della Russia e un minerale dell'indio, l'indite, è stato trovato in Siberia, ma è molto raro. Le principali fonti di approvvigionamento di indio sono i minerali naturali che lo contengono e lo si trova inoltre come prodotto di scarto di stagno, rame, zinco, ferro e piombo.
La Cina, produce il 58%, il Giappone il 10%, come la Korea del Sud e il Canada. L'UE importa il il 24% dalla Cina, il 19% da Hong Kong, il 13% dal Canada e l'11% dal Giappone. A causa della richiesta sempre maggiore di questo metallo, si stanno cercando nuove miniere, ad esempio in Cornovaglia, che in futuro potrebbe diventare una delle principali miniere di indio.

Il mercurio è l'elemento chimico di numero atomico 80 e il suo simbolo è Hg; si tratta di un metallo di transizione, pesante, avente colore argenteo. È uno dei pochi elementi della tavola periodica (e l'unico metallo in assoluto) a essere liquido a temperatura ambiente, insieme al bromo e ad altri elementi. I nomi utilizzati anticamente per indicare il mercurio sono argento vivo e idrargirio, dal latino hydrargyrum (Hydrargyrum è il nome da cui derivano le lettere Hg) che a sua volta deriva dal greco hydrárgyros, composto da hydor (acqua) e árgyros (argento). Viene ottenuto per riduzione del cinabro e, rispetto ad altri metalli, è un conduttore scarso di calore, ma un buon conduttore di elettricità; allo stato solido è molto duttile e tenero; il punto di solidificazione è intorno ai -38,83 gradi C, mentre il punto di ebollizione si aggira al di sopra dei 356 gradi C; è l'unico metallo liquido anche a temperatura ambiente.
Il mercurio trova principale impiego nella preparazione di prodotti chimici industriali e in campo elettrico ed elettronico. Viene usato nei barometri e manometri e in molti altri strumenti da laboratorio, scelto perché liquido, opaco e di alta densità. Veniva usato anche nei termometri prima di essere eliminato a causa della sua tossicità. Tra i suoi impieghi in campo elettrico ed elettronico rientrano la realizzazione di elettrodi e pile. Il mercurio ha trovato impiego anche nella purificazione dei minerali di oro e argento, attraverso la formazione di amalgami. Questo utilizzo, altamente inquinante e nocivo per l'ambiente e per i minatori, è ancora diffuso nelle miniere d'oro del bacino del Rio delle Amazzoni, in Brasile. Ancora più vasti sono gli utilizzi dei composti chimici del mercurio: catalizzatori, coloranti, insetticidi. Molti degli usi comuni in passato, compresi erbicidi e farmaci, sono stati abbandonati per la tossicità del mercurio.
Il mercurio era già noto in tempi antichi in Cina e India; fu anche rinvenuto in tombe dell'Antico Egitto risalenti a 3500 anni fa. In Cina, India e Tibet si riteneva che il mercurio prolungasse la vita, curasse le fratture e aiutasse a conservare la buona salute. Gli antichi greci e romani lo usavano negli unguenti e come cosmetico. Per gli alchimisti, il mercurio era spesso visto come uno degli elementi primordiali che costituiscono la materia; si riteneva che cambiando il tipo e tenore di zolfo, il mercurio poteva essere trasformato in qualsiasi altro metallo, in special modo l'oro. L'elemento prese il nome del dio romano Mercurio per via della sua scorrevolezza e mobilità.

Il mercurio è un elemento raro nella crosta terrestre, presente in ragione di solo 0,08 ppm. Tuttavia, a causa di una sua relativa inerzia nel combinarsi con gli altri elementi chimici, i suoi minerali sono ricchi, arrivando a contenere mercurio fino al 2,5% e ciò fa del mercurio uno dei metalli meno onerosi da purificare. Si unisce in leghe con molti metalli, come oro, argento e stagno. Queste leghe sono denominate amalgami. I più importanti sali di mercurio sono il cloruro mercurico (sublimato corrosivo e un potente veleno usato come insetticida, nel veleno per topi e come disinfettante), il cloruro mercurioso, il fulminato di mercurio, un detonatore usato in esplosivi, e il solfuro mercurico (vermiglio), un pigmento per la pittura di grande diffusione commerciale.
La concentrazione di mercurio nell'ambiente sta aumentando; ciò è divuto all'attività umana.La maggior parte del mercurio liberato dalle attività umane è scaricato nell'aria, attraverso il combustibile fossile, l'estrazione mineraria, la fusione e la combustione dei rifiuti solidi. Tutto il mercurio che è liberato nell'ambiente finisce nel terreno o nelle acque superficiali. Il mercurio non si trova naturalmente nelle derrate alimentari, ma può diffondersi negli alimenti in quanto disperso all'interno del ciclo alimentare da organismi che sono consumati dall’uomo, per esempio attraverso i pesci. Anche i prodotti di allevamento del bestiame possono contenere elevate quantità di mercurio. Il mercurio può entrare nell'organismo attraverso le verdure ed altri raccolti, quando in agricoltura vengono spruzzati prodotti contenenti mercurio.
Si trova raramente libero in natura, principalmente in miniere di cinabro (solfuro mercurico) in Spagna, Italia, Russia, Slovenia e Cina. Viene rinvenuto anche nella corderoite, nella livingstonite e in altri minerali. Vi sono indizi che miniere di cinabro erano attivamente sfruttate in Cina, in Asia Minore, in Perù già due o tre millenni fa.
La produzione mondiale di mercurio è di circa 8.000 tonnellate all'anno. Le riserve estraibili ammontano a circa 600.000 tonnellate. I maggiori produttori nel 2019 in tonnellate sono: la Cina con 3.600 t produce più della metà del mercurio mondiale; il Tagikistan con 100; il Messico con 63; l'Argentina con 50; il Perù con 40: dalle miniere di Huancavelica sono state estratte nel corso di tre secoli oltre 100.000 tonnellate di metallo, sin dall'apertura delle miniere nel 1563 e il mercurio peruviano fu essenziale per la produzione dell'argento nelle colonie spagnole d'America; la Norvegia con 20 e il Kirghizistan con 15.

Il potassio, è l'elemento chimico di numero atomico 19 e il suo simbolo è K, e deriva dall'iniziale del nome latino kalium; è un metallo alcalino tenero, bianco-argenteo che si trova in natura combinato con altri elementi sia nell'acqua di mare sia in molti minerali. Si ossida rapidamente all'aria; somiglia molto al sodio per il suo comportamento chimico; è un elemento facilmente infiammabile e corrosivo; è molto leggero, secondo in ordine di leggerezza dopo il litio; è addirittura meno denso dell'acqua; come metallo è talmente tenero che si può tagliare con un coltello; le superfici fresche mostrano un colore argenteo che a contatto con l'aria sparisce rapidamente. Come gli altri metalli alcalini, reagisce violentemente con l'acqua producendo un piccolo scoppio e generando idrogeno e idrossido di potassio; la reazione è così violenta che l'idrogeno prende spesso fuoco. Il potassio è usato nella preparazione del perossido, sotto forma di lega con il sodio, come mezzo per il trasporto di calore in reattori nucleari; forma leghe con altri metalli e, aggiunto alle leghe alluminio-magnesio, ne aumenta la resistenza alla corrosione; con l'oro o con l'antimonio forma leghe dotate di proprietà fotoelettriche, con il piombo e con il sodio forma una lega dotata di una certa resistenza meccanica e che reagisce con l'acqua in modo non violento. È un energico riducente: riduce dai loro sali i metalli pesanti, spesso fino allo stato elementare. La maggior parte del potassio (95 %) va nei fertilzzanti ed il resto serve a formare l'idrossido di potassio, trasformato poi in carbonato di potassio, usato nell'industria del vetro, soprattutto per il vetro dei televisori, mentre l'idrossido di potassio serve per fare sapone liquido e detergenti. Un po' di cloruro di potassio va a finire in prodotti farmaceutici e integratori.
In epoca romana non erano noti né sali o altri composti del potassio, né il potassio elementare. Infatti kalium, il nome latino, è un termine preso in prestito dall'arabo alcale, nella sua lingua originale deriva da al-qalyah che significa ceneri vegetali. Il nome potassio deriva dalla parola potassa, dall'inglese pot ash (cenere di pentola), che si riferisce al metodo con cui è stato ottenuto il cloruro di potassio: lisciviazione di cenere di legna bruciata e successiva evaporazione della soluzione in una pentola. La potassa è una miscela di sali di potassio e sebbene sia stata utilizzata anche nell'antichità, non si è mai capito che potesse contenere sostanze diverse dai sali di sodio di cui è in parte composta, perciò il potassio a lungo è rimasto un elemento sconosciuto. Georg Ernst Stahl ottenne evidenze sperimentali per suggerire la differenza esistente tra i sali di sodio e quelli di potassio nel 1702. Henri Louis Duhamel du Monceau fu in grado di dimostrare questa differenza nel 1736. Il potassio metallico fu isolato nel 1807 in Inghilterra da Humphry Davy, che lo ricavò dalla potassa caustica (idrossido di potassio) mediante l'uso di elettrolisi del sale fuso con la pila voltaica. Il potassio è stato il primo metallo ad essere isolato mediante elettrolisi.

Di grande interesse industriale sono i giacimenti di sali potassici di Stassfurt (Germania), del Saskatchewan (Canada), della Polonia, Gran Bretagna, Spagna ecc., derivati da antichi bacini marini salati che, evaporando, hanno lasciato depositare i sali presenti: questi, durante le successive epoche geologiche, sono stati ricoperti da strati rocciosi diversi. Alcuni suoi minerali, tra cui la carnallite, la langbeinite, la polialite e la silvite, vengono generalmente rinvenuti sul fondo di laghi e mari antichi.
La produzione di potassio sta crescendo in tutto il Mondo, raggiungendo la quota di 50 milioni di tonnellate. Secondo lo US Geological Survey i primi 10 Paesi che hanno prodotto la maggior parte del potassio mondiale nel 2017 sono: Canada (12 milioni di tonnellate). Qui opera la Nutrien, la più grande società del settore, derivante dalla fusione di Potash Corporation of Saskatchewan e di Agrium. Le due aziende si sono unite all'inizio del 2018 e hanno creato un gigante agricolo globale, dal valore di 36 miliardi di dollari; Russia (7,2 milioni di tonnellate), il più importante produttore è la Uralkali, un'azienda con cinque miniere e sette impianti per il trattamento del minerale; Bielorussia (6,4 milioni di tonnellate); Cina (6,2 milioni di tonnellate), il Paese è il più grande consumatore di fertilizzanti, pari a circa il 20% del consumo mondiale; Germania (2,9 milioni di tonnellate); Israele (2,2 milioni di tonnellate), ospita la sesta azienda più grande del Mondo per la produzione di potassio, la Israel Chemicals; Giordania (1,3 milioni di tonnellate), la Arab Potash Company è l'ottavo produttore di potassio per volume ed è l'unico produttore di sali di potassio nella regione araba; Cile (1,2 milioni di tonnellate); Spagna (0,68 milioni di tonnellate), la Spagna ha riserve per 44 milioni di tonnellate di potassio e la Geoalcali è una delle aziende operanti con operazioni a Izaga, Muga e Sierra Del Perdon; Stati Uniti (0,48 milioni di tonnellate), la produzione proviene dal sud-est del New Mexico e dall'Utah. Il potassio statunitense finisce soprattutto nell'industria dei fertilizzanti, con una piccola parte destinata al settore chimico e industriale.

Il rubidio è l'elemento chimico di numero atomico 37 e il suo simbolo è Rb; è un elemento tenero dal colore bianco-argenteo ed appartiene al gruppo dei metalli alcalini. 87-Rb, un suo isotopo naturale, è debolmente radioattivo. Come gli altri metalli alcalini, il rubidio è molto reattivo e si infiamma spontaneamente quando viene esposto all'aria; è liquido poco al di sopra della temperatura ambiente; forma amalgami con il mercurio e leghe con oro, cesio, sodio e potassio. Uno ioduro misto di argento e rubidio è il composto che a temperatura ambiente possiede la più elevata conduttività elettrica di tutti i composti ionici cristallini; questo lo rende utile nella realizzazione di batterie a film sottile ed in altre applicazioni analoghe.

Il rubidio (dal latino rubidus, rosso scuro) fu scoperto da Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff nel 1861 nel minerale lepidolite, tramite uno spettroscopio. Il rubidio è considerato il sedicesimo elemento più abbondante nella crosta terrestre. È molto simile al potassio. Nessun minerale di rubidio è noto, ma questo elemento è presente in quantità significative in alcuni minerali quali lepodite (1,5%), pollucite (un deposito di pollucite si trova presso il Bernic Lake, in Canada) e carnallite. È inoltre presente in tracce in nella zinnwaldite e nella leucite. La quantità di rubidio prodotta ogni anno è piccola, e qualsiasi richiesta può essere soddisfatta da uno stock di sottoprodotti misti di carbonato raccolto durante l'estrazione del litium da lepodite. Il poco rubidio prodotto è usato soltanto per la ricerca, non esiste motivo di cercare applicazioni commerciali per tale elemento.

Il silicio è l'elemento chimico di numero atomico 14 e il suo simbolo è Si; è un metalloide con un profondo splendore metallico; è molto fragile, ed è un semiconduttore. Meno reattivo del suo analogo chimico, il carbonio, è il secondo elemento per abbondanza nella crosta terrestre dopo l'ossigeno, componendone il 27,72 % del peso, ma l'elemento elettropositivo più abbondante nella crosta terrestre. Si trova in argilla, feldspato, granito e quarzo, principalmente in forma di biossido di silicio, silicati e alluminosilicati. Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, ceramica e silicone.
Il silicio (dal latino silex, silicis che significa selce) venne identificato per la prima volta da Antoine Lavoisier nel 1787, e venne scambiato per un composto da Humphry Davy nel 1800. Nel 1811 Gay Lussac e Thenard prepararono del silicio amorfo impuro attraverso il riscaldamento di potassio con tetrafluoruro di silicio. Nel 1824 Berzelius preparò del silicio amorfo usando all'incirca lo stesso metodo di Lussac. Berzelius inoltre purificò il prodotto attraverso successivi lavaggi.

Nella sua forma cristallina, il silicio ha un colore grigio e una lucentezza metallica, ma il suo colore può variare. Il silicio è alla base di tutti i silicati, minerali formati da silicio e ossigeno, più altri elementi in forma ionica. I silicati sono contenuti nei magmi e il magma diventa più viscoso e capace di trattenere maggiori quantità di gas. In base al contenuto di silice si determina l'acidità di un magma e delle rocce dal quale deriva. Se è poco presente, il magma si dirà basico. Il silicio è il principale componente degli aeroliti, che sono una classe di meteoroidi nonché della tectite, che è una forma naturale di vetro.
Il silicio elementare non si trova in natura, appare in genere come ossido (ametista, agata, quarzo, rocce cristalline, selce, diaspro, opale) e silicati (granito, amianto, feldspato, argilla, orneblenda, mica e altri).
Il silicio è un semiconduttore puro e può essere drogato con arsenico, fosforo, gallio o boro per renderlo più conduttivo e utilizzarlo in transistor, pannelli solari o celle solari, e altre apparecchiature a semiconduttori, che sono utilizzate in elettronica e altre applicazioni ad alta tecnologia.
Il silicio è un importante costituente di alcuni tipi di acciaio; il suo limite di concentrazione è del 5%. Si segnala la sua presenza (1-2%) negli acciai per molle, dove accresce il limite elastico, avvicinandolo a quello di rottura. Poiché il silicio è un importante elemento semiconduttore, il principale di tutta l'industria elettronica, la regione di Silicon Valley in California, nota per le numerose aziende di informatica ed elettronica, prende il suo nome da questo elemento.
Il silicio è la componente principale di vetro, cemento, ceramiche, della maggior parte dei dispositivi a semiconduttore, e dei siliconi. Il silicone è inoltre un costituente importante di alcuni acciai e un ingrediente importante nei mattoni; è un materiale refrattario usato per la realizzazione di smalti e terraglie. Il silicio elementare grezzo ed i suoi composti intermetallici sono usati come integrali di lega per fornire maggiore resistenza ad alluminio, magnesio, rame ed altri metalli. Il silicio metallurgico con purezza 98-99% è usato come materia prima nella fabbricazione di resine di silicio ed organosilicio, guarnizioni ed olii. Chip di silicio sono usati nei circuiti integrati. Le celle fotovoltaiche, per la conversione diretta di energia solare, usano fette di cristalli di silicio semplice di taglio sottile e grado elettronico. Il diossido di silicio è impiegato come materia prima per produrre silicio elementare e carburo di silicio. Le sabbie fuse di quarzo sono trasformate in vetri di silicio che sono usati in laboratori ed impianti chimici, così come negli isolanti elettrici. È noto che il silicio forma composti con 64 dei 96 elementi stabili.
La sabbia è usata come fonte del silicio prodotto commercialmente. Alcuni minerali siliati sono estratti, per esempio talco e mica. Altri silicati estratti sono feldspati, nephenile, olivine, vermiculite, perlite, caolinite, ecc. All'altro estremo ci sono forme di silicio così rare da essere per questo motivo molto ricercate: gemma opale, agata e rhinestone.

Il silicio, che si trova praticamente dappertutto sul Pianeta, non è difficile reperirlo nel suo stato grezzo come la sabbia; ciò che serve per renderlo adatto alle sue molteplici applicazioni in campo elettronico e tecnologico, è il suo processo di estrazione e raffinazione che ne determina il grado di purezza: questo determina il tipo di utilizzo che ne viene fatto (metallurgico, solare o elettronico); è ad oggi tra gli elementi più utilizzati nell'ambito delle nuove tecnologie, televisori, cellulari, touch screen, schermi elettronici di ogni tipo. La produzione del silicio dei pannelli fotovoltaici, il silicio di grado solare, comporta un alto livello di raffinazione, che ne determina l'elevata purezza.
Il silicio dei pannelli fotovoltaici ha una purezza maggiore del silicio metallurgico, ma minore del silicio di grado elettronico. Il livello di raffinazione del materiale comporta il costo di produzione e fornitura che, a cascata, si riversa sul costo dei pannelli fotovoltaici sul mercato che, a livello mondiale, è in mano a poche grandi multinazionali; il silicio dei pannelli fotovoltaici arriva tutto dall'estero. Nello scenario italiano il silicio è solo per il 2% di produzione italiana, il rimanente 98% è di importazione dai grandi produttori internazionali. Nella filiera del fotovoltaico, le aziende italiane iniziano ad avere un loro peso nella produzione dei pannelli fotovoltaici finiti, che è l'assemblamento di celle fotovoltaiche, acquistate all'estero.
Il mercato mondiale del silicio è controllato da pochissimi fornitori, tra cui il gruppo chimico giapponese Tokuyama, le statunitensi Hemlock e REC Silicon, la tedesca Wacker Chemie. I maggiori Paesi produttori sono Cina, Giappone, Taiwan, Germania, Gran Bretagna e Stati Uniti. Solo qualche anno fa, invece, il mercato del silicio sufficientemente puro per uso fotovoltaico era per il 90% prodotto solo dagli Stati Uniti, dalla Germania e dal Giappone.
La Cina è il più grande produttore mondiale di silicio con circa 4,6 milioni di tonnellate prodotte ogni anno, che è più della metà del silicio totale nel Mondo. L'industria del silicio in Cina è cresciuta negli ultimi due decenni principalmente a causa dell'aumento del consumo nazionale e internazionale. Per il consumo interno, le industrie che consumano più silicio sono quella del fotovoltaico, dell'edilizia e dei trasporti. La Cina esporta silicio in industrie di leghe in Giappone, industrie di silicio policristallino in Corea del Sud e Paesi europei. La Russia è il secondo produttore mondiale di silicio con circa 747.000 tonnellate. Gli Stati Uniti sono il terzo produttore con quasi 326.000 tonnellate.

Il sodio è l'elemento chimico di numero atomico 11 e il suo simbolo è Na; è un metallo soffice, leggero e galleggia nell'acqua, ceroso, color bianco argento, reattivo; appartiene alla categoria dei metalli alcalini ed è abbondante nei composti naturali; brucia con una fiamma gialla, si ossida a contatto con l'aria e reagisce violentemente con l'acqua. Non si trova libero in natura. La sua conducibilità elettrica e termica è circa il 36% di quella del rame. Sebbene il sodio metallico abbia alcune applicazioni importanti, i principali impieghi di questo elemento risiedono per lo più nei composti che forma: infatti milioni di tonnellate di cloruro, idrossido, carbonato di sodio vengono prodotte ogni anno. Il sodio metallico è utilizzato per la produzione di sodio boroidruro, azoturo di sodio, e indaco. Inoltre, varie lampade a vapori di sodio sono spesso utilizzate per l'illuminazione stradale a risparmio energetico nelle città. Questo metallo alcalino è anche uno dei componenti del cloruro di sodio che è il sale da cucina.
Il sodio è stato da lungo tempo individuato nei composti, ma venne isolato solo nel 1807 da Humphry Davy attraverso l'elettrolisi della soda caustica. Il simbolo del sodio (Na) deriva dal nome latino natrium, un sale naturale, nome che deriva dal greco nítron, che a sua volta derivava dal nome egizio del sale Ntry, che significa puro, divino. La sostanza ha dato il nome all'antico luogo estrattivo, Wādī al-Natrūn, un lago quasi asciutto in Egitto che conteneva elevate quantità di carbonato di sodio. Il natron era utilizzato nell'operazione dell'imbalsamazione, per le sue proprietà di assorbimento dell'acqua. Il sodio è il sesto elemento più abbondante nella crosta terrestre, che contiene il 2.83% di sodio in tutte le sue forme.
Il sodio è, dopo il cloro, il secondo elemento più abbondantemente dissolto in acqua di mare (1.05%). I sali del sodio più importanti presenti in natura sono il cloruro di sodio (sale roccioso), il carbonato di sodio (soda), il borato di sodio (borace), il nitrato sodio ed il solfato di sodio. Il bicarbonato di sodio si presenta in cristalli bianchi, solubili in acqua; viene impiegato nella preparazione di polveri effervescenti, di bevande gassate, si usa come coadiuvante della digestine. La produzione di ipoclorito di sodio commerciale avviene facendo gorgogliare cloro in una soluzione acquosa di soda caustica alla temperatura ordinaria; si usa per sbiancare tessuti, per sterilizzare e disinfettare l’acqua ecc. In soluzione diluita, per lo più con aggiunta di carbonato di sodio, costituisce la cosiddetta varechina o candeggina.

I sali di sodio si trovano nell'acqua di mare, nei laghi salati, nei laghi alcalini ed nell'acqua minerale di sorgente. La produzione del sale si aggira intorno alle 200 milioni di tonnellate annue. Questa enorme quantità è principalmente estratta dai depositi di sale pompandovi acqua nel pozzi per dissolvere il sale e ripompare in superficie la brina. I maggiori produttori di cloruro di sodio, sale da cucina, in milioni di tonnellate nel 2019 sono: Cina con 59; Stati Uniti con 42; India con 29; Germania con 14,3; Australia con 13; Canada con 11; Cile con 10; Messico con 9; Brasile con 7,4; e Russia con 6,7.
In Italia sono ancora attive 4 saline: quella di Cervia di Ravenna, quella di Margherita di Savoia in Puglia, quella di Trapani in Sicilia e quella di Sant'Antioco nel Sulcis.

Lo stronzio è l'elemento chimico di numero atomico 38 e il suo simbolo è Sr; appartiene al gruppo dei metalli alcalino-terrosi e si presenta come un metallo tenero, argenteo, bianco o leggermente giallo. Lo stronzio possiede proprietà fisiche e chimiche simili a quelle dei due elementi vicini nella tavola periodica: calcio e bario. In natura si presenta nella celestite e nella stronzianite. Mentre lo stronzio naturale è stabile, l'isotopo-90 è radioattivo ed è uno dei componenti più pericolosi del fallout nucleare, visto che viene assorbito dal corpo in un modo simile al calcio.
Sia lo stronzio sia la stronzianite prendono il nome da Strontian, un villaggio della Scozia nei pressi del quale il minerale è stato scoperto nel 1790 da Adair Crawford e William Cruickshank. Venne identificato come nuovo elemento l'anno successivo grazie al saggio alla fiamma. Lo stronzio venne isolato come metallo nel 1808 da Humphry Davy che utilizzò il processo dell'elettrolisi, allora appena scoperto. Nel XIX secolo l'applicazione più importante dello stronzio era la produzione di zucchero dalla barbabietola. Durante il picco di produzione di tubi catodici, circa il 75% del consumo di stronzio negli Stati Uniti era destinato alla realizzazione del vetro frontale. Con l'introduzione di altri tipi di monitor, il consumo dello stronzio è diminuito drasticamente.

A causa della sua reattività all'aria, questo elemento in natura è sempre combinato con altri. Isolato si presenta come un metallo piuttosto malleabile. Il suo composto più usato è il , impiegato nella fabbricazione di fuochi artificiali alla cui luce impartisce un colore rosso brillante. Anche se lo stronzio ha applicaizoni simili a quelle di calcio e bario, è raramente usato a causa del suo più elevato costo. Gli usi principali dei composti di stronzio sono nella pirotecnica, per il colore rosso brillante nei fuochi d'artificio e nei fumi e razzi di avvertimento. Una piccola quantità è usata come degasatore nelle valvole elettroniche per rimuovere le ultime tracce di aria. La maggior parte dello stronzio è usato come carbonato nel vetro speciale per televisori e schermi. Anche se lo stronzio-90 è un isotopo radioattivo pericoloso, è un utile sottoprodotto dei reattori nucleari da cui viene estratto combustibile spento. La sua radiazione ad alta energia può essere usata per generare una corrente elettrica e per questo motivo può essere usata nei veicoli spaziali, stazioni metereologiche a distanza, in boe per la navigazione.
Le zone estrattive principali nel 2019 sono la Spagna (90.000 tonnellate), laCina (50.000 tonnellate), il Messico (40.000 tonnellate), l'Iran (37.000 tonnellate) e l'Argentina (700 tonnellate). La produzione mondiale dei minerali di stronzio è di circa 220.000 tonnellate all'anno.

Il tallio è l'elemento chimico di numero atomico 81 e il suo simbolo è Tl; è un metallo grigio e malleabile; somiglia allo stagno, ma scurisce per ossidazione quando è esposto all'aria. Il tallio venne scoperto indipendentemente nel 1861 dai chimici William Crookes e Claude-Auguste Lamy in residui della produzione di acido solforico. Entrambi utilizzarono il metodo della spettroscopia di fiamma, in cui il tallio produce una notevole riga spettrale di colore verde. Il termine tallio, dal greco thallós, che significa germoglio verde o ramoscello, è stato coniato da Crookes. Nel 1862 venne isolato sia da Lamy grazie all'elettrolisi, sia da Crookes per precipitazione e fusione della polvere risultante. Crookes lo esibì alla mostra internazionale che si aprì il 1º maggio di quell'anno sotto forma di polvere, precipitato dallo zinco. Tuttavia commercialmente il tallio non viene ottenuto dai minerali di potassio, ma come sottoprodotto dalla raffinazione di metalli pesanti.

Circa il 60-70% della produzione di tallio viene utilizzato nell'industria elettronica, mentre il restante è destinato all'industria farmaceutica e alla produzione di vetro. Trova impiego anche nei rivelatori di luce infrarossa. Il radioisotopo tallio-201 viene utilizzato in piccole quantità come radiotracciante non tossico negli esami di imaging biomedico in medicina nucleare, in particolare nella scintigrafia miocardica. I sali di tallio solubili, molti dei quali sono quasi insapori, sono altamente tossici e sono stati utilizzati in topicidi e insetticidi ma, vista la loro tossicità non selettiva, in molti Paesi l'uso di questi composti è stato vietato o limitato. In particolare l'avvelenamento da tallio si manifesta con la perdita dei capelli.
Benché il tallio sia piuttosto abbondante nella crosta terrestre, è quasi sempre associato a sali di potassio in argille, fanghi e graniti che ne rendono l'estrazione e la purificazione economicamente svantaggiosa. La principale fonte commerciale di tallio è rappresentata dalle sue tracce presenti nei solfuri minerali del rame, del piombo e dello zinco. Il tallio si estrae dalla crooksite, dalla hutchinsonite e dalla lorándite. È contenuto anche nella pirite e si ricava come sottoprodotto della produzione di acido solforico quando il minerale viene arrostito. Un altro metodo per ottenerlo è la fusione di minerali ricchi di zinco e piombo.

METALLI RADIOATTIVI: Radio, Torio, Uranio, Plutonio, Polonio, Francio

Il radio è l'elemento chimico di numero atomico 88 e il suo simbolo è Ra; la parola radioattività deriva proprio dal nome di questo elemento anche se non ha la maggior radioattività conosciuta. Di colore bianco, annerisce per esposizione all'aria; è un metallo alcalino-terroso presente in tracce nei minerali dell'uranio; il suo isotopo più stabile, 226Ra, ha un'emivita di 1.602 anni e decade in radon; è il più pesante di tutti i metalli alcalino terrosi. Si trova combinato in minime quantità nel minerale di pechblenda e di vari altri minerali di uranio. La radiazione prodotta dal radio è di tre tipi: raggi alfa, raggi beta e raggi gamma. Se viene mescolato con berillio si ha anche emissione di neutroni. Appena preparato il radio metallico puro è di colore bianco brillante, ma si annerisce se esposto all'aria; è luminescente con un debole bagliore blu.
Usato in passato nelle vernici luminescenti per quadranti e lancette di orologi, sveglie e strumentazione varia. Oltre 100 ex-pittori di lancette di orologi, che usavano le loro labbra per fare la punta al pennello, morirono per le radiazioni: famose sono le ragazze del radio, le addette di una società degli anni venti chiamata US Radium Corporation, che dipingevano i numeri dei quadranti su orologi militari con vernice al radio. Il radio venne usato nei quadranti delle sveglie fino agli anni cinquanta. Gli oggetti verniciati con vernice al radio possono essere pericolosi ancora oggi. Dal 1969 per le vernici luminescenti è stato usato il trizio, ma solo fino agli anni novanta. Dagli anni 2000 si usano altre sostanze non radioattive. L'isotopo 223 è usato in medicina nucleare per la terapia delle metastasi ossee.

Il radio, dal latino radius, raggio, fu scoperto da Marie Curie e da suo marito Pierre nel 1898 nella pechblenda/uraninite della Boemia settentrionale: studiandola, i Curie ne rimossero l'uranio e scoprirono che il materiale restante era ancora radioattivo. Quindi separarono da questo una miscela che consisteva per lo più di bario, che alla fiamma dava un colore verde e delle linee spettrali che non erano mai state descritte prima. Nel 1902 il radio fu isolato puro, nella sua forma metallica, da Curie e Andre Debierne e il 20 aprile di quell'anno venne comunicato l'avvenuto isolamento dell'elemento. Il 4 febbraio 1936 il radio E divenne il primo elemento radioattivo ad essere sintetizzato artificialmente. Durante gli anni trenta si scoprì che i lavoratori esposti al radio si ammalavano gravemente: in seguito a queste evidenze cliniche l'uso del radio declinò rapidamente. L'aver maneggiato radio per anni è ritenuta la causa della prematura morte di Marie Curie.
Il radio è un prodotto di decadimento dell'uranio ed è perciò reperibile in tutti i minerali che ne contengono. Originariamente veniva estratto dalla pechblenda di Jáchymov in Boemia (7 tonnellate di pechblenda forniscono 1 grammo di radio). Una certa quantità di questo elemento si trova anche nelle sabbie di carnotite in Colorado, ma minerali più ricchi di radio si trovano nella Repubblica Democratica del Congo, nella regione dei Grandi Laghi del Canada. Si può ottenere il radio anche dal trattamento dei rifiuti dell'uranio. Grandi giacimenti di uranio sono situati in Canada, Stati Uniti, Australia e altri Paesi.

Il torio è l'elemento chimico di numero atomico 90 e il suo simbolo è Th; è un metallo attinoide (sono quindici elementi chimici compresi fra l'attinio e il laurenzio, con numero atomico tra 89 e 103) leggermente radioattivo ed è uno dei due elementi che si trovano ancora radioattivi in grandi quantità come elementi primordiali (l'altro è l'uranio). Il torio è stato scoperto dal norvegese Morten Thrane Esmark e in seguito identificato nel 1828 dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius, che gli diede il nome di Thor, il dio norvegese del tuono e della guerra; di colore argenteo diventa nero se esposto all'aria, formando il diossido di torio; il torio-232 è l'isotopo più stabile rappresentando quasi tutto il torio naturale. Ha la più lunga emivita, 14,05 miliardi di anni. Si stima che sia di circa tre o quattro volte più abbondante dell'uranio nella crosta terrestre ed è presente nelle sabbie di monazite come un sottoprodotto di estrazione di metalli delle terre rare. È ampiamente usato come elemento di lega per la realizzazione di elettrodi per la saldatura ad un tasso del 1-2% con il tungsteno. Si prevede che il torio possa essere in grado di sostituire l'uranio come combustibile nucleare nei reattori. In natura si trova solo come torio-232: se puro e in forma metallica, è di colore bianco argenteo che si mantiene lucido per molti mesi; l'ossido di torio, detto anche toria, ha uno dei più alti punti di fusione di tutti gli ossidi (3.300 gradi C); reticelle per lanterne a gas portatili rilucono di una luce bianca abbagliante quando vengono scaldate nella fiamma del gas; viene usato in leghe di magnesio, cui conferisce durezza e resistenza alla fatica ad alte temperature; è usato per rivestire i fili di tungsteno nel catodo a riscaldamento diretto delle valvole grazie alla sua emissione elettronica; è usato in elettrodi per saldatura e ceramiche resistenti al calore; aggiunto al vetro permette di creare materiali con alto indice di rifrazione e dispersione molto bassa, perciò trova applicazione in lenti di alta qualità per macchine fotografiche e strumenti scientifici.

Il torio si rinviene in molti minerali, (torite, uranotorite, torianite, zircone, titanite, gadolinite e betafite) di cui il più comune è la monazite che contiene fino al 12% di ossido di torio e di cui esistono depositi consistenti in vari Paesi. Le riserve mondiali accertate ammontano a circa 2,6 milioni di tonnellate. Le principali fonti di informazione sulle riserve sono United States Geological Survey e International Atomic Energy Agency che concordano che le maggiori riserve si trovano in India, che ha circa il 25% delle riserve mondiali, attualmente stimate in 963.000 tonnellate. L'India prevede di utilizzare la sua riserva come pietra angolare nei suoi piani di indipendenza energetica. Seconda è l'Australia che ha 440.000 tonnellate di riserve. Gli Stati Uniti hanno la terza riserva che si stima sia di 400.000 tonnellate; il Canada circa 100.000 tonnellate; il Sudafrica 35.000; il Brasile 16.000 e la Malesia 4.500 tonnellate.

L'uranio è l'elemento chimico di numero atomico 92 e il suo simbolo è U; è un metallo bianco-argenteo, tossico e radioattivo; appartiene alla serie degli attinidi. Tracce di uranio sono presenti ovunque: nelle rocce, nel suolo, nelle acque e persino negli organismi viventi. Puro, si presenta come un metallo bianco-argenteo, debolmente radioattivo e poco più tenero dell'acciaio; è malleabile, duttile, molto denso (65% più denso del piombo), facilmente reperibile in natura. L'isotopo 235-U, capostipite della catena di decadimento radioattivo naturale, è utilizzato sia come combustibile per i reattori nucleari sia per le armi nucleari poiché è l'unico isotopo fissile esistente in natura in quantità apprezzabili. L'uranio (dal greco uranós, cielo) fu il primo elemento fissile scoperto in natura; si estrae da due minerali: l'uraninite (detta anche pechblenda) e la carnotite, ma sono noti almeno altri 150 minerali uraniferi, con contenuti di uranio di potenziale rilevanza commerciale. L'uranio è importante anche per la datazione radiometrica dei fossili. L'uranio arricchito può essere usato come combustibile nei reattori nucleari civili, ma anche nei reattori nucleari dei sottomarini e delle portaerei militari a propulsione nucleare. L'uranio è un metallo pesante e nonostante la sua radioattività naturale, grazie al suo elevato peso specifico, trova impiego come materiale di zavorra e contrappesi di equilibratura in aerei, elicotteri e in alcune barche a vela da regata; il nitrato di uranio è usato in fotografia; l'uranio metallico trova uso in dispositivi a guida inerziale e nelle bussole giroscopiche.

L'uso dell'uranio, sotto forma del suo ossido, risale almeno al 79 a.C.; sono di allora alcuni manufatti in ceramica colorati di giallo per aggiunta dell'1% di ossido di uranio rinvenuti in scavi nella zona di Napoli. L'uranio è stato scoperto nel 1789 dallo scienziato bavarese Martin Heinrich Klaproth, che lo individuò in un campione di uraninite. L'elemento prese il nome dal pianeta Urano, che era stato scoperto otto anni prima dell'elemento. Fu isolato come metallo nel 1841 da Eugène-Melchior Péligot ed è del 1850 il primo impiego industriale dell'uranio nel vetro, sviluppato nel Regno Unito. La radioattività dell'uranio fu osservata per la prima volta dal fisico francese Henri Becquerel nel 1896. L'esplorazione e l'estrazione di minerali radioattivi iniziò negli Stati Uniti al principio del XX secolo (anche se le prime estrazioni per fini economici avvennero nella Repubblica Ceca alla fine del XIX secolo). I sali di radio, contenuti nei minerali dell'uranio, erano ricercati per il loro impiego in vernici fluorescenti da usarsi per quadranti di orologi ed altri strumenti.
La domanda di uranio crebbe durante la Seconda Guerra Mondiale, durante la corsa delle Nazioni in guerra alla realizzazione della bomba atomica. Gli Stati Uniti sfruttarono i loro giacimenti di uranio localizzati in numerose miniere di vanadio del sud-ovest ed inoltre acquistarono l'uranio dal Congo belga e dal Canada. Le miniere del Colorado fornivano principalmente miscele di minerali di uranio e di vanadio (carnotite). Sforzi simili furono condotti dall'Unione Sovietica, anch'essa priva di scorte di uranio all'inizio del suo programma nucleare. La ricerca dell'uranio nel Mondo trovò un grande impulso all'inizio della Guerra Fredda; giacimenti furono scoperti nello Utah nel 1952. La domanda da parte dell'apparato militare statunitense iniziò a declinare negli anni sessanta e le scorte di uranio furono completate entro la fine del 1970; poi iniziò ad emergere il mercato dell'uranio per usi civili per la realizzazione delle centrali elettriche termonucleari.

Per avere un quadro completo di chi sono gli attori di questo mercato poco conosciuto ma di grande importanza strategica, bisogna esaminare le cinque delle più importanti aziende nel Mondo impegnate nella produzione di uranio. I dati, in milioni di libbre, sono gli ultimi disponibili e si riferiscono al 2018.
Cameco Corporation (ex Canadian Mining and Energy Corporation) (9,2) è la più importante azienda del settore. Rappresenta circa il 16% della produzione globale di uranio e ha miniere in tre Paesi: Stati Uniti (gestisce miniere nel Nebraska e nel Wyoming), Canada (miniera McArthur River-Key Lake e Cigar Lake), e Kazakistan (miniera Inkai). Nel 2018, ha chiuso la miniera di Rabbit Lake, una delle sue principali miniere a causa dei prezzi dell'uranio troppo bassi. La chiusura ha ridotto drasticamente l'offerta di uranio di Cameco dai 23,8 (2017) a 9,2 nel 2018. Rio Tinto (6,7) ha prodotto il 2% in più rispetto al 2017. La produzione di uranio dell'azienda arriva in parte attraverso una quota del 68,4% che detiene in Energy Resources of Australia, proprietaria della miniera di Ranger. BHP Billiton (7,4), australiana, la miniera Olympic Dam, in Australia, è uno dei più grandi depositi di metalli al Mondo. Oltre all'uranio, contiene anche rame , oro e argento. In più, Olympic Dam ha un impianto di lavorazione completamente integrato. Energy Resources of Australia (4,4) opera nella miniera di Ranger. Anche se l'estrazione è ferma dal 2012, la società produce utilizzando il minerale di uranio stoccato. Paladin Energy (2,7), l'attività principale di questa società australiana era la miniera di Langer Heinrich, in Namibia. Inoltre, l'azienda possiede una partecipazione nella miniera di Kayelekera, in Malawi. Nel 2017, Paladin ha presentato istanza di insolvenza, a causa del suo elevato debito e dei prezzi dell'uranio costantemente bassi.

Ilplutonio è l'elemento chimico di numero atomico 94 e il suo simbolo è Pu; è l'elemento oggi più usato nelle bombe nucleari a fissione ed è quello caratterizzato dalla maggior radioattività. Il suo isotopo più importante è 239-Pu, che ha un'emivita di 24.100 anni. Il plutonio puro è un metallo argenteo, ma imbrunisce quando si ossida; subisce una contrazione di volume all'aumentare della temperatura; in forma metallica mostra alcune proprietà particolari: a differenza degli altri metalli conduce male il calore, mostra forti variazioni di volume per modeste variazioni di temperatura o pressione e non è magnetico. L'elemento transuranico di numero atomico 94 fu osservato per la prima volta nel 1936 da Enrico Fermi, che lo denominò esperio, da un antico nome dell'Italia. Venne poi sintetizzato nel 1940 da Glenn Seaborg, Edwin McMillan, J. W. Kennedy e A. C. Wahl nel ciclotrone del Lawrence Berkeley National Laboratory, presso l'Università di Berkeley, in California. Fu considerato il primo elemento sintetizzato artificialmente e non presente sulla Terra, finché negli anni settanta lo stesso Seaborg e Perlman lo ritrovarono in alcune pechblende del Canada e in seguito fu rinvenuto soprattutto 239-Pu in tracce minerali in Zaire, Colorado, Russia, Brasile, dove accompagna l'uranio.

Prese il nome dal pianeta nano Plutone, all'epoca classificato come pianeta, perché seguendo l'uranio e il nettunio si volle mantenere l'analogia con i nomi dei pianeti del sistema solare. Seaborg scelse come simbolo da sottoporre per la registrazione del nuovo elemento, non il logico Pl, bensì Pu, corrispondente al verso fatto da un bambino al cospetto di un oggetto maleodorante, ma, nonostante pensasse che tale burla sarebbe stata bocciata, in fase di registrazione, la commissione approvò il simbolo. Durante il Progetto Manhattan furono realizzati grandi reattori nucleari a Hanford, nello stato di Washington, per produrre il plutonio con cui sarebbero poi state costruite due bombe, la prima fu solo un test, la seconda venne sganciata sulla città di Nagasaki. Sia gli Stati Uniti sia l'Unione Sovietica accumularono grandi scorte di plutonio durante gli anni della Guerra Fredda; si stima che nel 1982 le scorte ammontassero a 300 tonnellate. Dalla fine della guerra fredda queste scorte sono oggetto di preoccupazione per un'eventuale incontrollata proliferazione di armi nucleari nel Mondo. Benché la quasi totalità del plutonio sia di origine sintetica, tracce molto tenui si trovano in natura nei minerali dell'uranio. Una concentrazione significativa di plutonio naturale si trova nel sito del fiume Oklo nel Gabon.
Circa due miliardi di anni fa, in una regione dell'Africa Centrale situata nell'attuale Repubblica del Gabon, un'incredibile e irripetibile serie di coincidenze provocò l'accensione di almeno diciassette reattori nucleari naturali, che rimasero in funzione per centinaia di migliaia di anni. Esaminando un campione di esafluoruro di uranio proveniente dalla miniera di Oklo, nel 1972 si scoprì che contenevano una quantità di 235-U inferiore alla media; erano esattamente i valori che ci si sarebbe attesi di trovare in un combustibile nucleare usato all'interno di un reattore: si era attivato il medesimo tipo di reazione a catena che, in un reattore nucleare, viene usata per produrre energia. A Oklo, erano stati in funzione dei reattori nucleari naturali e ciò era avvenuto prima di quel fatidico 2 dicembre 1942, in cui all'interno del reattore a fissione Chicago Pile-1, costruito sotto la guida di Enrico Fermi e Leó Szilárd, si innescò la prima reazione a catena autoalimentata prodotta dall'uomo.

Il polonio è l'elemento chimico di numero atomico 84 e il suo simbolo è Po; è un metalloide radioattivo estremamente raro, chimicamente simile al tellurio e al bismuto, si trova nei minerali di uranio; è reattivo, grigio-argenteo, si dissolve in acidi diluiti, ma è soltanto leggermente solubile in alcali; è abbastanza volatile: circa la metà di un suo campione si volatilizza in 3 giorni (a meno che non sia mantenuto in un contenitore sigillato). In natura è un elemento molto raro, e anche nel minerale d'uranio è presente nella misura di 100 milligrammi per tonnellata, ma può essere prodotto nei reattori delle centrali nucleari. Dalla sua scoperta è stato utilizzato in diverse applicazioni industriali, ma poi abbandonato per via del suo alto tasso di radioattività e tossicità. È stato infine abbandonato anche per le ipotizzate applicazioni spaziali (si pensava di usarlo per il riscaldamento dei satelliti) e ha oggi quasi esclusivamente applicazioni militari.
Scoperto alla fine dell'800, uno dei suoi primi impieghi è stato nella creazione della bomba atomica, durante il progetto Manhattan. È usato come fonte di radiazione alfa per la ricerca e, in lega con berillio, può fungere da sogente portatile di neutroni, che normalmente soltanto un reattore nucleare può fornire. Il polonio-210 è altamente radioattivo: un milligrammo di questo metalloide emette lo stesso numero di particelle alfa di 5 grammi di radio. Il decadimento di questo elemento rilascia anche una grande quantità di energia e, benché non passi attraverso la pelle, per manipolarlo sono necessari luoghi e strumentazioni adeguate perché l'inalazione o l'ingestione di un solo milligrammo può essere letale. Piccole quantità di questo materiale possono danneggiare in maniera irreversibile tessuti e organi e una volta in circolo è molto difficile da rilevare: per questi motivi si ritiene sia l'arma utilizzata per alcuni omicidi eccellenti.

Si deve la sua scoperta ai coniugi Maria Skłodowska (meglio nota come Marie Curie) e Pierre Curie che la resero pubblica il 20 aprile 1902. Chiamato anche radio F, venne poi battezzato polonio in onore della Polonia, terra natale di Maria, che aveva iniziato a misurare la radiazione emessa dall'uranio mediante la piezoelettricità scoperta dal marito Pierre, in collaborazione col fratello Jacques. Gli sposi Curie, saggiando il contenuto di uranio della pechblenda, notarono che alcuni campioni erano più radioattivi di quanto lo sarebbero stati se costituiti di uranio puro; ciò implicava che nella pechblenda fossero presenti elementi in quantità minime non rilevate dalla normale analisi chimica e che la loro radioattività fosse molto alta. Decisero così di esaminare molta altra pechblenda e nel luglio del 1898 riuscirono a isolare una piccola quantità di polvere nera avente attività specifica pari a circa 400 volte quella dell'uranio. In questa polvere era contenuto un nuovo elemento dalle caratteristiche simili al tellurio, che fu chiamato polonio. Il resoconto di questo lavoro divenne la tesi di dottorato di Marie Curie.
Il polonio in natura è un elemento molto raro. Si trova nei minerali dell'uranio in concentrazione di circa 100 microgrammi per tonnellata. Nel 1934 un esperimento ha dimostrato la possibilità di produrre il polonio per bombardamento del bismuto con neutroni: in questo modo, il polonio-210 può essere prodotto in un reattore nucleare per la produzione di radioisotopi in quantità dell'ordine dei milligrammi. Il polonio è prodotto in circa 100 g per anno, bombardando il bismuto con dei neutroni in un reattore nucleare.

Il francio è l'elemento chimico di numero atomico 87 e il suo simbolo è Fr; è un metallo alcalino che può trovarsi nei minerali dell'uranio e del torio. Prima della sua scoperta, era indicato come eka-cesio; è estremamente radioattivo; il suo isotopo più stabile, il francio-223 (originariamente chiamato attinio K per la catena di decadimento naturale in cui compare), ha un'emivita di soli 22 minuti. È il secondo elemento più elettropositivo, dietro solo al cesio, ed è il secondo elemento naturale più raro (dopo l'astato). Gli isotopi del francio decadono rapidamente in astato, radio e radon.

Il francio è stato scoperto da Marguerite Perey in Francia nel 1939. La Perey era una ricercatrice dell'Istituto Curie di Parigi e suggerì il nome in omaggio alla sua nazionalità. È stato l'ultimo elemento scoperto per la prima volta in natura, piuttosto che per sintesi. Fuori dal laboratorio, il francio è estremamente raro, e si trovano tracce nei minerali di uranio e torio, dove l'isotopo francio-223 si forma e decade continuamente; è il più pesante dei metalli alcalini ed è il prodotto del decadimento alfa dell'attinio e può essere prodotto artificialmente per bombardamento del torio con protoni. È il meno stabile di tutti gli elementi naturali e non ha campi di utilizzo definiti. Si stima che esistano da 340 a 550 g di francio sulla crosta terrestre se contati tutti insieme.

LE TERRE RARE

Di questi tempi le terre rare sono estratte in quantità e a un ritmo esponenziali, peccato che siano rare e mescolate nelle rocce, in modo tale che, per estrarne un cucchiaino serva frantumare una intera collina. Infatti servono 200 tonnellate di materiale per ricavare un chilo di lutezio (usato per i farmaci); servono 50 tonnellate di materiale per ricavare un chilo di gallio (usato per i led); servono 16 tonnellate di materiale per ricavare un chilo di cerio (usato per il vetro); servono 8 tonnellate di materiale per ricavare un chilo di vanadio (usato per farmaci); Poi vanno aggiunti fiumi di acqua mischiata con solventi chimici necessari per purificare i metalli. Tutto questo sta lasciando nei Paesi di estrazione, Cina, Repubblica Democratica del Congo, Cile e Perù, Myammar, Australia, Madagascar, India, Russia, Thailandia, Vietnam e Brasile, paesaggi infernali, bacini di accumulo putridi, popolazioni contaminate. Il maggior produttore di terre rare è la Cina, che negli ultimi anni ha sempre più ridotto le esportazioni rendendole preziose. Questo ha spinto molti Paesi ad attivarsi per cercarli nei propri territori, come l'Australia, il Brasile, il Sudafrica, la Groenlandia, gli Stati Uniti e, recentemente, il Giappone che sembra aver trovato, sui propri fondali marini, 16 milioni di tonnellate di terre rare. Va anche ricordato che la Cina, recentemente, ha minacciato di chiudere completamente i rubinetti dell'export verso gli Usa, come ritorsione al bando di questi ultimi verso Huawei. E magicamente il bando è stato rinviato di mesi. Resta solo da rispondere alla domanda: "Riuscirà l'uomo a trovare soluzioni compatibili con l'ambiente, rispettando Natura e gli esseri viventi, uomini e animali?

La Cina è al centro della catena di approvvigionamento mondiale di terre rare. La direzione strategica presa dal Dragone sembra, tuttavia, aprire a scenari inediti. Se a oggi Pechino risulta esserne il maggiore esportatore al mondo, in futuro potrebbe divenirne un importatore netto. Le terre rare sono 17 elementi chimici, 15 dei quali sono nel gruppo dei lantanoidi, che nella tavola periodica assumono numero atomico compreso tra 57 e 71, ai quali si aggiungono ittrio e scandio, che, pur essendo metalli di transizione, sono considerati terre rare a seguito di una marcata affinità chimico-fisica con esse. Questi elementi sono divisi secondo il loro numero atomico, le LREE (Light Rare Earth Elements), il cui numero atomico varia tra 57 e 63, proporzionalmente più abbondanti nella crosta terrestre, e HREE (Heavy Rare Earth Elements), più rari, include quelli il cui numero atomico va da 64 a 71. Una volta raffinati, la struttura dei loro elettroni gli conferisce proprietà magnetiche, ottiche, luminescenti ed elettrochimiche uniche, motivo del loro successo nelle applicazioni industriali, a cui forniscono maggiore efficienza, prestazioni migliorate, miniaturizzazione, velocità, durata e stabilità termica. Non sono presenti puri in natura, ma legati a circa 200 tipi di minerali di cui costituiscono appena da 0.5 a 60 parti per milione. La stragrande maggioranza dei REE è associato a tre minerali: bastnäsite, monazite e xenotime.

I prodotti contenenti Terre Rare sono utilizzati in svariati settori: magneti permanenti (automobili elettriche e ibride, turbine eoliche); batterie ricaricabili (veicoli ibridi, dispositivi elettronici e strumenti); catalizzatori per auto (convertitori catalitici); catalizzatori Fluid Cracking (utilizzati nella raffinazione del petrolio greggio); polveri lucidanti (lucidatura di vetri, lenti, chip di silicio, schermi e monitor); additivi per il vetro (proprietà variabili del vetro); fosfori (fosfori per LCD e TV a colori); trasporti e veicoli (motori elettrici di automobili ibride e veicoli elettrici; batterie; convertitori catalitici); aerospace and defence (applicazioni elettroniche, satellitari, ottiche, radar e magnetiche; sistemi di precisione missilistica); health care (magneti permanenti per i dispositivi di imaging medico, come la risonanza magnetica; moderne macchine chirurgiche per ambulatori robotizzati); energia pulita (tecnologie energetiche avanzate, turbine eoliche, batterie per auto elettriche e luci ad alta efficienza energetica, fibra ottica, refrigerazione magnetica); elettronica (prodotti più veloci, più piccoli e più leggeri, display a colori, dispositivi di comunicazione e informatica, tecnologia intelligente); petrolchimica (raffinazione di petrolio greggio; leghe metalliche speciali); vetro e ceramica (produzione, composti lucidanti e additivi per il vetro).

Sebbene siano fondamentali per molte applicazioni industriali moderne, l'utilizzo delle terre rare ha avuto inizio solo a partire dal 1880 da parte di Norvegia e Svezia, i principali Paesi estrattori, seguite negli anni da Stati Uniti, India, Sudafrica e Brasile. Nel 1950 la miniera di Steenkampskraal, nel Sudafrica, era riconosciuta come il maggiore produttore di terre rare, ottenute come sottoprodotto dell'estrazione del torio, ricavato dai giacimenti di monazite e di bastnäsite. La prima metà degli anni Sessanta segnò l'importanza delle terre rare in molti campi di applicazione, tanto da indurre all'apertura di miniere destinate alla loro estrazione. Nel 1978, la Cina, conscia della presenza di vasti depositi di terre rare e della loro importanza strategica, varò un programma di sostegno statale per potenziarne i processi di estrazione e lavorazione. Questo, insieme all'apertura cinese al commercio internazionale, al bassissimo costo della manodopera locale e a una legislazione sulla salvaguardia ambientale quasi inesistente, portò ad aumentare l'industria estrattiva nel Paese. Numerose furono le società del settore che, attratte da condizioni favorevoli, optarono per la delocalizzazione in Cina di molti processi produttivi. Il settore minerario delle terre rare fu tale che tra il 1978 e il 1989 crebbe in media del 40% annuo. Così l'oro cinese si localizzò nei giacimenti ferrosi di Bayan Obo, nella Mongolia Interna, e nei depositi di argilla lateritica di Fujian, Guangdong, Guangxi, Hunan, Jiangxi, Shandong, Yunnan e Sichuan, e da questi siti proviene la totalità delle terre rare che in Cina vengono estratte, anche illegalmente, raffinate ed esportate.

I risultati del processo di delocalizzazione furono duplici: un progressivo accentramento in Cina dell'industria di settore, quindi un consistente trasferimento di know-how proveniente dall'estero, ottenuto tramite acquisizioni e joint-ventures. Questi fattori hanno permesso alla Cina non solo di diventare il produttore primario di ossidi di terre rare, ma anche di controllare le catene del valore di molte delle applicazioni incentrate sul loro sfruttamento. Dal 1990 le terre rare sono considerate un bene strategico per lo sviluppo nazionale, il che ha comportato un blocco totale degli investimenti esteri nell'industria estrattiva. La strategia cinese nel controllo e nell'export delle terre rare è legata anche all'eliminazione delle attività illegali e legate al contrabbando, che in passato hanno rappresentato anche il 30% del totale delle esportazioni, oltre a essere responsabili di ingenti danni ambientali. Il rafforzamento delle attività centrali di controllo, è funzionale agli obiettivi previsti dal piano Made in China 2025, che fa perno sullo sviluppo delle industrie strategiche attive nei settori aerospaziali, del trasporto ad alta velocità e dell'alta tecnologia.
L'accelerazione tecnologica e la prossima conversione energetica green non sarebbero possibili senza l'apporto delle Terre Rare. Dalle turbine eoliche offshore ai cellulari all'ultima generazione; dall'intelligenza artificiale a quasi tutti gli aspetti della nostra vita; le nuove frontiere dell'energia rinnovabile eolica, solare, elettrica, la tecnologia di consumo, smartphone e LCD, quella industriale, microchip, fibra ottica e quella militare, missilistica, dei radar, non sarebbero possibili senza l'ausilio di questi metalli super conduttori. Le leghe di neodimio, ferro e boro, creano magneti da quattro a cinque volte più resistenti di quelli permanenti realizzati con qualsiasi altro materiale, consentendo la miniaturizzazione degli altoparlanti di telefoni cellulari e cuffie senza perdita di prestazioni.

TERRE RARE LEGGERE: Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Promézio, Samario, Scandio,

Il lantanio è l'elemento chimico di numero atomico 57 e il suo simbolo è La; è un elemento leggero, metallico, di colore bianco-argenteo, malleabile e duttile: è anche molto tenero, tanto che si può tagliare con un coltello. Si trova nei minerali delle altre terre rare, assieme ad altri lantanidi. Come anche altre terre rare, si estrae da minerali come la monazite e la bastnäsite e serve per i componenti di batterie delle automobili ibride ed elettriche, (per esempio, le auto ibride della Toyota contengono circa 10 chili di lantanio),e dei computer; liquidi per la pulitura e la lucidatura del vetro e delle pietre dure. Diversi prodotti industriali oggi contengono il lantanio, un materiale raro. Le batterie al nichel-lantanio si sono dimostrate essere un'alternativa più efficiente alle batterie per auto tradizionali. Quando le batterie per auto ibride e le piccole batterie per i ciclomotori cinesi si diffonderanno, non ci sarà abbastanza lantanio per soddisfare la domanda.
L'elemento chimico è stato scoperto dal chimico svedese Mosander nel 1839, analizzando il nitrato di cerio. Dalla soluzione del sale isolò una terra rara che battezzò lantana; ma soltanto nel 1929 fu isolato nella sua forma pura. L'origine del nome viene dal greco lanthanein il cui significato è nascondere, è stato proposto da C.G. Mosander su suggerimento di Jöns J. Berzelius.


Il lantanio è relativamente poco abbondante sulla crosta terrestre e quindi la sua estrazione comporta ingenti quantità di scorie. È usato per la produzione di catalizzatori, nell'industria ottica per produrre vetri speciali e nella realizzazione di acciai. Il suo cloruro può essere usato come anticoagulante da pazienti con insufficienza renale grave per limitare l'eccesso di fosforo nel sangue. L'ossido di lantanio migliora la resistenza del vetro all'attacco degli alcali ed è usato nella manifattura di speciali vetri ottici, come vetro che assorbe la radiazione infrarossa, lenti per occhiali, fotocamere e telescopi, per via dell'alto indice rifrattivo e della bassa dispersione dei vetri così trattati; piccole quantità di lantanio aggiunte all'acciaio ne migliorano la malleabilità, la duttilità e la resilienza; piccole quantità di lantanio aggiunte al ferro aiutano a produrre perlite; aggiunte al molibdeno diminuiscono la durezza e la fragilità di questo metallo e la sua sensibilità agli sbalzi di temperatura. Se ne producono 12.000 tonnellate all'anno.

Il cerio è un elemento chimico con il simbolo Ce e numero atomico 58; è il più abbondante tra i metalli delle terre rare; per colore e lucentezza, somiglia molto al ferro, è un metallo morbido, duttile e bianco-argenteo che si appanna se esposto all'aria ed è abbastanza malleabile da essere tagliato con un coltello da cucina in acciaio; presenta una durezza simile a quella dell'argento. Serve nell'industria come componente di leghe d'alluminio o per la produzione di celle combustibili. Nel comparto farmaceutico, viene usato per la creazione di medicinali antiemetici, contro il vomito e la nausea, e serve nella preparazione di vasi catalitici. Nonostante sia sempre presente in combinazione con gli altri elementi delle terre rare, si trova in diversi minerali, tra cui allanite, cerite, monazite e bastnäsite, ed è facile da estrarre. È il più comune dei lantanidi, ed è il 26° elemento più abbondante, costituendo 66 parti per milione della crosta terrestre, appena inferiore a quello del rame (68 ppm), e più abbondante dei comuni metalli come il piombo (13 ppm), lo stagno (2,1 ppm) e la metà del cloro.

Il cerio fu il primo dei lantanidi ad essere scoperto, a Bastnäs, in Svezia, da J. Jakob Berzelius (uno dei fondatori della chimica moderna), e da Wilhelm Hisinger nel 1803 ed è così denominato dal pianeta nano Cerere (la dea romana dell'agricoltura, dei raccolti di grano, della fertilità e delle relazioni materne), scoperto appena due anni prima, e indipendentemente da Martin Heinrich Klaproth in Germania. Nel 1839 Carl Gustaf Mosander fu il primo a isolare il metallo. Oggi il cerio e i suoi composti hanno una varietà di usi: come il lantanio, il cerio è ampiamente utilizzato nell'industria cinematografica per l'illuminazione al carbonio; l'ossido di cerio viene aggiunto al vetro per colorarlo e per aumentare il suo assorbimento di luce ultravioletta. Questa applicazione è assai importante nell'edilizia, dove vengono usate le finestre che non permettono alla luce ultravioletta di entrare; è una parte importante dei convertitori catalitici. Il cerio metallico viene utilizzato nella produzione di accendini al ferro-cerio per le sue proprietà piroforiche e di forni auto-pulenti. Era originariamente isolato sotto forma del suo ossido, che prendeva il nome di ceria, termine ancora in uso. Dopo lo sviluppo dell'elettrochimica da parte di Humphry Davy cinque anni dopo, le terre produssero i metalli che contenevano. La ceria, isolata nel 1803, conteneva tutti i lantanidi presenti nel minerale di cerite di Bastnäs e quindi conteneva solo circa il 45% di quella che oggi è nota come ceria pura. Wilhelm Hisinger era un ricco proprietario di miniere e possedeva la miniera di Bastnäs, e da anni cercava di scoprire la composizione dell'abbondante materiale di scarto, ora noto come cerite, che aveva nella sua miniera. L'elemento ha avuto un ruolo nel Progetto Manhattan, dove i composti di cerio sono stati studiati nel sito di Berkeley come materiali per crogioli in grado di resistere alle alte temperature durante la fusione del metallo di plutonio. Il cerio è utilizzato come elemento di lega per creare leghe di alluminio che sono adatte per applicazioni automobilistiche, ad esempio nelle teste dei cilindri. Altre leghe di cerio includono le leghe di plutonio che sono state utilizzate come combustibile nucleare. Esistono depositi di cerio in Brasile, India e sud California. Anche se viene impiegato in moltissime applicazioni, il mercato del cerio è abbastanza equilibrato e caratterizzato da una forte domanda e da una relativa abbondanza del minerale nel Mondo.

Il praseodimio è l'elemento chimico di numero atomico 59 e il suo simbolo è Pr. è un metallo tenero di color argenteo che si copre di patina di ossido verde non appena viene esposto all'aria. In lega con il magnesio, produce un metallo molto forte che viene utilizzato nei motori degli aeroplani. Inoltre è impiegato nelle creazione delle reti di cavi in fibra ottica. Il praseodimio forma il nucleo delle luci ad arco usate nell'industria cinematografica per l'illuminazione dei teatri di posa e lampade per proiettori. Si usano i composti del praseodimio per conferire al vetro e agli smalti un colore verde chiaro. Il praseodimio è un componente del vetro al didimio, che serve per alcuni tipi di occhiali per saldatori e soffiatori di vetro. Viene anche usato come componente nelle leghe terre rare/cobalto per i magneti permanenti nei motori elettrici a corrente continua avente il rotore a magneti permanenti; troviamo il praseodimio anche nei televisori a colori, nelle luci fluorescenti e nelle lampadine a risparmio energetico. Inoltre è impiegato nel settore delle telecomunicazioni.

Il nome praseodimio viene dal greco prasios, verde e didymos, gemello. Nel 1841 il chimico svedese Carl Gustav Mosander estrasse la terra rara didimio da un minerale di lantanio. Nel 1874 Per Teodor Cleve concluse che il didimio era in realtà una miscela di due elementi e nel 1879, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran isolò una nuova terra, il Samario, dal didimio ottenuto dal minerale samarskite. Nel 1885 il chimico austriaco Carl Auer Freiherr von Welsbach separò il didimio in due elementi, praseodimio e neodimio, che davano sali di colori diversi. Il praseodimio si trova nei minerali di terre rare monazite e bastnäsite, e può essere recuperato da queste con un processo di scambio ionico. Il praseodimio costituisce inoltre il 5% circa del mischmetal, miscela di metalli. Questi minerali vengono estratti in Cina, Brasile, Stati Uniti, India, Sri Lanka e Australia. A livello mondiale, la produzione annua è di 2.500 tonnellate, mentre le riserve totali di minerale ammontano a circa 2 milioni di tonnellate.

Il neodimio è l'elemento chimico di numero atomico 60 e il suo simbolo è Nd; è un metallo di aspetto argenteo e lucente che si ossida a contatto con l'aria. Viene utilizzato per la fabbricazione di super-magneti destinati ai motori elettrici utilizzati nei computer, negli strumenti a risonanza magnetica, nei treni a levitazione magnetica, nei separatori magnetici e nei televisori a raggi catodici. Un altro impiego assai importante di questo metallo è nelle turbine eoliche. Con la crescita delle energie alternative, la domanda di neodimio e degli altri elementi delle terre rare utilizzati nei super-magneti, è prevista a salire alle stelle; è impiegato anche nella produzione di microfoni, laser, lenti. Il neodimio è presente nella lega chiamata mischmetal (miscela di metalli), è una lega metallica piroforica costituita da circa il 50% di cerio, il 25% di lantanio ed una piccola percentuale di neodimio, fino al 18%, e praseodimio. Il suo uso più comune è la produzione delle pietrine per accendisigari. Tra gli usi del neodimio si annoverano: come componente del didimio, utilizzato per la colorazione degli occhiali e degli schermi per saldatori; negli auricolari ergonomici in cui la presenza di magneti in neodimio offre una qualità sonora eccellente; l'utilizzo come colorante per vetri consente di ottenere delicate tonalità che variano dal violetto al rosso-vino sino a tonalità calde di grigio: questi vetri sono utilizzati per produrre filtri per osservazioni astronomiche, calibrando le bande dello spettro di assorbimento. Il neodimio consente di compensare il colore verde dei vetri impartito dal ferro come contaminante. Come drogante viene utilizzato in alcuni materiali trasparenti impiegati nei laser all'infrarosso, fra questi, il granato di ittrio e alluminio, il fluoruro di ittrio e litio, il vanadato di ittrio e nei vetri al neodimio. Questi ultimi sono usati per costruire i laser a impulsi più potenti del Mondo, in grado di fornire potenze dell'ordine dei TW (mille miliardi di watt) per ogni singolo impulso; gruppi di questi laser vengono usati negli esperimenti di fusione nucleare per ottenere il confinamento inerziale dell'idrogeno. I sali di neodimio sono usati come coloranti per smalti; il neodimio viene utilizzato per produrre magneti permanenti ad elevata coercitività. Questi materiali sono meno costosi dei magneti al samario-cobalto. Viene utilizzato per la produzione di altoparlanti di qualità per riprodurre fedelmente le frequenze più alte, ad esempio i tweeter al neodimio si caratterizzano per l'elevata brillantezza del suono.

Il neodimio è stato scoperto dal chimico austriaco Carl Auer von Welsbach a Vienna nel 1885: tramite un'analisi spettroscopica individuò il neodimio nel didimio insieme al praseodimio; tuttavia l'elemento non fu isolato in forma pura fino al 1925. Il nome deriva dalle parole greche neos, nuovo, e didimos, gemello. Oggi il neodimio viene ottenuto tramite un processo di scambio ionico dalle sabbie di monazite, un minerale ricco di elementi appartenenti alla classe dei lantanidi, e per elettrolisi dei suoi sali alogenati; è un minerale comune, circa due volte più comune del piombo e circa la metà del rame; si rinviene in minerali quali la sabbia di monazite e la bastnasite, nonché nel mischmetal, ma anche come sottoprodotto della fissione nucleare. La sua separazione dalle altre terre rare è piuttosto difficoltosa.

Il promezio è un elemento chimico con il simbolo Pm e numero atomico 61; è un metallo tenero che emette delle particelle beta, utilizzabili per stimolare l'emissione di raggi X. Serve per costruire apparecchi luminosi, e particolari batterie nucleari in cui delle fotocellule convertono la luce in corrente elettrica. In futuro potrà essere usato come fonte portatile di raggi X e come fonte di calore. Tutti i suoi isotopi sono radioattivi; è estremamente raro, con solo circa 500-600 grammi che si trovano naturalmente nella crosta terrestre in un dato momento. Il promezio è uno dei due soli elementi radioattivi che sono seguiti nella tavola periodica da elementi con forme stabili, l'altro è il tecnezio. Nel 1902 Bohuslav Brauner suggerì l'esistenza di un elemento allora sconosciuto con proprietà intermedie tra quelle degli elementi noti neodimio (60) e samario (62); ciò fu confermato nel 1914 da Henry Moseley, il quale, dopo aver misurato i numeri atomici di tutti gli elementi allora conosciuti, scoprì che mancava il numero atomico 61. Il promezio fu prodotto e caratterizzato per la prima volta all'Oak Ridge National Laboratory nel 1945 mediante la separazione e l'analisi dei prodotti di fissione dell'uranio irradiato in un reattore di grafite. Gli scopritori proposero il nome prometheum derivato da Prometeo, il Titano che rubò il fuoco dal Monte Olimpo e lo portò agli umani, per simboleggiare sia l'audacia che il possibile uso improprio dell'intelletto. Tuttavia, un campione del metallo è stato realizzato solo nel 1963.

Ci sono due possibili fonti di promezio naturale: rari decadimenti di europio naturale-151 (che produce promezio-147) e uranio (vari isotopi). Esistono applicazioni pratiche solo per i composti chimici del promezio-147, che sono utilizzati in vernici luminose, batterie atomiche e dispositivi di misurazione dello spessore. Poiché il promezio naturale è estremamente scarso, viene sintetizzato bombardando l'uranio-235 (uranio arricchito) con neutroni termici per produrre il promezio-147. Attualmente, la Russia è l'unico Paese che produce promezio-147 su scala relativamente ampia. La maggior parte del promezio viene utilizzata solo per scopi di ricerca.

Il samario è un elemento chimico con il simbolo Sm e numero atomico 62; è un metallo raro di aspetto argenteo, che si incendia spontaneamente se raggiunge una temperatura superiore ai 150 gradi C. Serve per la produzione di lampade ad arco. Sono noti composti di samario, in particolare il monossido, nonché lo ioduro. Fu individuato per la prima volta nel 1853 per via spettroscopica dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac. Fu poi il francese Paul Émile Lecoq de Boisbaudran a isolarlo nel 1879 dalla samarskite. Il minerale stesso era stato precedentemente chiamato in onore di un ufficiale russo, il colonnello Vassili Samarsky-Bykhovets, ingegnere minerario e il capo della russa Ingegneria Mineraria Corps, che divenne così la prima persona ad avere un elemento chimico che portava il suo nome, anche se indirettamente. Sebbene classificato come un elemento delle terre rare, il samario è il 40° elemento più abbondante nella crosta terrestre ed è più comune dei metalli come lo stagno.

Il samario si trova con una concentrazione fino al 2,8% in diversi minerali tra cui cerite, gadolinite, samarskite, monazite e bastnäsite, gli ultimi due sono le fonti commerciali più comuni dell'elemento. Questi minerali si trovano principalmente in Cina, Stati Uniti, Brasile, India, Sri Lanka e Australia. La Cina è di gran lunga il leader mondiale nell'estrazione e nella produzione di samario. La principale applicazione commerciale del samario è nei magneti samario-cobalto, che hanno una magnetizzazione permanente seconda solo ai magneti al neodimio; tuttavia, i composti di samario possono resistere a temperature significativamente più elevate, superiori a 700 gradi C, senza perdere le loro proprietà magnetiche. L'isotopo radioattivo samario-153 è il componente attivo del farmaco samario lexidronam, che uccide le cellule tumorali nel trattamento del cancro ai polmoni, cancro alla prostata, cancro al seno e osteosarcoma. Un altro isotopo, il samario-149, è un forte assorbitore di neutroni e viene quindi aggiunto alle barre di controllo dei reattori nucleari. Si forma anche come prodotto di decadimento durante il funzionamento del reattore ed è uno dei fattori importanti considerati nella progettazione e nel funzionamento del reattore. Il rilevamento del samario e degli elementi correlati fu annunciato da diversi scienziati nella seconda metà del XIX secolo; tuttavia, la maggior parte delle fonti dà la priorità al chimico francese Paul Émile Lecoq de Boisbaudran. Sebbene la samarskite sia stata trovata per la prima volta nella remota regione russa degli Urali, alla fine del 1870 i suoi depositi erano stati localizzati in altri luoghi rendendo il minerale disponibile a molti ricercatori. L'elemento puro è stato prodotto solo nel 1901 da Eugène-Anatole Demarçay.

Lo scandio è l'elemento chimico di numero atomico 21 e il suo simbolo è Sc; è un metallo molto legggero e di colore biancastro, che tende verso il giallo e il rosa non appena viene esposto all'aria; è un elemento di transizione tenero, presente in alcuni rari minerali della Scandinavia.
Si usa in lega con l'alluminio nell'industria aerospaziale, per particolari strutturali in alluminio ad alte prestazioni, e nella fabbricazione di attrezzi sportivi (biciclette, mazze da baseball ecc.): questo è l'uso quantitativamente prevalente. Circa 20 chilogrammi di scandio vengono consumati ogni anno negli Stati Uniti per la costruzione di lampade ad alta intensità: addizionando ioduro di scandio ad una lampada a vapori di mercurio si ottiene una fonte di luce molto simile alla luce solare ed energeticamente molto efficiente; tali lampade vengono usate negli studi televisivi. Altri 80 kg di scandio all'anno sono impiegati per la produzione di lampadine. Quando viene aggiunto all'alluminio, lo scandio ne migliora la resistenza e la duttilità, oltre a prevenirne l'invecchiamento e incrementare la resistenza alla fatica, inoltre è stato dimostrato che l'aggiunta di scandio riduce il numero e la gravità delle crepe da solidificazione nelle leghe di alluminio ad alta resistenza.

Nel 1869 Dmitrij Mendeleev, in base alla sua legge periodica, predisse l'esistenza dello scandio ed alcune delle proprietà che avrebbe dovuto avere e lo chiamò ekaboro. Lo scandio (dal latino Scandia, Scandinavia) fu poi scoperto da Lars Fredrik Nilson nel 1879 mentre lui e i suoi collaboratori stavano cercando terre rare metalliche. Nilson usò l'analisi spettroscopica per trovare il nuovo elemento all'interno dell'euxenite e della gadolinite. Per isolarlo processò 10 chilogrammi di euxenite con altri residui di terre rare, per ottenere circa 2 grammi di scandio sotto forma di ossido. Per Teodor Cleve isolò l'ossido di scandio circa nello stesso tempo di Nilson, ma diversamente da lui determinò che lo scandio era identico all'ekaboro di Mendeleev. Nel 1937 venne preparato per la prima volta lo scandio metallico per elettrolisi di una fusione di potassio, litio e cloruro di scandio a 700–800°C. La produzione di quantità rilevanti di scandio metallurgico (metallico e puro al 99%) dovette però aspettare fino al 1960. Le uniche fonti concentrate di questo elemento sono alcuni minerali rari provenienti dalla Scandinavia e dalla Malesia. Lo scandio è il 50º elemento in ordine di abbondanza sulla Terra; è ampiamente distribuito nella crosta terrestre e quasi 800 minerali contengono tracce di scandio. Si può trovare nei residui dell'estrazione del tungsteno dalla wolframite di Zinnwald. La thortveitite è comunque la principale fonte di scandio, con uranio come principale sottoprodotto, di cui pure è importante fonte. Lo scandio puro è prodotto commercialmente per riduzione del fluoruro di scandio con calcio metallico. Altra sorgente importante di scandio sono le rimanenze militari sovietiche.
Il mercato dello scandio è ristretto e dominato da Cina e Russia. Il progetto di Rio Tinto in Canada vuole offrire forniture affidabili alle aziende nordamericane. La società mineraria anglo-australiana ha investito 6 milioni di dollari in un impianto per la produzione di ossido di scandio di alta qualità all'interno del complesso metallurgico di Sorel-Tracy, nel Québec, processando i materiali di scarto generati dalla produzione del biossido di titanio, e una volta avviate le attività, nel 2021, sarà il primo progetto per l'estrazione di questo metallo in tutta l'America del nord. L'impianto di Rio Tinto ha il potenziale per diventare un grande fornitore di scandio al di fuori dalla Cina e, secondo Rio Tinto, il progetto potrebbe produrre circa tre tonnellate di ossido di scandio all'anno, ovvero il 20 per cento circa dell'attuale offerta globale. Attualmente il maggiore consumatore di scandio è l'azienda statunitense Bloom Energy, che realizza celle a combustibile all'ossido di scandio solido per la produzione di energia elettrica.

TERRE RARE PESANTI: Ittrio, Terbio, Disprosio, Olmio, Europio, Gadolino, Erbio, Tulio, Itterbio, Lutezio,

Le terre rare pesanti sono tra i metalli più costosi a causa delle loro eccezionali qualità magnetiche ed energetiche al di fuori dal comune. Secondo un recente studio condotto dalla Goldman Sachs, le terre rare pesanti continueranno ad accusare un deficit tra domanda e offerta mondiale, diventando sempre più preziose. La maggior parte viene estratta in Cina, dove gli ossidi di terre rare vengono ottenuti a buon mercato. Sono concentrate soprattutto nelle argille nel Sud del Paese e dalla Cina proviene circa il 95% della produzione totale.

L'Ittrio è l'elemento chimico di numero atomico 39 e il suo simbolo è Y; Viene in gran parte impiegato per la produzione di fosfori per televisori, di cui compongono il colore rosso, per la produzione dei diodi a emissione di luce, i LED (Light Emitting Diode), ma è usato anche come additivo per alcune leghe metalliche a base di alluminio e magnesio; dalla gioielleria e dall'elettronica sino al settore energetico, sono tanti i settori di applicazione dell'Ittrio. Trova impiego anche nella produzione di elettrodi, elettroliti, filtri elettronici, laser, superconduttori, e in vari materiali per migliorarne le proprietà. Nel settore medico, serve come composto per la realizzazione di terapie antidolorifiche, mentre nell'industria del vetro e della ceramica serve per la fabbricazione di prodotti resistenti agli urti. L'ossido di ittrio, noto anche col nome di ittria in ambito mineralogico o ceramico, è il suo composto più importante ed è usato per produrre granati di ittrio e ferro, efficaci filtri di microonde; i granati a base di ittrio, ferro, alluminio e gadolinio hanno interessanti proprietà magnetiche; il granato di ittrio e alluminio ha una durezza di 8,5 ed è usato anche come gemma (diamante sintetico); piccole quantità di ittrio sono usate per ridurre la granulometria del cromo, del molibdeno, del titanio e dello zirconio; il granato di ittrio e alluminio, il fluoruro di ittrio e litio e il vanadato di ittrio sono usati, insieme ad agenti droganti quali il neodimio o l'erbio, nella produzione di laser infrarossi; viene usato per disossidare il vanadio e altri metalli non ferrosi; alcune candele di accensione commerciali per motori a scoppio possiedono elettrodi realizzati con leghe metalliche contenenti piccole quantità di ossido di ittrio, in ragione del suo elevato punto di fusione e della sua elevata conduttività elettrica.

Carl Axel Arrheniusera un tenente della Svea artilleriregemente con base a Vaxholm; prese parte alla campagna in Finlandia nel 1788. Durante il suo periodo a Vaxholm visitò anche la miniera di feldspati a Ytterby, un villaggio svedese dell'isola di Resarö, nell'Arcipelago di Stoccolma. Trovò un minerale nero che chiamò itterbite e lo mandò a Johan Gadolin all'Accademia reale di Turku (in Finlandia) per ulteriori analisi. Due anni più tardi Johan Gadolin individuò l'ossido di ittrio nel campione di Arrhenius. Quel minerale fu la prima scoperta di terre rare nella storia. Nel 1827 l'ittrio elementare è stato isolato da Friedrich Wöhler. È un metallo di transizione dall'aspetto argenteo, non si trova mai in natura come elemento libero ma è comune nei minerali delle terre rare e dell'uranio. Industrialmente viene ottenuto dalla sabbia di monazite, un ortofosfato di lantanoidi che ne contiene circa il 3%, e dalla bastnäsite, un carbonato di lantanoidi che ne contiene circa lo 0,2%. È piuttosto difficile separarlo dalle altre terre rare. Una volta isolato, si presenta di solito in forma di polvere grigia. I campioni di rocce lunari prelevati dalle varie missioni Apollo mostrano un contenuto di ittrio relativamente alto.

Il Terbio è l'elemento chimico di numero atomico 65 e il suo simbolo è Tb; è un metallo grigio argenteo molto duttile e malleabile, ed è utilizzato per i fosfori verdi nei display a schermo piatto dei computer e delle tv a colori e nelle lampadine fluorescenti tri-cromatiche; è anche impiegato per i raggi-X; per memorizzare dati su DVD e CD; come elemento di lega con il ferro e con il cobalto; è un componente importante anche per molti dispositivi elettronici e dei sensori magnetici. Il terbio è usato per drogare il fluoruro di calcio, il tungstato di calcio ed il molibdato di stronzio, materiali usati nella realizzazione di transistor ed altri componenti elettronici; insieme all'ossido di zirconio come stabilizzante delle celle a combustibile che operano ad alta temperatura; il borato di terbio e sodio è un materiale che emette luce laser.

Il terbio fu scoperto dal chimico svedese Carl Gustav Mosander nel 1843 come una impurità nell'ossido di ittrio, e battezzato con il nome del villaggio svedese Ytterby. Non è stato isolato in forma pura fino a tempi molto recenti, dopo l'avvento delle tecnologie di scambio ionico. Il terbio non si trova mai in natura come elemento puro, ma contenuto in molti minerali, come la cerite, la gadolinite (i cui principali giacimenti sono localizzati a Ytterby), la monazite che contiene fino allo 0,03% di terbio, lo xenotime e la euxenite che contiene l'1% o più di terbio.

Il Disprosio è l'elemento chimico di numero atomico 66 e il suo simbolo è Dy; è un metallo tenero e può essere lavorato senza emissione di scintille, lucente che si scioglie rapidamente in soluzioni di acidi minerali, liberando idrogeno. Quando viene aggiunto ai magneti al neodimio-ferro-boro, ne aumenta l'intervallo termico di funzionamento per essere usato sulle auto ibride ed elettriche; viene anche impiegato nella produzione dei sensori per i sonar e per gli attuatori di posizionamento. Il disprosio trova impiego con il vanadio e altri elementi nella realizzazione di materiali per laser; la sua elevata sezione d'urto e d'assorbimento dei neutroni termici e il suo elevato punto di fusione lo rendono potenzialmente utile anche per farne barre di controllo per reattori nucleari.

Il disprosio fu identificato per la prima volta a Parigi nel 1886 da Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, che nel 1875, aveva scoperto il gallio e nel 1879 il samario. Il nome disprosio deriva dal greco dysprositos, e significa difficile arrivarci. Il disprosio non si trova mai puro in natura ma lo si deve estrarre dai minerali che lo contengono. Il disprosio è uno degli elementi più abbondanti dei lantanidi. I minerali più importanti sono la monazite e la bastnäsite; altri minerali sono lo xenotime che si trova anche in Italia nelle località di Montescheno, in Valle Antrona, e in Val Formazza, la fergusonite e la gadolinite, ma spesso è mescolato a erbio, olmio e altre terre rare. La produzione mondiale si aggira intorno a 100 tonnellate all'anno.

L'Olmio è un elemento chimico con numero atomico 67 e il suo simbolo è Ho; è un elemento metallico di colore bianco argenteo, tenero e malleabile. Viene utilizzato per rilevare oggetti in base alle vibrazioni, per generare impulsi laser ad alta energia e come difesa contro missili a ricerca di calore a raggi infrarossi. Inoltre serve per i laser usati in chirurgia: sono i prodotti industriali più importanti che si ricavano da questo materiale e sono destinati sopratutto alle cure oculistiche. Questo metallo raro viene impiegato anche nel settore dell'ottica per la colorazione delle lenti degli occhiali ed in vari campi dell'industria per la costruzione di magneti con elevata potenza, per i superconduttori. È troppo reattivo per essere trovato non combinato in natura, ma quando viene isolato è relativamente stabile in aria secca a temperatura ambiente. Tuttavia, reagisce con l'acqua e si corrode facilmente e brucia anche nell'aria quando riscaldato. Gli ioni di olmio trivalente hanno proprietà fluorescenti simili a molti altri ioni di terre rare, e quindi vengono utilizzati in alcune applicazioni laser e coloranti per vetro. L'olmio ha la più alta permeabilità magnetica di qualsiasi elemento ed è quindi utilizzato per le espansioni polari dei più potenti magneti statici. In aria umida e a temperature più elevate si ossida rapidamente formando un ossido giallastro. L'ossido di olmio ha alcuni cambiamenti di colore a seconda delle condizioni di illuminazione. Alla luce del giorno, ha un colore giallo tannico. Sotto luce tricromatica, è rosso-arancio infuocato. Quando è combinato con ittrio, forma composti altamente magnetici. L'olmio costituisce 1,4 parti per milione della crosta terrestre in massa; pur essendo uno dei più rari elementi delle terre rare, è nondimeno 20 volte più abbondante dell'argento.

L'olmio fu scoperto dal chimico svedese Per Theodor Cleve mentre lavorava sull'erbio, e indipendentemente dai chimici svizzeri Jacques-Louis Soret e Marc Delafontaine che lo osservarono spettroscopicamente nel 1878. Il suo ossido fu isolato per la prima volta dai minerali delle terre rare da Cleve. Il nome dell'elemento deriva da Holmia, il nome latino della città di Stoccolma.
L'olmio si trova nei minerali monazite e gadolinite e viene solitamente estratto commercialmente dalla monazite utilizzando tecniche di scambio ionico. Le principali aree minerarie sono Cina, Stati Uniti, Brasile, India, Sri Lanka e Australia con riserve di olmio stimate in 400.000 tonnellate.

L'Europio è l'elemento chimico con numero atomico 63 e il suo simbolo è Eu; è il più reattivo tra gli elementi classificati come terre rare, poiché si ossida velocemente a contatto con l'aria ed esplode spontaneamente se raggiunge temperature tra i 150 e 180 gradi. Per le sue proprietà luminose viene utilizzato nella produzione di particolari tipi di laser e di lampade fluorescenti e come componente degli schermi dei pc, e delle televisioni a colori. Viene utilizzato anche nella industria nucleare e farmaceutica. Come il piombo è piuttosto tenero e abbastanza duttile e ha applicazioni commerciali e industriali nel campo del drogaggio di alcuni materiali vetrosi. L'ossido di europio viene impiegato nella produzione di vetri fluorescenti. Sali chirali di europio vengono usati nella risonanza magnetica nucleare per semplificare spettri in cui molti segnali risuonano in una regione stretta e affollata. Inoltre i complessi dei lantanidi vengono utilizzati come agenti di contrasto nella Magnetic Resonance Imaging, detta anche tomografia a risonanza magnetica, grazie alle loro proprietà paramagnetiche. Inoltre, in combinazione con altri composti come il gallio, lo stronzio, lo zolfo, l'alluminio e il bario, viene impiegato negli inchiostri speciali anti-contraffazione usati sulle banconote dell'Euro. La divulgazione di questo utilizzo è dovuta ai chimici olandesi Freek Suijver e Andries Meijerink che sottoposero ad analisi spettroscopica alcune banconote da 5 euro, non riuscendo comunque a scoprire l'esatta composizione di tali inchiostri che è tenuta segreta dalla BCE.

L'europio è stato dapprima osservato da Paul Émile Lecoq de Boisbaudran nel 1890 che osservò linee spettrali insolite non attribuibili né al samario né al gadolinio in campioni in cui questi due elementi erano stati concentrati; tuttavia la scoperta effettiva è attribuita a Eugène-Anatole Demarçay che ipotizzò nel 1896 che i campioni di samario fossero contaminati da un elemento ancora sconosciuto, che riuscì a isolare nel 1901. La sintesi di europio metallico puro è avvenuta solo in tempi relativamente recenti. L'europio non si trova libero in natura, è però contenuto in diversi minerali, di cui i più importanti sono la bastnäsite e la monazite. Europio è uno degli elementi delle terre rare meno abbondanti: è quasi tanto abbondante quanto lo stagno. Non si trova mai in natura come elemento libero, ma esistono molti elementi che contengono eruropio. Le zone estrattive principali sono la Cina e gli Stati Uniti. Le riserve di europio sono valutate essere intorno alle 150.000 tonnellate e la produzione mondiale del metallo puro si aggira intorno alle 100 tonnellate annue.

Il Gadolinio è l'elemento chimico di numero atomico 64 e il suo simbolo è Gd; è un metallo raro duttile e malleabile di colore bianco argenteo, che si cristallizza alla temperatura ambiente. Nelle cure mediche serve come materiale di contrasto ai pazienti che si sottopongono ad esami di risonanza magnetica. Viene impiegato per la produzione di compact disc, delle testine per videoregistratori, delle memorie dei computer e in tubi a raggi catodici. A differenza degli altri lantanoidi, il gadolinio è relativamente stabile all'aria, purché secca. In presenza di umidità, si copre rapidamente del proprio ossido. Reagisce lentamente con l'acqua e si scioglie negli acidi diluiti. Viene usato per produrre granati all'ittrio-gadolinio, utilizzati nei dispositivi a microonde; sali di gadolinio sono impiegati anche per produrre fosfori per i televisori a colori. Possiede insolite proprietà metallurgiche; per semplice addizione dell'1% di gadolinio al ferro, al cromo ed alle loro leghe ne migliora la lavorabilità e la resistenza alle alte temperature ed all'ossidazione.

Nel 1880, il chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac osservò le linee spettrali del gadolinio in campioni di didimio e di gadolinite. Fu poi il francese Paul Émile Lecoq de Boisbaudran a separare il gadolinio dall'ittrio di Mosander nel 1886. L'elemento puro è stato isolato nel 1904 da Georges Urbain e H. Lacombe. Come il minerale gadolinite, il gadolinio deve il suo nome al chimico e geologo finlandese Johan Gadolin. Il gadolinio in natura non si trova allo stato nativo, ma solo combinato in minerali quali gadolinite, monazite e bastnäsite. La produzione annuale di gadolinio puro è di circa 400 tonnellate, concentrata soprattutto in Cina, Stati Uniti, Brasile, Sri Lanka, India e Australia con riserve ritenute di poco maggiori a un milione di tonnellate.

L'Erbio è l'elemento chimico di numero atomico 68 e il suo simbolo è Er; è un elemento delle terre rare, è un metallo malleabile, tenero, abbastanza stabile all'aria; resiste all'ossidazione più di altri elementi della serie dei lantanoidi e ha un aspetto argenteo metallico; si trova associato con altri lantanoidi, specie nel minerale gadolinite, i cui maggiori giacimenti sono localizzati in Svezia; l'industria delle fibre ottiche che è esplosa dopo l'avvento di internet, è il principale ambito di applicazione dell'erbio che viene usato come elemento drogante per le fibre ottiche per realizzare amplificatori di segnale in fibra (amplificatore coassiale); un metallo raro molto malleabile e abbastanza resistente all'ossidazione; viene utilizzato anche nell'industria nucleare, nella medicina nucleare e in ottica. I suoi sali sono di colore rosa e il suo sesquiossido viene chiamato erbia. Gli usi dell'erbio sono svariati, e alcuni molto comuni: soprattutto come filtro in fotografia e, per via della sua ottima resilienza, come additivo in metallurgia; aggiunto al vanadio, l'erbio ne abbassa la durezza e ne migliora la lavorabilità. L'ossido di erbio ha un bel colore rosa e per questo si usa a volte come colorante per smalti lucidi per vetro o ceramica. Il vetro all'erbio si usa spesso per lenti di occhiali da sole.

L'erbio (dal nome della cittadina svedese di Ytterby che ha dato il suo nome a una cava dove sono state scoperte molte terre rare, ed è stata l'ispirazione per i nomi di quattro elementi chimici: ittrio Y, itterbio Yb, terbio Tb ed erbio Er), fu scoperto da Carl Gustav Mosander che, nel 1843, separò l'ittria dalla gadolinite in tre distinte frazioni, che chiamò ittria, erbia e terbia. Dopo il 1860, quella che era nota come terbia, fu rinominata erbia, e nel 1877 quella che era nota come erbia fu rinominata terbia. Un campione di ossido di erbio abbastanza puro fu isolato nel 1905 da Georges Urbain e Charles James. Il metallo non fu ottenuto puro fino al 1934, quando fu preparato per la prima volta per riduzione del suo cloruro anidro con vapori di potassio. L'erbio non si trova in natura come elemento puro, bensì combinato con altri elementi in minerali quali la monazite, fonti migliori sono xenotime e euxenite. Le aree estrattive principali sono Cina e Stati Uniti. La produzione mondiale è di circa 500 tonn/anno.

Il Tulio, Il tulio è un elemento chimico con il simbolo Tm e numero atomico 69; per la sua scarsità e l'elevato costo di preparazione è un metallo che viene poco usato rispetto alle altre terre rare. Metallo lucido di colore grigio argenteo utilizzato nelle produzione di laser per la chirurgia. Secondo recenti studi questo metallo potrà essere usato anche nella produzione di ferriti per i forni a microonde, Raggi X, laser e superconduttori. Un campione relativamente puro di tulio metallico fu ottenuto per la prima volta nel 1911. È un metallo facilmente lavorabile con una brillante lucentezza. È abbastanza morbido e si appanna lentamente all'aria. Il tulio è stato scoperto dal chimico svedese Per Teodor Cleve nel 1879, cercando impurità negli ossidi di altri elementi delle terre. Cleve ha iniziato rimuovendo tutti i contaminanti noti dell'erbia. Dopo un'ulteriore elaborazione, ha ottenuto due nuove sostanze; una marrone e una verde. La sostanza marrone era l'ossido dell'olmio, e la sostanza verde era l'ossido di un elemento sconosciuto che chiamò tulia e il suo elemento tulio da Thule, un antico toponimo greco associato alla Scandinavia o all'Islanda. Il simbolo atomico di tulio era una volta Tu, ma questo è stato cambiato in Tm. Il primo ricercatore ad ottenere il tulio quasi puro è stato Charles James, un espatriato britannico che lavorava su larga scala al New Hampshire College di Durham, negli Stati Uniti. Nel 1911 riportò i suoi risultati, avendo usato il suo metodo di cristallizzazione frazionata del bromato per fare la purificazione. L'ossido di tulio di elevata purezza è stato offerto per la prima volta in commercio alla fine degli anni '50, a seguito dell'adozione della tecnologia di separazione a scambio ionico.

L'elemento non si trova mai in natura in forma pura, ma si trova in piccole quantità in minerali contenenti ittrio e gadolinio, in particolare nel minerale gadolinite, ma anche nella monazite e nelle sabbie dei fiumi. Il minerale di tulio si trova più comunemente in Cina, in particolare nelle argille della Cina meridionale; tuttavia, anche Australia, Brasile, Groenlandia, India, Tanzania e Stati Uniti hanno riserve di tulio, che sono stimate a livello mondiale di circa 100.000 tonnellate, mentre la produzione è di circa 50 tonnellate all'anno di ossido di tulio. Le più recenti tecniche di estrazione con solvente hanno portato a una separazione più semplice delle terre rare, che ha prodotto costi inferiori per la produzione di tulio. Il tulio emette una fluorescenza di colore blu se esposto alla luce ultravioletta, perciò viene inserito nelle banconote in euro come misura contro la contraffazione.

L'Itterbio è l'elemento chimico di numero atomico 70 e il suo simbolo è Yb; è un elemento di aspetto metallico di colore argento lucente; è tenero, malleabile e abbastanza duttile; viene facilmente dissolto dagli acidi, lentamente reagisce con l'acqua e si ossida per esposizione all'aria; a temperature elevate si incendia spontaneamente convertendosi nel suo ossido; viene usato come additivo all'acciaio inossidabile per migliorarne la grana, la forza ed altre proprietà reologiche; è un metallo utile nella produzione di laser e nella produzione di componenti dell'industria dell'energia solare; alcune leghe contenenti itterbio hanno trovato uso in odontoiatria.

L'itterbio è stato scoperto dal chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac nel 1878, quando individuò un nuovo componente nella terra nota come erbia e lo chiamò itterbia, dal nome della cittadina svedese di Ytterby. Nel 1907 il chimico francese Georges Urbain separò l'itterbio di Marignac in due frazioni: la neoitterbia e la lutezia. La neoitterbia venne successivamente identificata come l'elemento itterbio e la lutezia venne riconosciuta essere l'elemento lutezio. Le proprietà chimiche e fisiche dell'itterbio non furono determinate in dettaglio fino al 1953 quando venne prodotto l'itterbio puro. L'itterbio si trova in alcuni rari minerali, accompagnato ad altri elementi del gruppo delle terre rare. Si trova nei minerali gadolinite, monazite e xenotime, spesso associato all'ittrio e agli altri lantanoidi. La sua principale fonte commerciale è la monazite che ne contiene lo 0,03%. L'itterbio è difficile da separare dagli altri elementi ad esso simili; solo in tempi recenti è stato possibile isolarlo attraverso tecniche di estrazione e scambio ionico. Le zone estrattive principali sono Cina, Stati Uniti, Brasile, India, Sri Lanka e Australia e le riserve di itterbio sono valutate essere intorno ad un milione tonnellate. La produzione mondiale di itterbio è intorno alle 50 tonnellate all'anno.

Il Lutézio, è l'elemento chimico di numero atomico 71 e il suo simbolo è Lu; è un metallo trivalente bianco-argenteo resistente alla corrosione e relativamente stabile all'aria; è il più pesante dei metalli rari; è particolarmente difficile da separare dagli altri elementi ed è il meno abbondante di tutti i 92 elementi in natura, per questo è anche uno dei più costosi: un grammo di lutezio vale circa sei volte un grammo d'oro; è utile per le memorie dei computer, le radiografie, le radioterapie anti cancro, per i processi di raffinazione del petrolio.

Il lutezio venne scoperto dal chimico parigino Georges Urbain; egli propose il nome lutezio in onore della città di Parigi, Lutetia per i Galli, anche se contemporaneamente la stessa scoperta avveniva anche in Austria ad opera di Carl Auer von Welsbach. Il lutezio (fino al 1949 lutecio), compare solitamente associato all'ittrio e si usa a volte in leghe metalliche e come catalizzatore in vari processi chimici. Il più importante minerale di lutezio sfruttato commercialmente è la monazite che contiene lo 0,003% di questo elemento. Le zone estrattive principali sono Cina, Stati Uniti, Brasile, India, Sri Lanka ed Australia. Le riserve mondiali sono valutate essere intorno a 200,000 tonnellate in tutto. La produzione mondiale di lutezio è di circa 10 tonnellate all'anno, come ossido di lutezio. Il lutezio puro metallico è stato isolato solo recentemente ed è molto difficile da preparare.

Le criticità delle Terre Rare.
Le Terre Rare abbinano la loro importanza tecnologica a problematiche estrattive, ecologiche e di approvvigionamento. La prima è l'estrazione esigua, poichè bastano poche migliaia di tonnellate di REE per soddisfare la domanda globale, complice il progressivo efficientamento nel loro utilizzo; vi sono poche miniere, in gran parte specializzate nei minerali più richiesti, ma che contengono anche terre rare ed è più economico e facile utilizzare le miniere esistenti: ci vorrebbero circa 10 anni per portarne in produzione una nuova; l'assenza di intermediazione, contrariamente ai metalli convenzionali, zinco, rame, nichel, piombo, oro, argento, non esistono mercati ufficiali per gli elementi delle Terre Rare, motivo per cui è la Cina a condizionare il settore; l'impatto ambientale estrattivo, essendo i minerali, in cui si trovano le REE, molto complessi, il che ne rende difficile la separazione, con conseguente alto dispendio di energia ed acqua e, in aggiunta, molte fasi di trattamento utilizzano sostanze chimiche dannose per l'ambiente con produzione di rifiuti anche radioattivi (torio e uranio); sono sostanze a bassa sostenibilità e sostituibilità, nonostante si stia sperimentando il loro recupero come sottoprodotto dell'estrazione di metalli, il tasso di riciclaggio non raggiunge l'1% e non sono in vista validi sostituti, quindi la catena di approvvigionamento è ancora lineare, cioè i minerali sono estratti-utilizzati-smaltiti-non riciclati, in assenza di un'economia circolare sostenibile; la raffinazione è onerosa e inquinante, perchè le terre rare richiedono la raffinazione di estrazione con vari solventi per separare i singoli elementi, con costi operativi elevati a causa delle dimensioni delle infrastrutture e la maggior parte di queste fasi si svolge in Cina, quasi l'unico fornitore a livello mondiale.







ACQUA E SABBIA

LA SABBIA

La sabbia (detta anche rena), è un aggregato di granuli non cementati, derivato dalla disgregazione di rocce preesistenti. In natura le sabbie hanno origine dai vari processi di degradazione e di erosione esercitati dagli agenti atmosferici su vari tipi di rocce; dopo aver subito un trasporto ad opera di fiumi, acque sotterranee, corrrenti marine, venti o ghiacciai, possono depositarsi in diversi ambienti, divenendo sabbie continentali, lacustri, deltizie, marine, eoliche, fluviali, ecc. per questo motivo le sabbie sono rocce sedimentarie clastiche sciolte, derivanti dalla degradazione e dall'erosione di altre rocce preesistenti.

Formata da granelli di dimensioni comprese tra i 2 e gli 0,063 millimetri, è un esempio di materiale granulare: ogni singola particella che la compone viene chiamata granello di sabbia. Quando si deposita al suolo la sabbia origina tipiche forme, quali la duna, se trasportata dal vento, la barra, se trasportata dalla corrente marina, la spiaggia, se dovuta al moto ondoso. In sedimentologia e in geologia il termine sabbia viene usato per indicare una classe granulometrica e per definirne la dimensione. Particelle più piccole rientrano nella categoria del limo, mentre particelle maggiormente grandi sono definite ciottoli.

Secondo l'agente che ne ha operato la formazione, il trasporto e la sedimentazione si hanno: la sabbia eolica (löss, o comunemente loess), quella marina, quella lacustre, quella alluvionale, la sabbia fluviale; la sabbia di monte, quella derivata dalla trasformazione della roccia sul posto, senza successivo prolungato trasporto; secondo il colore: sabbia pallida, sbiancata per asportazione di ossidi di ferro; sabbia verde o glauconitica, ricca di granuli di glauconite; sabbia rossa o terebrante, ricca di granati; sabbia nera, con abbondante magnetite e titanite; sabbia gialla, ricca di ocra gialla; secondo il minerale predominante, o di quelli rari eventualmente presenti: sabbia quarzosa, sabbia micacea, sabbia magnetifera, sabbia aurifera, sabbia platinifera,ecc.

Analizzando le attività di sfruttamento degli oceani, molti studiosi giungono a ipotizzare l'alta probabilità di gravi conseguenze nell'immediato futuro. La cosiddetta corsa agli oceani si è molto intensificata e variegata negli ultimi 30 anni, al punto da essere stata definita da analisti e studiosi con l'espressione accelerazione blu. Si tratta dei vari usi che gli uomini fanno degli oceani: dagli impianti di produzione energetica offshore, al trasporto marittimo; dall'estrazione mineraria, alla desalinizzazione dell'acqua di mare; dall'esplorazione dei fondali, alla posa di cavi sottomarini.

Un gruppo di ricercatori ha studiato le traiettorie dell'espansione antropica e dello sfruttamento degli oceani, mostrando come questi ultimi possano avere conseguenze imprevedibili, inclusi conflitti militari e collassi economici ed ecologici. E questo in quanto sono presenti gruppi di interesse che rivendicano le molte risorse dell'oceano. Mentre alcuni di loro possono lavorare fianco a fianco, altri sono destinati ad entrare in conflitto.
Esaminando brevemente le diverse attività di sfruttamento degli oceani, scopriremo non solo che molte di esse sono cresciute in modo esponenziale negli ultimi anni, ma anche che altre sono incompatibili tra loro. Ad esempio, la crescente domanda di acqua potabile ha portato alla realizzazione di 16.000 impianti di desalinizzazione in tutto il Mondo, che trasformano 65 milioni di metri cubi di acqua di mare al giorno. Tuttavia, questi impianti spesso distruggono la piccola vita marina e, in più, scaricano acqua calda e molto salata che può interferire con gli ecosistemi costieri.
Allo stesso tempo, sul fondo dei mari e oceani vi sono oltre 1,3 milioni di km di cavi sottomarini per telecomunicazioni e più di 100.000 km di condotte che trasportano gas, petrolio o acqua. Cavi e condotte sono generalmente innocui, a meno che non ci siano delle perdite, specie dalle condotte, soprattutto petrolifere, ma certamente cavi e condotte rischiano di essere incompatibili con altre attività sul fondo del mare, come ad esempio il dragaggio crescente della sabbia.

Oltre a questo, esiste da moltissimo tempo la domanda di pesce, in forte aumento in tutto il Mondo tanto che si prevede di raggiungere 154 milioni di tonnellate entro il 2030. Inoltre, molti organismi marini vengono utilizzati ogni anno per decorazioni domestiche e acquari, ma anche per medicinali, cosmetici e altri prodotti chimici. Tutte queste attività competono con le 9.000 piattaforme petrolifere e di gas offshore presenti in tutto il pianeta blu, come l'esplorazione dei fondali marini e l'estrazione di minerali metallici: oltre 1,4 milioni di km quadrati di acque internazionali sono stati ripartiti in contratti di esplorazione, con aziende cinesi che detengono più crediti minerari in acque internazionali rispetto a qualsiasi altra Nazione.

E ancora, navigando sulla superficie dell'oceano si possono incontrare 94.000 navi mercantili e 26 milioni di passeggeri annuali nelle navi da crociera. L'oceano, di conseguenza, sembra vasto, ma non si ritiene illimitato, e oltre all'esaurimento delle risorse, molti studiosi pensano che ci potrebbe essere un rischio peggiore in quanto non sappiamo come questi interventi umani interagiscano tra loro, essendo tutti abbastanza recenti.


Per fare un esempio, i 3,5 milioni di chilometri quadrati del Mar Cinese Meridionale sono delimitati da sei Paesi che se ne contendono proprietà e diritti. Questo mare ospita oltre la metà dei pescherecci del Mondo, ma risulta anche un nodo importante nella rete di cavi per telecomunicazioni e vede transitare merci per un valore di 3,4 mila miliardi di dollari.
Questa porzione di mari e oceani vede costantemente la Cina rivendicare la proprietà di isole e territori controllati da altri Stati, e contemporaneamente costruisce diverse isole artificiali con tonnellate di sabbia, sempre allo scopo di rivendicare nuove terre e il successivo controllo delle rispettive acque territoriali, sia per estrarre risorse, sia per controllare il traffico navale mercantile, ma anche militare.

Soffermiamoci ad esaminare una risorsa che da moltissimi anni sfruttiamo per diversi usi e che molti ritengono di scarso valore, come la sabbia. Eppure quando andiamo al mare la calpestiamo, a volte la deturpiamo con i nostri rifiuti, ci giochiamo, ma quasi certamente non la consideriamo un bene di valore, in quanto presente in enormi quantità e ritenuta inesauribile. Vedremo da dove deriva e per quali usi la sabbia viene impiegata, tenendo presente che, subito dopo l'acqua, è la seconda risorsa minerale sfruttata dall'uomo.

La sabbia può formarsi attraverso tre principali meccanismi per:
  • erosione di rocce preesistenti, di qualunque natura;
  • precipitazione chimica da acque ipersaline;
  • accumulo di resti o gusci di organismi, come ad esempio le conchiglie.
Nel primo caso la composizione di una sabbia dipende dalle rocce che l'hanno generata ed è quindi strettamente legata al bacino idrografico di provenienza. In mari non tropicali, la composizione della sabbia rispecchia quella delle rocce nelle aree montuose circostanti. I minerali più comuni sono: quarzo e feldspati in sabbie chiare; magnetite, ematite e granato in sabbie scure. Le sabbie bianche dei Caraibi, delle Seychelles, o di mari a circolazione ristretta come il Mar Rosso, sono composte da carbonato di calcio precipitato per la trasformazione di antiche barriere coralline.
La sabbia si trova quindi lungo le spiagge, nei fondali marini, ma anche abbondano in diversi bacini sedimentari. Questa presenza nei continenti, in superficie o nel sottosuolo, deriva da un ambiente passato dove era possibile il trasporto e la deposizione di sedimenti sabbiosi. Ci vollero decine o addirittura centinaia di migliaia di anni perché la natura potesse produrre grandi quantità di sabbia. Dovevano essere soddisfatte due condizioni: un clima favorevole all'erosione del suolo e una zona favorevole alla deposizione di sedimenti.
In generale, durante le fasi glaciali, il volume delle calotte glaciali continentali aumentava e il livello dei mari si abbassava e la linea di costa si ritirava. I fiumi percorrevano lunghe distanze prima di raggiungere l'oceano, il che aumentava il loro potere erosivo: questo contesto favorì la formazione e la deposizione di sedimenti sabbiosi. L'ultima era glaciale si concluse circa 18 mila anni fa. Da allora, il livello dei mari è aumentato in rapporto allo scioglimento di gran parte delle calotte glaciali, poi sembra rimasto abbastanza stabile nei millenni successivi, limitando fortemente gli input di sedimenti. Questo impoverimento negli ultimi millenni fa sì che lo stock di sabbia presente sulle nostre coste non si rinnovi più.

UTILIZZO DELLA SABBIA

Sabbie composte da silicati, ben selezionate, prive di argilla, sono usate per la produzione del cemento. Sabbie a composizione quarzosa sono usate come abrasivi, sabbie composte da minerali di alterazione sono ricercate per la produzione di filtri per l'acqua. I suoli sabbiosi sono molto permeabili e favoriscono la coltivazione delle colture che soffrono di un eccessivo ristagno acquoso, come nella coltura dei meloni, delle angurie e di certi tipi di viti. La sabbia ha anche un utilizzo ludico e didattico, prestandosi a essere modellata o scavata nelle spiagge per gioco, o come fondo per alcuni sport.

La sabbia viene utilizzata per la realizzazione del vetro per le finestre, schermi degli smartphone, bicchieri e bottiglie, pannelli solari, chip per i computer e dei microprocessori in silicio e ne servono 30 mila tonnellate per fare un chilometro di autostrada. In edilizia e nel restauro si usa la sabbiatura per pulire superfici mediante un getto di aria e sabbia che asporta lo strato superficiale. La maggior parte della sabbia, negli ultimi tempi, viene usata nelle costruzioni di edifici in calcestruzzo, di viadotti, di isole artificiali, per l'allargamento o ripascimento degli arenili nelle regioni turistiche.


Di solito la sabbia si associa alle vacanze al mare o alle isole paradisiache, ma facciamo fatica a immaginarla come una risorsa non rinnovabile. Eppure la sabbia è la seconda risorsa più sfruttata al mondo, dopo l'acqua. Ogni anno ne sfruttiamo 15 miliardi di tonnellate e la domanda continua a salire: negli ultimi 30 anni la richiesta d'estrazione è cresciuta del 360 per cento. A questa velocità arriveremo a 40 miliardi di tonnellate nel 2050 e 55 miliardi nel 2060. Un ritmo insostenibile per il nostro Pianeta, considerando i tempi di rinnovamento. La sabbia si forma naturalmente attraverso un processo lentissimo che parte dall'erosione della pietra, viene trasportata dalle acque dei fiumi e dopo un periodo che varia tra i cento e i mille anni raggiunge l'oceano.


Il problema tocca anche l'Europa: la Germania ha uno dei fabbisogni di sabbia maggiori e ne consuma 4,6 milioni di tonnellate l'anno. Alcune zone costiere, hanno vietato di costruire castelli di sabbia in spiaggia, per impedire la dispersione di granelli preziosi. Anche l'Italia si trova in una situazione poco felice: si calcola che ogni anno sulle spiagge sarde vengano prelevati quintali di sabbia, raccolti come ricordo dai turisti. Per questo, la Regione da una parte e gli ambientalisti dall'altra, con la campagna del Wwf, stanno cercando di mettere un argine a una pratica che si traduce in un danno ambientale impossibile da trascurare.
Il nostro consumo, quindi, non lascia il tempo naturale alla sabbia di rinnovarsi. Ma non basta: nel Mondo ci sono 845 mila dighe al lavoro, che trattengono il 25 per cento della sabbia, fermando la sua corsa verso il mare. In questo modo le cave si esauriscono e la sabbia viene estratta direttamente dai fiumi: succede con il 25 per cento di quella estratta nel Mondo. Si calcola che da una diga si possa arrivare ad estrarre 612 mila tonnellate di sabbia al giorno.

Quali sono i costi dell'estrazione della sabbia? Intanto quelli legati alla perdita di terreno: tra il 75 e il 90 per cento delle spiagge mondiali sono interessate dall'erosione, sia per i livelli di innalzamento dei mari, ma soprattutto per l'estrazione eccessiva di sabbia. Si stima che entro il 2100 le Maldive non esisteranno più e in Florida nove spiagge su dieci si ritireranno rapidamente. Questo significa ingenti danni per il turismo: le aree che per prime saranno interessate da spiagge erose e impraticabili, saranno anche le prime a essere abbondate dai turisti. Secondo un altro studio, il 70 per cento delle spiagge californiane sparirà entro il 2100. Anche l'agricoltura è minacciata: data la perdita di barriere naturali, come le dune costiere, l'acqua salata filtra più facilmente nell'entroterra, rendendo il terreno inadatto alla coltivazione.

IL RIPASCIMENTO

Con il termine ripascimento viene indicato il fenomeno naturale di riporto lungo i fiumi, i laghi e le coste marine di sabbia per azione dello scorrere delle acque lungo i fiumi e per l'azione delle onde e delle correnti marine, rimpiazzando il materiale perduto a causa del processo erosivo. Il ripascimento ha assunto importanza come ripristino artificiale delle condizioni preesistenti o ideali di tratti sabbiosi marini, lagunari e fluviali, attraverso il riporto di volumi di sabbia con le stesse caratteristiche del sito interessato. Il ripascimento artificiale diviene quindi un'azione delicata e complessa che deve rispettare severe norme di attuazione a carattere giuridico e scientifico nel settore delle opere civili marittime e che molte volte si intraprende dopo un lungo ed acceso dibattito ambientale e politico.

Molte sono le spiagge erose per cause diverse che vanno dal prelievo delle sabbie in assenza di regole e normative; per la forte speculazione edilizia; alla modifica delle linee di costa per la costruzione di moli, pennelli di protezione dal moto ondoso ed opere civili, con la conseguente modifica delle correnti e delle maree abbinata alla costante erosione dei fondali adiacenti. In alcuni casi l'erosione delle spiagge dipende dal moto ondoso con insolita forza durante le burrasche, forti tempeste, uragani o tzunami che determinano asportazioni di notevoli quantità di sabbia, ma anche grandi danneggiamenti di opere civili ed insediamenti costieri. Negli ultimi anni molti sono stati gli interventi di ripascimento di spiagge a livello nazionale anche molto conosciute, soprattutto per i grandi interessi in gioco.


A livello internazionale, in molte aree legate ad un rapido sviluppo demografico, economico e turistico ed in grado di attuare progetti senza difficoltà di carattere burocratico ed ambientale, e soprattutto senza problemi finanziari, sono stati realizzati importanti lavori di ripascimento artificiale, associati alla realizzazione di barriere rocciose e reef artificiali. Uno dei casi maggiormente conosciuti è quello lungo le coste degli Emirati Arabi e di Abu Dhabi in particolare con la creazione di diverse isole artificiali a forma di palma e di mondo, con sabbie comprate in Australia, ma anche sottratte illegalmente in diverse regioni dei mari indocinesi. Le operazioni di ripascimento sono spesso sostenute da studi d'impatto economico che si basano sulla spesa dei visitatori in funzione della superficie fruibile per i bagnanti. Tale metodologia è poco rigorosa dal punto di vista dell'economia normativa.

I sistemi di riporto della sabbia sono molteplici, uno dei più semplici sembra essere quello di riportare la sabbia dai fondali adiacenti alla linea di battigia attraverso ruspe o altri mezzi meccanici di movimento terra o con motopompe aspiratrici. Un altro metodo sembra essere quello di prelevare la sabbia da fondali distanti dalla linea di costa e profondi, attraverso mezzi navali dotati di sistemi di aspirazione molto potenti in grado di riversare attraverso lunghe tubazioni enormi quantitativi di sabbia presso le spiagge interessate dagli interventi.
In diversi casi, a fronte degli ingenti costi sostenuti dalle amministrazioni interessate, il ripascimento ha innescato clamorose contestazioni e conseguenti azioni giudiziarie con diverse condanne per i responsabili degli interventi non eseguiti secondo i capitolati di appalto. Vi sono state anche altre azioni completamente illegali, con utilizzo di sabbie prelevate da cave poste in terraferma, del tipo usato per l'edilizia, quindi assolutamente non conformi. È il caso di alcune attività commerciali, compresi villaggi ed alberghi posti sulla spiaggia, che hanno utilizzato questo sistema per ripristinare le spiagge antistanti le loro strutture ed addirittura per riportare sabbia dove questa non è mai stata presente, quindi in assenza di autorizzazioni, di studi scientifici e valutazioni di impatto ambientale preliminari.
Altro problema importante, spesso non considerato, è il ripresentarsi della successiva rierosione dei litorali soggetti a ripascimento artificiale, in quanto i fattori che hanno determinato le condizioni di erosione rimangono in essere e non sono state intraprese azioni correttive o risolutive efficaci o sono del tutto errate nella impostazione progettuale e di studio preliminare o di realizzazione. La sete di risorse si sta spingendo verso le profondità oceaniche. Sabbia e ghiaia destinate all'industria edile vengono estratte lungo le spiagge e al largo in molte regioni del Mondo. Gli ecosistemi marini profondi sono estremamente sensibili e possono richiedere decenni o secoli per recuperare la loro composizione originale se alterati da un disturbo esterno.

Uno studio dell'ONU, pubblicato nel 2019, riferisce sull'estrazione di sabbia a livello globale interessata alla produzione di cemento in 150 Paesi. Considerando che il calcestruzzo contiene il 25% di sabbia e il 45% di sedimenti grossolani per unità di volume, conclude che gli aggregati sono i materiali maggiormente sfruttati del Pianeta. Nel 2010, il loro consumo mondiale annuo è stato stimato in 40 gigatonnellate. Nel 2017 la sola produzione di calcestruzzo ha richiesto 30 gigatonnellate, che potrebbe raggiungere le 50 gigatonnellate all'anno nel 2030, cifre che superano di gran lunga i contributi naturali dei fiumi. Data la crescente domanda di sabbia e le conseguenze del suo sfruttamento, questo tasso appare insostenibile.
Come per l'energia, la sobrietà e l'efficienza saranno parte della soluzione. Il rapporto delle Nazioni Unite propone in particolare di ridurre il consumo di sabbia utilizzando materiali alternativi, densificazione urbana, o anche investendo nella ristrutturazione e manutenzione di edifici esistenti, piuttosto che nella demolizione e ricostruzione. Raccomanda inoltre di concentrarsi sul riciclaggio e sull'innovazione per limitare le estrazioni nell'ambiente naturale. Al fine di incoraggiare l'implementazione di queste soluzioni, sembra essenziale standardizzare le pratiche e le normative di estrazione della sabbia.

ISOLE ARTIFICIALI

Le isole artificiali hanno una storia molto antica testimoniata, per esempio, dalle isole di canne del Lago Titicaca, create come rifugio dalle popolazioni locali per sfuggire agli Incas. In tempi più recenti, la proliferazione di isole artificiali ha interessato aree con una forte densità di popolazione e con scarsa disponibilità di terra, come i Paesi Bassi o alcune realtà dell'Estremo Oriente quali Giappone, Singapore e Hong Kong. Anche nel corso del primo decennio del Ventunesimo secolo, la necessità di espandere la presenza dell'uomo su porzioni di terreno maggiori di quelle naturalmente disponibili, ha motivato la creazione di nuove isole artificiali o l'ampliamento di quelle già esistenti. Per esempio, nella parte orientale della città di Amsterdam nel 2002 è terminata la prima fase operativa di un progetto per la realizzazione di sei isole artificiali destinate a fornire lo spazio per un nuovo quartiere residenziale. Tra il 2003 e il 2007, in Giappone è stata realizzata un'isola per consentire l'espansione dell’aeroporto internazionale nell'isola di Honshu replicando quanto già fatto tra il 1987 e il 1994 per costruire il primo nucleo aeroportuale. Le medesime esigenze di maggiore funzionalità sono alla base del progetto di ampliamento dell'aeroporto internazionale di Hong Kong, aumentando la superficie dell'isola che ospita lo scalo, creata nel corso degli anni Novanta del Ventesimo secolo.

Attualmente le isole artificiali più grandi sono:

  • Flevopolder: Gli olandesi hanno espanso l'Olanda da due millenni, in una regione che è un estuario. Hanno tentato di bonificare la terra dal Mare del Nord creando argini per tenere lontane le acque, o drenando laghi, per produrre terre chiamate polder. È stato un processo lento, con alcune battute d'arresto quando il mare ha allagato le stesse aree. Questi polder vengono mantenuti asciutti pompando via l'acqua poiché la loro altezza non è stata aumentata e, quindi, si trovano sotto il livello del mare. L'isola di 970 chilometri quadrati ora costituisce una provincia dell'Olanda e ha 400.000 abitanti.
  • Isole arabe. Le isole artificiali di Yas Island, Palm Jebel Ali e Palm Jumeirah negli Emirati Arabi Uniti hanno totalizzato 39,5 chilometri quadrati e hanno aggiunto più di 500 chilometri di spiaggia. Le isole Palm sono state create con sabbia dragata dal Golfo. Palm Jumeirah è stata costruita con solo sabbia e pietre e nessun materiale da costruzione artificiale.
  • Isole giapponesi. Non contenti delle 6.852 isole che fanno parte del loro arcipelago, i giapponesi hanno creato più isole artificiali di qualsiasi altro Paese, quattro delle quali sono classificate tra le dieci più grandi strutture create dall'uomo: due servono come aeroporti internazionali. Il Kansai fu il primo degli aeroporti a salire su un'isola artificiale, seguito dal Chubu Centrair.
  • Hong Kong ha aggiunto il 75% di terreni con bonifica per espandere l'isola naturale esistente a Chek Lap Kok, per fare spazio al suo aeroporto internazionale.


Dubai. La città rappresenta oggi uno degli sviluppi architettonici più spettacolari al Mondo. La scoperta del petrolio nel 1966 ha trasformato la città portuale di allora nella moderna metropoli di oggi. Dubai presenta diversi progetti architettonici al limite tra l'assurdo e il grandioso, come le isole artificiali di sabbia a forma di palma, il Palm Jumeirah e il Palm Jebel Ali: la costruzione di Palm Jumeirah ha richiesto 385 milioni di tonnellate di sabbia. I progetti furono iniziati nel 2001 e furono presto seguiti da un terzo progetto ancora più stravagante, il World Islands Project, un arcipelago di 300 isole artificiali a forma di mappa del Mondo. Per costruire il complesso di isole artificiali The World, Dubai ha usato 450 milioni di tonnellate di sabbia in parte importante dall'Australia.
Anche altri Paesi del Golfo Arabico hanno aumentato il loro spazio costiero con tonnellate di sabbia comprata più o meno legalmente in varie parti del Mondo, come nell'esempio del Qatar.
Questi progetti edili sono certamente impressionanti, ma la loro realizzazione ha richiesto un prezzo elevato: l'esaurimento delle riserve di sabbia di Dubai. Esaurita la sabbia dei propri fondali, l'emirato si è visto costretto a comprare sabbia australiana per completare il Burj Khalifa. Per costruire il grattacielo più alto del Mondo sono servite 45.700 tonnellate di sabbia importate da molti Paesi; eppure il 30 per cento dell'edificio rimane ancora vuoto, sfitto, inutilizzato.
Non solo a Dubai si sfrutta la sabbia altrui. Di fronte all'incremento demografico, Singapore ha interrato per oltre 40 anni ampie porzioni di mare con la sabbia acquistata dai Paesi vicini, aumentando la superficie della città di 130 chilometri quadrati, un'estensione pari al 25 per cento dell'intero Stato negli ultimi 50 anni. Nel Mondo si tratta del Paese con il maggior consumo di sabbia pro-capite (5,4 tonnellate per abitante) e una grande porzione del suo territorio è stato aggiunto artificialmente importando sabbia da Vietnam, Malesia, Cambogia e Indonesia. Quest'ultima ha aspettato che sparissero 24 isolotti prima che decidesse di interrompere il commercio di sabbia nel 2002. Infatti, fino a quell'anno erano state esportate verso Singapore tra le 250 mila e le 300 mila tonnellate di sabbia.
Inoltre, la sabbia viene sempre più spesso estratta illegalmente all'interno delle riserve naturali di biodiversità e delle aree protette: oltre al mercato legale della sabbia, c'è anche quello nero, controllato dalla mafia della sabbia, in quanto dietro il commercio legale e i documenti ufficiali, il mercato nero sottrae miliardi di tonnellate di sabbia in tutto il Mondo.

Dopo gli anni coloniali, dagli anni '60 in poi, Singapore ha attraversato una radicale trasformazione aprendosi al libero mercato per attrarre capitali e professionisti, e potenziando l'intervento statale, lanciando un'ambiziosa riforma urbanistica, imponendo l'integrazione multiculturale nel tentativo di creare un'identità nazionale singaporiana. Il PIL pro capite è salito del 2800 per cento in 26 anni. Essendo privo di materie prime, Singapore ha creato un'economia della conoscenza, orientata verso i settori a più alto valore aggiunto, e per supportare questo tipo di economia ha puntato sull'istruzione. La popolazione vanta un elevato grado di formazione e costituisce un bacino di manodopera altamente qualificata per le aziende locali. Questo, insieme alla presenza di un sistema amministrativo e fiscale tra i più efficienti, ha favorito anche gli investimenti esteri. L'economia singaporiana è all'avanguardia per quanto concerne le tecnologie, è il centro nevralgico per l'intera area asiatica nei settori ad alto valore aggiunto come le biotecnologie, la chimica farmaceutica e l'elettronica avanzata.
Possiede una posizione preminente in termini di ricerca e sviluppo nel campo del trattamento delle energie pulite, del trattamento delle acque reflue, della sostenibilità nel settore energetico e chimico, dell'efficienza energetica e delle riduzioni delle emissioni di carbonio. Ma come prima descritto, questi successi sono andati a scapito dei gravi problemi ambientali propri e dei Paesi dai quali proviene la grande quantità di sabbia.
Inoltre, Singapore sfrutta la sua posizione strategica, puntando sul settore del trasporto e del magazzinaggio, essendo un centro nevralgico dei trasporti, sia aerei che portuali, settore questo che vede Singapore tra i primi al Mondo per flusso di navi e movimentazione di carichi. Per quanto riguarda il magazzinaggio delle merci, le Free Trade Zones hanno reso molto conveniente per gli altri Paesi optare per Singapore dove vige una esenzione dai dazi di importazione, in cui è possibile stoccare la propria merce senza pagare le tariffe doganali o l'IVA doganale. Oggi Singapore è una delle mete più popolari a livello internazionale, anche in virtù del fatto che ha puntato anche su forme di turismo medico. Lo statunitense International Healthcare Research Centre ha classificato Singapore prima in Asia e quinta nel Mondo nel suo indice del turismo medico. Non solo, per attrarre più turisti il governo ha deciso di legalizzare il gioco d'azzardo.
Smart Cities World, il portale che riunisce i sei principali settori coinvolti nell'implementazione delle città intelligenti, ha stilato una classifica di alcune città smart mettendo al primo posto la città di Singapore. Smart cities sono quelle realtà che, tramite una strategica sinergia fra forze governative ed esigenze dei propri abitanti, puntano a rafforzare quelle tematiche importanti che rendono migliore il modo di abitare: aspetti come la connettività, il flusso dei dati, risparmio di energia, costruzione di edilizia, gestione dei trasporti e serietà dei governi. Singapore inoltre pone attenzione allo sviluppo sostenibile e offre servizi di qualità ai cittadini!

Nelle Maldive i pescatori di sabbia arrivano a profondità di 15 metri per riportare in superficie la sabbia per 12 euro al giorno e in Malesia dozzine di ufficiali sono stati accusati di aver accettato favori sessuali in cambio di sabbia. Ma la più grande organizzazione criminale è attiva in India: lungo il Vasai Creek fino a 75 mila uomini lavorano illegalmente nell'estrazione della sabbia, sottraendone due miliardi di tonnellate l'anno, 24 volte la produzione italiana.

Ma non c'è solo l'Asia: metà delle costruzioni in Marocco vengono realizzate con sabbia estratta da spiagge ridotte a distese sassose su cui vengono costruiti alberghi che poi, in mancanza di spiagge, non sono attrattivi per i turisti e rimangono vuoti. Anche le spiagge della Giamaica (in particolare quelle del Negril) vengono devastate dal prelievo illegale, gestito da bande criminali locali che sfruttano manodopera a basso costo. La stessa cosa avviene in Sierra Leone dove il Governo ha iniziato una battaglia contro la criminalità locale, ma le regole risultano del tutto inefficaci: vicino ai luoghi di estrazione sono nate baraccopoli dove si concentrano persone disperate alla ricerca di lavoro e dove i consumi di droghe e alcol vanno di pari passo con la prostituzione.
Senza sabbia non si ha cemento e asfalto, vetro per costruire le infrastrutture necessarie alla nostra economia. La sabbia viene usata dappertutto in quanto economica, versatile e facile da ottenere. Tuttavia, la sua estrazione sembra uno dei lavori meno regolamentati in molte regioni. Una crescente tendenza all'estrazione irresponsabile e illegale negli ecosistemi marini, costieri e di acqua dolce, rende questo un problema ambientale importante. Gli impatti ambientali e sociali negativi del recupero della sabbia possono essere ridotti grazie a tre soluzioni: diminuire il consumo; utilizzare materiali riciclati e alternativi alla sabbia; attuare standard e pratiche ecosostenibili. A causa degli elevati costi di trasporto, gran parte della sabbia viene consumata a livello regionale. Sabbia e ghiaia vengono estratte da cave, laghi e fiumi, rimosse dalle spiagge costiere o estratte dal fondo marino. Possono anche essere recuperate dal riciclaggio di materiali da costruzione e demolizione. I deserti sono pieni di sabbia. La sabbia del deserto, tuttavia, viene considerata inutile per la maggior parte degli usi in quanto non adatta alla produzione di calcestruzzo a causa dei suoi granuli levigati dal vento.

Sabbia e ghiaia costituiscono il più grande volume mondiale di materie prime estratte. Si stima che tra 40 e 50 miliardi di tonnellate vengano prodotte ogni anno. L'industria edile consuma più della metà di questo volume, con la sola Cina che rappresenta oltre il 50 per cento della domanda edile globale. Tra il 2011 e il 2013, lo Stato cinese ha usato più cemento di quanto ne abbiano usato gli Stati Uniti in un secolo: parliamo di 4,5 miliardi tonnellate di cemento. I cinesi ne hanno gettate 6,6 miliardi in tre anni, trasformando campagne e paesaggi rurali in gigantesche metropoli abitate da decine di milioni di persone.



La Cina ha recuperato più terra a Woody Island, il suo principale avamposto nella parte settentrionale del Mar Cinese Meridionale, e sta fortificando la costa dell'isola contro l'erosione. Questo sforzo indica l'impegno della Cina a mettere in sicurezza le sue basi insulari contro le condizioni ambientali estreme del Mar Cinese Meridionale, dove le sue ampie rivendicazioni territoriali e marittime sono contestate dai suoi vicini. Woody Island è la più grande caratteristica naturale terrestre che la Cina occupa nel Mar Cinese Meridionale. L'isola, situata nelle Paracel, ospita la città di Sansha e ospita le forze dell'Esercito Popolare di Liberazione.
Ha creato Sansha nel 2012 per amministrare le isole Paracel e Spratly, Macclesfield Bank, Scarborough Shoal, e le loro acque circostanti, anche se queste sono aree contestate da diversi altri governi della regione. Da allora, la Cina ha notevolmente ampliato Woody Island e migliorato le infrastrutture dell'isola, ampliando il suo porto originale, completando un nuovo porto, e realizzando una significativa bonifica lungo la sua costa settentrionale. Questa attività fa parte della più ampia campagna di bonifica della Cina nel Mar Cinese Meridionale, che ha visto anche la costruzione di enormi isole artificiali nelle isole Spratly più a sud. L'investimento nel proteggere Woody Island dagli elementi riflette la sua importanza strategica per la Cina. La sua infrastruttura supporta la Marina, la Guardia Costiera e le operazioni della milizia marittima.
La Cina detiene anche un altro record: qui infatti si trova la più grande miniera di estrazione. Stiamo parlando del lago Poyang, da cui si estraggono 980 mila tonnellate al giorno. Dal 2001, anno in cui sono iniziati i primi scavi, il livello di questo vasto bacino risulta in costante diminuzione. L'estrazione di sedimenti dal lago ha innescato una pronunciata erosione con il risultato che il lago si è quasi prosciugato del tutto, portando alla scomparsa di un habitat che accoglieva oltre 500 mila uccelli migratori appartenenti a 124 specie diverse.
Le rivendicazioni territoriali della Cina nel Mar Cinese Meridionale, e di come il Governo cinese non esiti a cambiare letteralmente la geografia di questa regione contestata, sono alla base di questo enorme programma di costruzione di isole artificiali. Lo fa allargando artificiosamente atolli e isolotti, oppure costruendo vere e proprie isole artificiali ricavate dall'interramento di splendide barriere coralline. Il Governo cinese ha intrapreso i progetti di land reclamation nel Mar Cinese Meridionale per ragioni militari e strategiche, ma altri Stati asiatici portano avanti imprese analoghe per motivi economici, di prestigio o di semplice necessità. Quello asiatico è il Continente la cui popolazione e il tasso di urbanizzazione sono più cresciti negli ultimi decenni, con enormi città nate dal nulla nel giro di pochi anni, e lo spazio nelle aree più ambite, quello dei quartieri più prestigiosi delle metropoli costiere, è sempre più scarso e quindi prezioso.

Che qualcosa stesse succedendo nel Mar Cinese Meridionale non è una novità: sin dal 1947, con la pubblicazione della linea di demarcazione, la Cina reclama il controllo della quasi totalità di quelle vastissime acque, concedendo agli altri Paesi rivieraschi solo delle impercettibili fasce costiere. La superpotenza asiatica cinese ha dalla sua molti vantaggi di potenza, e sta utilizzando un metodo particolare per giustificare la propria sovranità nell'area: oltre a una presenza militare in aumento, da qualche anno ha iniziato a costruire vere e proprie isole artificiali, portando grandi quantitativi di sabbia e cemento in zone di secca attorno alle isole contese. Gli interessi statunitensi si scontrano con le politiche espansionistiche della Cina, così come gli interessi cinesi si scontrano con la massiccia presenza degli Stati Uniti nell'area rivendicata. Per questo motivo la Cina ha iniziato a trattare qualsiasi interferenza nel raggio delle 12 miglia dalle sue isole artificiali come una violazione del proprio territorio sovrano, opponendosi anche a passaggi innocui, arrivando negli ultimi mesi ad affondare alcuni pescherecci vietnamiti, esplicitando con forza le proprie rivendicazioni sovrane. Gli Stati Uniti hanno negli anni scorsi deciso di far transitare un cacciatorpediniere classe Burke nel Mar Cinese Meridionale per sfidare apertamente le rivendicazioni di Pechino, dimostrando di non riconoscerne la fondatezza. Questo fatto diviene il preludio per l'invio anche di portaerei che transitino nella già molto trafficata area contesa.

A partire dal 2012, la progressiva costruzione e militarizzazione di isole artificiali da parte della Cina all'interno del conteso arcipelago Spratly ha portato diversi attori regionali e internazionali ad interrogarsi sulle capacità di Pechino di sfruttare con successo la zona grigia all'interno del Mar Cinese Meridionale. La rimarcata rivendicazione territoriale di Pechino è basata sulla cosiddetta linea di demarcazione a forma di U che, partendo dall'isola di Hainan, scendendo all'isola di Natuna ed infine risalendo fino all'isola di Taiwan, ingloba all'interno delle acque territoriali cinesi le isole Spratly, Paracel e Scarborough Shoal, ovvero circa l'80% del Mar Cinese Meridionale.
La designazione del Mar Cinese Meridionale come interesse primario di Pechino, decisa dal Politburo nel 2013, è motivata dal fatto che quest'area costituisce la porta d'accesso all'Oceano Pacifico, una rotta di approvvigionamento strategico abbondante di riserve di idrocarburi e una naturale barriera semichiusa che garantisce sicurezza aerea e marittima. Le rivendicazioni territoriali nel Mar Cinese Meridionale sono divisibili in tre gruppi:

  1. Isole Spratly, totalmente rivendicate dalla Repubblica Popolare Cinese, Taiwan e Vietnam, parzialmente rivendicate da Filippine, Malesia e Brunei, militarmente occupate in parte da tutti i suddetti Paesi, ad esclusione del Brunei;
  2. Isole Paracel, totalmente rivendicate dalla Cina, Taiwan e Vietnam, militarmente occupate dalla Cina;
  3. Isole Pratas, rivendicate dalla Cina e Taiwan ed occupate da Taiwan.
    A questi gruppi si affiancano alcuni bassifondi e banchi minori:
  4. Scarborough Shoal, rivendicato dalla Cina, Taiwan e Filippine, militarmente occupato dalla Cina;
  5. James Shoal, rivendicato dalla Cina, Taiwan e Malesia, occupato da Malesia;
  6. Macclesfield bank: rivendicato dalla Cina e Taiwan, occupato dalla Cina.
Nel 2013, l'aggressività di Pechino ha spinto Manila a chiedere il giudizio sulla natura delle rivendicazioni concorrenti cinesi al Tribunale internazionale per il diritto del mare con sede all'Aia. A seguito dell'avvio del procedimento arbitrale, la Repubblica Popolare Cinese ha compiuto passi importanti per cambiare il panorama fisico del Mar Cinese Meridionale, impegnandosi in importanti attività di bonifica e di costruzione di terreni che hanno convertito, tramite il dragaggio di sabbia, sette barriere coralline (Mischief Reef, Cuarteron Reef, Fiery Cross Reef, Gaven Reef, Johnson Reef, Hughes Reef e Subi Reef) in grandi isole artificiali.
Attualmente, esistono tre tipi di isole artificiali o installazioni all'interno e nelle aree adiacenti all'arcipelago delle isole Spratly:
  1. impianti artificiali temporanei galleggianti;
  2. impianti e strutture artificiali aggiunti alle isole naturali;
  3. isole artificiali costruite su rocce naturali e barriere coralline con natura permanente.



La disputa territoriale per le Isole Spratly è la più complessa tra tutte le dispute nel Mar della Cina Meridionale. In quanto tale, essa non può non coinvolgere gli Stati Uniti, data la loro funzione di sostenitori del principio della libertà dei mari, la loro potenza navale e la necessità strategica di mantenere lo status quo dell'area Asia-Pacifico. Dal punto di vista di una Cina in ascesa, invece, la diretta connessione del Mar Cinese Meridionale con altri elementi di rivalità e competizione con Washington rende quest'area particolarmente idonea per sfidare, attraverso operazioni sempre più assertive, gli Stati Uniti. Consapevole di ciò, Pechino ha avviato l'occupazione di isolotti, atolli e scogliere del Mar Cinese Meridionale a partire dagli scontri per il controllo delle Paracel (1974) e di Johnson South Reef (1988), fino ad arrivare all'occupazione del bassofondo Scarborough rivendicato dalle Filippine (2012).
Nel primo resoconto pubblico relativo alle attività di costruzione di isole artificiali del marzo 2015, il Ministro degli Esteri cinese ha dichiarato che la Cina stava attuando un'attività costruttiva per la pace e la stabilità regionale. Tuttavia, le immagini satellitari mostrano che le isole artificiali nel Mar Cinese Meridionale hanno assunto l'aspetto di basi militari. Indipendentemente dal loro scopo dichiarato, se la costruzione delle isole è motivata dal desiderio di rafforzare le rivendicazioni di sovranità cinesi, la loro militarizzazione è lo strumento strategico atto a proiettare la potenza militare cinese nella regione. Militarmente, ciascuna delle tre isole più grandi, Mischief, Subi e Fiery Cross Reefs, ha dimensioni sufficienti per ospitare armi che impediscano eventuali sbarchi.
L'azione cinese che ha modificato letteralmente l'assetto e l'aspetto geografico nel Mar Cinese Meridionale, ha generato due tipologie di conseguenze: la prima di tipo ambientale, dovuta alla distruzione delle barriere coralline e al prelievo di materiale roccioso dalle profondità del mare; la seconda, di carattere geopolitico, per il fatto di aver dato vita a veri e propri nuovi territori sotto il comando del Governo cinese. Per questi motivi la Cina, negli ultimi anni, ha deciso di distruggere le vaste e meravigliose barriere coralline presenti, prelevando sabbia e roccia dai fondali e pompando il materiale in barriere artificiali e naturali per formare nuove isole. Ma perché costruire delle isole artificiali nel bel mezzo dell'Oceano Pacifico? Pare che la motivazione principale stia nel tentativo di controllo e di annessione di tutto il Mar Cinese Meridionale da parte della Cina. L'obiettivo del Governo cinese è quello di arrivare a ridosso delle coste del Vietnam (ad ovest), della Malesia (a sud) e delle Filippine (a est), Nazioni che condividono con la Cina le acque di questo mare, oltre che con Taiwan, Brunei, Indonesia, Singapore, Thailandia, Cambogia.
Da evidenziare è il fatto che in diversi periodi storici (e fino ai giorni nostri), ciascuno degli Stati citati ha rivendicato la sovranità di tratti di mare e di isole ivi presenti. L'ambizione di poter controllare questa importante parte di Oceano è dovuta al fatto che questa zona è ricca di giacimenti petroliferi, riserve di gas metano ed è l'ambiente naturale in cui si trova circa il 10 % del pesce mondiale. Per ultima motivazione, ma non ultima per importanza, è la posizione strategica che ricopre dal punto di vista di crocevia del commercio di tipo marittimo. Una volta create, le isole hanno subito una forte militarizzazione, ospitando aeroporti, porti, hangar per aerei militari, caserme, uffici, magazzini. Tutto ciò rappresenta la base necessaria e fondamentale per dare inizio al tanto bramato controllo del Mar Cinese Meridionale da parte della Cina.

Economicamente, l'agenda della Via della Seta Marittima, il Dilemma di Malacca e il recente Regional Comprehensive Economic Partnership sono tutte questioni complementari alla costruzione di basi permanenti nel Mar Cinese Meridionale. Il Dilemma di Malacca è uno dei principali problemi di sicurezza energetica della Cina. Le attività di pirateria e la presenza statunitense nella regione, hanno spinto Pechino alla ricerca di nuove rotte in grado di aggirare l'imbuto orientale. Lo stretto di Malacca e il passaggio davanti al porto di Singapore è il braccio d'acqua che collega gli Oceani Indiano e Pacifico ed è la rotta marittima più breve tra l'Europa, i Paesi petroliferi del Golfo Persico e l'Estremo Oriente. L'80% delle importazioni energetiche cinesi transitano per Malacca e qualsiasi interruzione del flusso di navigazione, attraverso lo stretto, metterebbe in pericolo la sicurezza energetica di Pechino. L'espressione Dilemma di Malacca fu coniata nel 2003 dall'ex Segretario del Partito comunista cinese per descrivere la vulnerabilità cinese in quella regione. Gli Stati Uniti godono di accordi logistico-militari con i Paesi regionali, accordi che rendono Malacca uno passaggio di fatto controllato dagli USA.

I due passaggi della Sonda e di Lombok, poco più a meridione di Malacca, sono inadatti a rimpiazzare la strettoia, perché poco profondi e inadeguati al transito delle grandi petroliere. Per questo motivo la Cina si è impegnata nella ricerca di rotte alternative. Il progetto per un canale (Canale di Kra, che comunque richiederebbe almeno dieci anni di lavoro) che colleghi il Mare delle Andamane al Golfo di Thailandia, garantirebbe un taglio delle rotte marittime di 1200 km. Tuttavia, Bangkok non ha concesso alla Cina il diritto di ospitare il progetto, dato che il canale dividerebbe il Paese e potrebbe fomentare la rivolta separatista dei musulmani Manay nel Sud. Persino l'idea di un oleodotto sotterraneo di 150 miglia che attraverserebbe il sud della Thailandia si rivelerebbe inefficace perché ridurrebbe le spese cinesi di appena 0,5 dollari al barile.
Il China-Myanmar Economic Corridor comprende un oleodotto e un gasdotto, già ultimati e funzionanti, che attraversano diagonalmente il Paese. Il progetto riduce il transito per Malacca e permette l'apertura ad una nuova fonte di approvvigionamento di gas naturale lungo la costa dell'Oceano Indiano. Le due condutture attraversano, tuttavia, le aree più turbolente del Paese e il sentimento anticinese tra la popolazione rendono il Myanmar timoroso ad un rapporto troppo stretto con Pechino. Il recente colpo di stato militare ha gettato il Paese in una grave crisi politica, forse però il dialogo tra regimi autoritari e dispotici potrebbe essere agevolato!
Un'ulteriore proposta è trasferire petrolio e gas dal porto pakistano di Gwadar verso Kashgar, nella provincia cinese dello Xinjiang. La vicinanza di Gwadar al Golfo Persico consentirà a Pechino di avere accesso alle fonti energetiche mediorientali aggirando i principali punti di strozzatura e di abbattere i tempi di trasporto. Alla luce delle diverse alternative, lo scenario ideale per la Cina, potrebbe essere quello di sfruttare tutte le rotte per aggirare lo Stretto di Malacca. Il Corridoio Economico Cina-Pakistan rappresenta però, l'alternativa più valida e realisticamente più efficace essendo già in fase di costruzione. Il corridoio è anche il più vantaggioso e sicuro. I rapporti tra Cina e Pakistan, nell'estate 2021 si sono ulteriormente rafforzati dopo gli eventi afghani e il cambio di regime.

L'occupazione, costruzione e militarizzazione di isole artificiali nel Mar Cinese Meridionale è stata definita come una strategia ibrida volta a perseguire un cambiamento nello status quo regionale, espandere la capacità cinese di operare nel Mar Cinese Meridionale, erodendo il predominio americano nell'area Asia-Pacifico ed ottenendo piccole porzioni territoriali in modo progressivo. A livello tattico, Pechino sta impiegando la cosiddetta strategia del cavolo cappuccio che si riferisce al dispiegamento di forze marittime per circondare fisicamente le isole contese, così da bloccare tutti i tipi di accesso e di uscita nel Mar Cinese Meridionale. Questa tattica paragona i vari strati dell'ortaggio ai diversi livelli di espansione graduale messi in atto dalla Cina: iniziale occupazione sulla base di rivendicazioni incompatibili col diritto internazionale, successiva bonifica e costruzione di isole artificiali a fini dichiarati come pacifici, ed infine, progressiva militarizzazione su larga scala. Un disastro ambientale che nasconde la guerra per le risorse e l'egemonia nell'Asia sud-orientale.
Nel Mar Cinese Meridionale sta succedendo qualcosa di potenzialmente molto pericoloso: la Cina ha creato diverse nuove isole dragando dai fondali roccia e sabbia e pompando il materiale all'interno di barriere artificiali e naturali, per formare nuove terre emerse. Così i cinesi, oltre a provocare un enorme danno ambientale e distruggere intere barriere coralline, stanno inviando un chiaro messaggio ai loro vicini che rivendicano, come loro, arcipelaghi formati da migliaia di isolotti e atolli che nascondono risorse gasiere, petrolifere ed ittiche. Ma il messaggio è rivolto soprattutto agli Stati Uniti d'America: state fuori dalle nostre dispute territoriali, il Mar Cinese Meridionale è roba nostra e stiamo mettendo i cippi di confine.
Ci sono molte pretese in competizione per il territorio nel Mar Cinese Meridionale, ma solo la Cina e Taiwan affermano di possederlo tutto. Pechino afferma che gli arcipelaghi in contestazione in realtà fanno parte della cosiddetta nine-dash line, un'enorme area marina che sarebbe territorio cinese e che si estende fino alle coste delle Filippine e del Vietnam e persino del Borneo. Nel 2012 il Partito Comunista ha riclassificato il Mar Cinese Meridionale come un interesse nazionale centrale, mettendolo accanto a questioni delicate come Taiwan e il Tibet. Significa che la Cina è pronta a lottare per difenderlo, la Cina combatterà se sente che la sua sovranità nel Mar Cinese Meridionale è in pericolo. L'accaparramento di spazio marino della Cina ha come immediati avversari il Vietnam e le Filippine, che a loro volta occupano isole ed arrestano pescatori cinesi o cercano di bloccare le prospezioni delle Compagnie petrolifere cinesi, ma la costruzione di isole e la creazione di basi militari cinesi in atolli ed isolotti prima disabitati sono una prova di forza diretta soprattutto agli Usa, il principale rivale strategico di Pechino, le cui navi da guerra della flotta del Pacifico continuano a navigare regolarmente attraverso il Mar Cinese Meridionale, cioè in un'area che i cinesi considerano territorio loro.
La Marina militare cinese è diventata più aggressiva e nel dicembre 2013 ha inviato la sua nuova portaerei, la Liaoning, ad intercettare l'incrociatore statunitense, USS Cowpens. Una nave d'assalto anfibia cinese ha affiancato l'incrociatore Usa e gli ha intimato di lasciare l'area perché si trovava in territorio della Cina, ma il capitano della Cowpens si è rifiutato di farlo perché quelle erano acque internazionali. (Il 31 maggio 2018, il gruppo da battaglia comandato dalla Liaoning, formato da due cacciatorpediniere tipo 052C classe Luyang II, un cacciatorpediniere tipo 052D classe Luyang III e due fregate 056A classe Jiangkai II, ha raggiunto la capacità operativa iniziale).

I giganteschi lavori in mare servirebbero a costruire una base militare cinese su una di queste nuove isole artificiali, quella realizzata riempiendo e devastando il Johnson South Reef, un atollo rivendiato dalle Filippine, nel quale verrebbe realizzata una pista di atterraggio e decollo per i caccia cinesi. Insomma, Pechino starebbe costruendo delle portaerei terrestri per controllare quelli che considera i sui confini meridionali. Nel 1823, il presidente americano James Monroe delineò quella che sarebbe poi diventata nota come la dottrina Monroe. Oggi la Cina sta facendo qualcosa di molto simile nei mari orientali e a sud della Cina. Tutto quello che è all'interno della cosiddetta first island chain, cioè la prima catena di isole e arcipelaghi maggiori fuori dalla costa continentale dell'Asia orientale, che si estende a nord di una linea curva dalla costa del Borneo, passando per Taiwan e il Giappone meridionale è, a parere di Pechino, il cortile di casa della Cina. Intanto le Filippine, che si sono date da fare occupando anche loro isole contese e costruendoci piste di atterraggio durante le periodiche esplosioni di nazionalismo, stanno portando il caso della costruzione di nuove isole nel Mar Cinese Meridionale davanti all'Onu e chiedono che si pronunci l'UN Convention on the Law of the Sea, rivendicando la sovranità sulla Zona economica esclusiva fino a 200 miglia nautiche dalle coste filippine. Ma la Cina ha già annunciato che non si riterrà vincolata da eventuali decisioni delle Nazioni Unite, perché quelle isole disabitate sono territorio cinese.

Sempre più probabile che la domanda globale di sabbia aumenti nel prossimo decennio a causa dell'aumento della popolazione, dell'urbanizzazione e della crescita economica. Nella società contemporanea, la sabbia è impiegata in molti modi: ad esempio nella produzione di dentifrici, chip per computer, vetro, pannelli solari. Viene anche usata nell'industria del fracking per incrementare l'estrazione del greggio (e approssimativamente siamo passati da 50 milioni di tonnellate del 2014 a 127 milioni del 2018 solo per questa voce).
Ma è il settore delle costruzioni e dell'edilizia il principale affamato di sabbia: ogni tonnellata di cemento richiede circa 7 tonnellate di questo materiale misto a ghiaia. Se consideriamo poi che non tutta la sabbia va bene per il calcestruzzo e che solo quella marina diviene utile per l'uso edile (i suoi granelli si aggregano meglio), significa che per costruire case, strade e palazzi possiamo fare affidamento sul 5 per cento delle riserve mondiali di sabbia.

Eppure la nostra società ha fame di cemento: in media sono necessarie 200 tonnellate di sabbia per costruire una casa, 3.000 tonnellate per costruire un edificio (come un ospedale) e 30 mila tonnellate per fare un chilometro di autostrada. Tenendo conto che nel 2100 la popolazione mondiale potrebbe aumentare del 21 per cento e che maggiori persone vivranno in aree urbane, significa che aumenterà anche la domanda di calcestruzzo, con il rischio che la sabbia in futuro non sia accessibile a tutti. A causa del progressivo esaurimento delle riserve di sabbia e ghiaia delle cave, l'estrazione di sabbia e ghiaia da fiumi, coste e fondali marini è in crescita: queste fonti coprono ora il 10% della domanda globale (il restante 90% proviene da cave). Tuttavia, questa proporzione relativamente piccola, è responsabile degli impatti ambientali e sociali negativi dell'estrazione della sabbia da ecosistemi fragili ubicati in molti Paesi in via di sviluppo, attività spesso non conforme alle normative ambientali o che risulta illegale.

L'estrazione di sabbia dal mare può avere un impatto negativo sulla biodiversità marina distruggendo organismi, habitat ed ecosistemi. Mentre l'estrazione di sabbia dai fiumi crea argini instabili, che causano un aumento della frequenza e l’intensità delle inondazioni. Inoltre possono ridurre la deposizione di sedimenti dai fiumi in molte zone costiere, che causa un’inferiore deposizione nei delta dei fiumi e l’erosione delle spiagge. L'erosione è causata anche dalla rimozione diretta della sabbia dalle spiagge, principalmente mediante l'estrazione illegale.
Una prima soluzione per promuovere l'estrazione responsabile della sabbia è diminuire il consumo. In particolare, dovrebbero essere evitati i progetti di speculazione o di prestigio, come quelli di Dubai, e la cementificazione eccessiva. Una seconda soluzione è quella di promuovere il riciclaggio dei rifiuti edili minerali e l'uso di materiali da costruzione alternativi. Rifiuti edili minerali come l'asfalto di demolizione o il calcestruzzo di demolizione sono perfetti per il riciclaggio e possono teoricamente essere riciclati fino al 100%.
Solo raramente questi rifiuti sono contaminati da corpi estranei o da sostanze pericolose e devono essere depositati in discarica. Inoltre, progetti pilota hanno dimostrato che materiali alternativi possono essere utilizzati per la produzione di calcestruzzo come scarti di altri processi industriali. Infine, l'implementazione di standard e pratiche ecosostenibili può anche favorire un uso più responsabile delle riserve di sabbia.

SPIAGGE: L'ALTRA METÀ DELLA COSTA ITALIANA

Negli ultimi cinquant'anni le nostre coste si sono ridotte di quaranta milioni di metri quadrati, colpa soprattutto dell'eccessivo consumo di suolo e dell'urbanizzazione sfrenata. Per il settore edile scavare mari, fiumi e lagune è da tempo un'operazione indispensabile per ricavare materia prima, ma il problema ambientale rischia di diventare insostenibile. Quasi il 50 per cento delle nostre coste sabbiose è soggetto a erosione. Il profilo fragile dell'Italia rappresentato dalle nostre coste è l'ambiente che ha subito le maggiori trasformazioni, occupato da imponenti installazioni industriali, edificazioni di seconde case, molte costruzioni abusive e dove le foreste costiere e le dune sono state eliminate progressivamente e spesso in maniera violenta. Dei circa 8.000 km di costa, oltre la metà sono spiagge (53%), il resto sono coste alte e rocciose. Una ricerca del WWF fece fatica a trovare tratti di costa ancora selvaggi e naturali. Almeno il 58% dell'intero litorale nazionale, era occupato in maniera intensiva da abitazioni e infrastrutture mentre il 13% era interessato da un'occupazione definita estensiva. Appena il 29% del totale litorale sabbioso era libero dall'edilizia o dagli stabilimenti balneari.
A questo dato si aggiunge il fenomeno dell'erosione costiera, che ha subito una fortissima accelerazione in questi ultimi decenni soprattutto per il mancato apporto di sedimenti dai fiumi e una costante artificializzazione del litorale. L'Annuario dei dati ambientali 2011 del Sistema delle Agenzie Ambientali presentato dall'ISPRA nel luglio 2012, riguardo al consumo del suolo nel nostro Paese, ha confermato la tendenza a vedere le concentrazioni maggiori di impermeabilizzazione anche sulle coste. Secondo lo studio dal 2000 al 2007 nell'ambiente costiero l'erosione ha fatto perdere 600.000 metri quadrati di spiagge. In crescita anche il numero di litorali stabilizzati in maniera artificiale: 250 interventi in 7 anni insieme a 16 km di scogliere artificiali e oltre 1 chilometro di opere radenti. Sempre per l'erosione il 37% dei litorali ha subito variazioni del profilo di costa superiori a 10 metri. Il fenomeno dell'erosione è più veloce di quello di avanzamento della linea di costa.
Uno degli ambienti più delicati, ma anche quello capace di sbarrare il cammino all'erosione costiera e conservare gran parte della biodiversità delle coste, è l'ambiente delle dune, piccole colline naturali coperte di vegetazione a ridosso delle spiagge che separano la costa dall'entroterra. Grazie alle dune, il vento e il mare vengono mitigati, una garanzia per l'adattamento del nostro ambiente anche ai cambiamenti climatici in corso e ai conseguenti fenomeni sempre più intensi (mareggiate, avanzamento del mare nelle falde acquifere, prosciugamento degli ambienti lacustri, etc.). Secondo l'Atlante delle Spiagge Italiane del CNR, in un secolo le dune costiere hanno perso l'80% della loro superficie iniziale: da 35-45 mila ettari a 7-9 mila. I dati ISPRA-CAPAT vedono in Italia appena 330 km di dune ancora selvagge. Su questi lembi di territorio costiero residuo si concentrano ogni anno presenze turistiche provenienti da tutto il Mondo: l'Italia infatti è una delle mete preferite del turismo internazionale alla ricerca delle 3 S (Sea, Sun and Sand). Attività turistica che comporta alti impatti: ad esempio, un turista consuma nel Mediterraneo acqua potabile 4 volte di più di un cittadino residente. L'ambiente costiero è un ecosistema dinamico, in cui i processi naturali e quelli di origine antropica si sommano e interagiscono modificandone le caratteristiche morfologiche, fisiche e biologiche e i litorali sabbiosi sono i territori più vulnerabili, quelli in cui maggiormente si manifestano tali evoluzioni.

ATTIVITÀ DI DIFESA DELLE ZONE COSTIERE

Tra le molteplici attività di difesa del suolo, quella relativa alla tutela del territorio marino, riveste una grande importanza dal punto di vista ambientale, sociale ed economico. Sempre più spesso, infatti, assistiamo a fenomeni di erosione delle spiagge e dei litorali, che mettono anche a rischio la vita delle persone che abitano nelle zone di mare e che, cosa più frequente, procurano danni ingenti alle attività economiche insediate. C’è voluto il caso dell'erosione della spiaggia di Forte dei Marmi per portare alla ribalta il tema dell'emorragia che colpisce le coste del nostro Paese. Le spiagge, a causa di interventi antierosione realizzati più a nord, nel porto di Marina di Carrara, stanno a poco a poco scomparendo. Con grave danno all'ecosistema marino e all'economia turistica. La costa italiana, secondo i dati resi noti qualche anno fa da Ispra, ha una lunghezza di circa 8.300 km. Più del 9 per cento del totale è costa artificiale, delimitata da opere radenti la riva (3,7 per cento), porti (3) e strutture parzialmente sovraimposte al litorale (2,4). La vera e propria costa naturale vale 7.500 km. Due terzi della sua lunghezza è composta da coste basse. Circa il 70 per cento delle coste basse è costituito da spiagge sabbiose o ghiaiose, per una lunghezza complessiva di 3.270 Km e una superficie territoriale di oltre 120 kmq.

Correnti, maree, moti ondosi e tempeste sottopongono i territori costieri a continui cambiamenti che si evidenziano con nuovi assestamenti della linea di riva e con superfici territoriali sommerse dal mare. L'azione modificatrice del mare è contrastata principalmente dall'apporto fluviale di detriti, riutilizzati per il naturale ripascimento dei litorali ghiaiosi e sabbiosi, e da tutti quegli interventi, come le opere idrauliche e marittime, che costituiscono uno sbarramento al progressivo apporto di sedimenti alla foce dei fiumi e un ostacolo al loro flusso sul litorale. Dal 1950 al 2000 il 46 per cento delle coste basse ha subìto modifiche superiori a 25 metri e i tratti di costa in erosione, quantificati in 1.170 km, sono superiori a quelli in avanzamento; nello stesso periodo, ben 54 sono stati i kmq erosi in modo significativo.
Nonostante i numerosi interventi di conservazione e ripristino dei litorali, le spiagge hanno continuato e continuano tuttora a perdere superficie. Tra il 1999 e il 2007 le spiagge italiane hanno perso 16 kmq di superficie. Negli stessi anni sono andati persi 600 mila mq di arenili. Nel bilancio complessivo, al netto delle presenze stagionali e turistiche, va anche ricordato che la densità di popolazione nelle zone costiere risulta essere più che doppia rispetto alla media nazionale: il 30 per cento degli Italiani vive stabilmente su un territorio costiero, un dato che equivale al 13 per cento della superficie nazionale. In aggiunta a questi numeri, vanno considerati i numerosi insediamenti urbani, economici e produttivi che hanno alterato i connotati naturali e ambientali del territorio costiero, in particolare nelle regioni centro-adriatiche: Abruzzo, Marche, Emilia- Romagna, nell'ordine. Anche la presenza dei porti contribuisce a modificare l'assetto costiero: più di 300 Km di coste sono occupati da circa 700 porti e da opere marittime minori (pontili e banchine): dal 2000 al 2007 sono stati realizzati e completati 34 nuovi porti turistici, per 7.500 posti barca, occupando altri 13 Km di costa, per uno sviluppo complessivo di 70 km.

Dal punto di vista tecnico, numerosi sono stati negli anni gli interventi realizzati per mitigare localmente i processi di erosione costiera e per proteggere abitazioni e infrastrutture di supporto. Nelle situazioni maggiormente compromesse, sono state realizzate opere rigide aderenti la riva, in altre sono state adottate e sperimentate soluzioni alternative, come pennelli perpendicolari alla riva, scogliere o soluzioni miste, con l'obiettivo principale di interferire sulla dinamica del litorale. Il tipo di intervento è poi dipeso dalle caratteristiche geo-morfologiche dei litorali, dall'esposizione ai fenomeni meteorologici marini e dall'intensità delle mareggiate. Nelle regioni costiere sono numerosi i tratti di costa protetti con opere rigide e sono le regioni adriatiche, in particolare, quelle quasi completamente protette da opere di difesa radenti la riva o distanti da essa alcune centinaia di metri. In questo modo, i litorali stabilizzati sono aumentati progressivamente e, nonostante il ricorso alla pratica del ripristino di spiagge mediante la tecnica del ripascimento artificiale, tra il 2000 e il 2007 sono stati realizzati ulteriori interventi di protezione (250 tra pennelli, foci armate e opere miste), opere radenti (più di un chilometro) e nuove scogliere (16 Km). Ma tutte queste opere, realizzate con l'obiettivo di ostacolare la crescente erosione e la stabilizzazione delle spiagge, non hanno sempre garantito i risultati attesi, e spesso hanno trasferito i processi erosivi su tratti contigui e, in molti casi, contribuito al processo di artificializzazione e di degrado degli habitat marino-costieri.
Le scogliere parallele emerse hanno lo scopo di stabilizzare la linea di costa, favorendo l'ampliamento della spiaggia nella zona protetta. Esse difendono solo il tratto protetto; hanno però un forte impatto paesaggistico-ambientale, determinano la spostamento continuo del punto di erosione sui litorali limitrofi che, a loro volta, devono essere protetti; hanno costi rilevanti e la presenza di varchi, associata a un forte dislivello fra il fondo della zona protetta e quella esterna, causa forti perdite di sedimenti di riva verso il largo in occasione di mareggiate. Molte spiagge difese con questa tecnica risultano comunque in erosione e richiedono interventi di ripascimento. Infine, i ripascimenti artificiali periodici di mantenimento, in presenza di questa tipologia di scogliere, risultano meno duraturi rispetto a quelli effettuati nelle spiagge libere da opere. Le scogliere semisommerse sono le opere di difesa più utilizzate, proprio perché giudicate di minore impatto rispetto ad altre. I vantaggi, rispetto a quelle emerse, sono sintetizzabili nella maggior qualità delle acque e dei sedimenti sul fondo e per un minor impatto sul paesaggio. Per contro, questo tipo di opere rappresentano un maggior pericolo per la balneazione e la navigazione e un minor grado di protezione in presenza di mareggiate associate ad acqua alta. Le scogliere radenti, rispetto a quelle parallele e semisommerse, garantiscono la protezione del territorio così come la difesa dalle ingressioni in presenza di acqua alta. Per contro, hanno forti svantaggi, come la perdita della spiaggia emersa e l'inibizione dell'accesso al mare. Inoltre, l'esposizione diretta ai frangenti di mareggiata le rendono vulnerabili a frane e crolli improvvisi per lo scalzamento al piede, fenomeni che richiedono a loro volta vigilanza continua e una periodica manutenzione.
I ripascimenti rappresentano un nuovo modo di intendere la difesa della costa: la spiaggia, infatti, è intesa come primo elemento di difesa. Si tratta di un approccio moderno, in cui si considera la spiaggia, con i suoi profili naturali e le sue forme (le dune), il primo elemento di sicurezza per il territorio. La manutenzione delle spiagge attraverso la tecnica del ripascimento non modifica in modo irreversibile il paesaggio e la morfologia delle coste, anzi ne migliora l'aspetto estetico; rappresenta anche un intervento flessibile e il sedimento riportato, spostandosi in parte, va a rifornire le spiagge e i fondali limitrofi, con perdite minori di quanto non appaia. I ripascimenti hanno inoltre un valore direttamente collegato al turismo e costi spesso inferiori a quelli necessari per realizzare le altre opere. Anche questa tecnica ha però i suoi contro: serve la disponibilità di sabbia; la distanza dal luogo di intervento ha la sua importanza; i sedimenti devono essere compatibili dal punto di vista ambientale; occorre una manutenzione periodica e una ripetizione ciclica dell'intervento; infine, i costi di trasporto e di accantieramento hanno una loro importanza. Più recentemente, la ricerca di nuove fonti di materiale idoneo da utilizzare per il ripascimento dei litorali in erosione ha privilegiato lo studio dei fondi marini: sulla piattaforma continentale, mediante operazioni di dragaggio, si possono infatti trovare depositi di sabbie relitte (tra 30 e 130 metri di profondità), che possono essere utilizzati per il ripascimento. Si tratta di una tecnica che comporta alcuni vantaggi come la disponibilità di elevate quantità di sedimenti, una composizione granulometrica simile alla sabbia dei litorali e costi contenuti, ma gravi effetti sull'ambiente marino basale, distruggendo gli ecosistemi vegetali, disperdendo il microplancton e interrompendo la catena alimentare ittica.
Le prime operazioni di dragaggio di sabbie relitte risalgono al 1994 per i ripascimenti delle spiagge venete. Poi, nel mar Tirreno, nel 1999 sono state sfruttate sabbie relitte al largo di Anzio, per il ripascimento del litorale di Ostia. Altri dragaggi di sabbie relitte sono stati condotti anche al largo di Ravenna (2000 e 2007) e di Civitanova Marche (2006). Per quantità intorno a 30 mila metri cubi occorre utilizzare la pompa di aspirazione con sabbiodotto, oltre questa quantità, serve utilizzare la draga e il sabbiodotto. Per quantità decisamente superiori bisogna impiegare una draga a prelievo profondo. In ogni caso, per soluzioni di questo tipo, occorre sempre considerare l'impatto ambientale generato: scavi, ricoprimenti, eventuale messa in circolo di contaminanti, stress ambientale degli organismi marini, diminuzione della fotosintesi, peggioramento degli ecosistemi sensibili.
Vi sono poi altri enormi problemi in tutta la fascia costiera italiana, soprattutto nel settore dell'Adriatico settentrionale, maggiormente dalle coste romagnole a quelle venete e friulane: la forte presenza demografica locale che aumenta in modo impressionante nei mesi estivi con l'arrivo di folle di turisti; la subsidenza (in poco più di cento anni la differenza tra il livello medio del mare e quella del territorio di Ravenna è diminuita di 113 cm: 11 dei quali dovuti all'innalzamento del livello del mare, 22 alla subsidenza naturale e 80 alla subsidenza associata all'estrazione di acqua e metano); i picchi di marea; infine, la scarsa alimentazione naturale del sistema (gli sbarramenti dei fiumi bloccano il trasporto dei sedimenti, che rappresentano l'alimentazione naturale delle spiagge).







IL CARBONE E IL FERRO

Il problema dell'origine del carbone incomincia ad occupare i teorici soltanto quando la gente prese ad interessarsi del carbone. Erano i secoli XV e XVI. Che il carbone fossile, bruciando a bassa temperatura, sprigioni catrame ed abbia qualcosa in comune con la nafta, era stato notato da tempo. Il carbone si forma durante un lungo periodo di lenta evoluzione. Il primo stadio si forma anche oggi nei luoghi paludosi: i vegetali, gli arbusti, nei periodi freddi appassiscono, muoiono, e sprofondano via via nelle acque melmose, restando a lungo fuori dal contatto con l'aria; incominciano a marcire dando luogo a quel processo che si chiama carbonizzazione in cui si va maturando la torba bruno-nerastra. La torba rimane per lungo tempo sul fondo della palude e viene ricoperta da detriti, trasformandosi in lignite. Il litantrace e l'antracite si sono formati a partire da boschi e vere foreste, cresciute e poi morte durante milioni di anni nell'era Paleozoica. I carboni non si distinguono solo per il tempo di formazione, ma anche per i loro componenti chimici.

Quando si parla di carboni bituminosi, si tratta di carboni che contengono molto catrame e pece, componenti oleosi chimicamente simili alla nafta, quindi, insieme alla massa legnosa, bisogna tener conto del fatto che, prima di putrefarsi, sono stati sommersi dall'acqua. L'antracite contiene pochi liquidi, contrariamente alla lignite e al litantrace bituminosi, vi si trova molto carbone puro, quindi viene usata come combustibile.
Gli antichi conoscevano il carbone, i greci lo chiamavano lithanthrax, i romani lo chiamavano carbo fossilis e lo usavano per forgiare le loro armi nelle zone di Manchester o Newcastle, dove sono stati rinvenuti residui di scorie e di cenere, dove erano accampate le legioni romane. Anche i cinesi usarono il carbone, e Marco Polo testimonia che lo usavano per cuocere le porcellane nelle fornaci. Gli europei non lo usarono per molto tempo, preferivano utilizzare il legname dei boschi, allora abbondanti; ma i boschi diventavano rari in quanto fornivano anche legname per i cantieri navali e per la costruzione degli impalcati delle abitazioni.

Furono probabilmente i fabbri a scoprie delle falde carbonifere, notando che si potevano ottenere alte temperature, adatte a forgiare i loro prodotti di ferro. Si ritiene che le prime miniere di carbone furono scoperte nel 1113 nel Limburgo, da monaci di Klosterrath. Nel 1198 un fabbro, nei dintorni di Liegi, prova ad usarlo nella sua fucina e diviene il primo proprietario di una miniera di carbone in Europa. Lo sfruttamento del territorio della Ruhr ha inizio nel XIV secolo e nel 1429 si inizia lo sfruttamento del carbone nella Saar e nel XV secolo erano fiorenti le miniere in Sassonia.

In Inghilterra lo sfruttamento del carbone incomincia nella zona del fiume Tyne, presso Newcastle, per cui fu chiamato sea-coal, carbone di mare. Nel XIII secolo questo carbone veniva trasportato a Londra ad opera di religiosi, in quanto a sfruttare le cave di carbone erano i conventi, come quello di Tynemouth. Siccome nel carbone era presente dello zolfo, alcuni pensavano a ipotetici attributi infernali, tanto che nel 1306 Edoardo I, su petizione del Parlamento, proibisce di bruciarlo nelle stufe di Londra, ritenendolo un pericolo per la salute dei cittadini. Ma l'uso del carbone si diffuse in quanto i pochi boschi rimasti erano divenuti preziosi per le costruzioni navali ed erano quindi protetti dallo Stato come materiale strategico. Ma per armare le navi occorreva anche il ferro e, per lavorarlo, fu usato il carbone. Ma di nuovo, sotto il regno di Elisabetta I Tudor (1533-1603), figlia di Enrico VIII e di Anna Bolena, si decreta che, durante le sedute del Parlamento, non si dovesse usare il carbone per il riscaldamento dell'ambiente, per non intossicare i nobili del regno dal fumo prodotto. In Francia, re Enrico II proibisce, nel XVI secolo, l'uso del carbone per la fusione del ferro, confortato dai professori della Sorbona, contrari a quel combustibile velenoso.

IL CARBONE NEI CONTINENTI.

Il XIX secolo fu il vero secolo del carbone e del ferro. Sul principio, il Paese che poteva disporre sia di carbone che di minerali di ferro, era proprio l'Inghilterra. Poi arriva la Germania, ma entrambi non hanno ferro a sufficienza e ne devono importare grossi quantitativi. Le fonderie del ferro consumano, in proporzione, maggiore carbone che ferro, dunque fu conveniente portare il ferro dove c'era il carbone. Di conseguenza quei Paesi che avevano sufficiente carbone e poco ferro ebbero un forte sviluppo, mentre quelli che possedevano abbastanza ferro e niente carbone, restarono indietro (vedi Spagna e Svezia). I maggiori giacimenti di carbone conosciuti allora si trovavano in Inghilterra, in Germania e in Nord-America, e nella zona dei grandi Laghi sono sorti i centri mondiali dell'industria.

I primi cercatori di carbone furono i monaci, in primo luogo L. Hennepin, un francescano oriundo del Belgio, arrivato in America nel 1675, che si diede ad esplorare il territorio, la zona del lago Michigan, il fiume Illinois fino al Mississippi, scoprendo il carbone presso l'Illinois. Nel 1742 un altro monaco francese, Lally, scopre giacimenti in Virginia, presso l'odierna Richmond. Ai primi del XIX secolo i quaccheri scozzesi e i mennoniti tedeschi scoprirono l'antracite in Pennsylvania: la Bethlehem Steel Corporation, nella omonima cittadina, fu uno dei centri maggiori della siderurgia americana. Un altro tedesco, Pastorius, fonda una colonia di connazionali presso l'odierna Filadelfia, che diviene dominante in Pennsylvania a tal punto che, dopo la Dichiarazione di Indipendenza, quando fu posta all'Assemblea nazionale la questione se la lingua ufficiale dovesse essere il tedesco o l'inglese, i voti furono uguali, ma il presidente, il tedesco F. Mahlenberg, opta a favore dell'inglese! I tedeschi incominciarono a scavare l'antracite e costruirono le prime fonderie, non senza fatica, in quanto, agli inizi, quel tipo di carbone faceva fatica a bruciare.

Gli inglesi scoprirono poi il carbone in Australia, e fu un medico, G. Bass, maggiormente esploratore e poco medico, a scoprirlo poco lontano da Botany Bay, oggi Coalcliff, che fornisce i quattro quinti del carbone australiano. L'Australia diviene nel tempo il quarto produttore di carbone al Mondo, producendo antracite e lignite e grande esportatore, soprattutto di antracite, con il 30% delle esportazioni mondiali. Le esportazioni di carbone sono la seconda fonte del reddito da esportazioni, dopo quelle di minerale di ferro.

Al principio del XIX secolo erano noti quasi tutti i giacimenti dell'Europa Occidentale e dell'Inghilterra. Ma, mentre sul continente, tutto quello che si creava finiva, prima o dopo, nella zona di guerra, gli inglesi, sulla loro isola, badavano ai fatti propri e, comunque si svolgessero le sorti delle guerre (e ce ne furono parecchie), i loro impianti e i loro macchinari restavano illesi. Durante le guerre napoleoniche gli sfruttamenti di carbone del continente non aumentarono affatto; l'uso del coke diminuiva addirittura. Invece in Inghilterra la produzione triplicava. Il carbone si trovava in tutte le parti dell'isola; ogni distretto industriale possedeva le proprie miniere di combustibile, anzi, le industrie si posizionavano proprio dove c'erano le miniere, per ridurre, se non annullare, i costi del trasporto del carbone.
Gli inglesi hanno la fortuna di possedere, oltre che un notevole sviluppo costiero, anche una ricca rete di canali e fiumi navigabili, e trasportano quindi, via acqua, il carbone dove vogliono. Non solo hanno il carbone, ma lo hanno anche vicino alla costa in Scozia e nel Galles. Ben presto cominciano ad esportarlo in Germania e nella Russia, costando a Pietroburgo meno di quello prodotto nel bacino del Don, e ad Amburgo e a Brema meno di quello prodotto in Slesia e nella Ruhr. Grazie al loro carbone i piroscafi inglesi erano risparmiati dal rischio di viaggiare con le stive vuote; partivano carichi di carbone e ritornavano carichi di minerali di ferro, di cotone, di cereali o di legname, di tutto quello che poteva servire alle fabbriche inglesi. Il carbone del Galles partiva soprattutto dal porto di Cardiff che divenne il maggiore porto d'esportazione del carbone, come Newcastle divenne importante sul fianco del Mare del Nord.
L'Inghilterra riforniva col carbone tutta la flotta mercantile e militare; lungo tutte le rotte attraverso il Mediterraneo, il canale di Suez, aperto il 17 novembre 1869, verso l'India, Hong-Kong, l'Australia, intorno all'Africa, lungo le coste del Sud-America, dovunque era ammucchiato il carbone inglese: erano le cosiddette stazioni di carbone di proprietari inglesi, disseminate non solo nei loro possedimenti, ma anche nei Paesi stranieri. Prima del 1914 i tre quarti delle stive di tutti i piroscafi del Mondo erano cariche di carbone inglese per alimentare le caldaie. Se l'Inghilterra avesse cessato di rifornire il carbone, i tre quarti dei piroscafi esistenti sarebbero stati disarmati, sarebbero stati paralizzati i porti, il traffico mondiale sarebbe cessato. G. Stephenson, l'inventore della locomotiva, cento anni fa diceva: Il Lord Cancelliere sta sempre ancora seduto sul sacco di lana! Sarebbe ora che si sedesse su un sacco di carbone, in quanto il carbone oggi sta alla base della nostra potenza, non la lana.

All'inizio dell'Ottocento la Slesia era al primo posto per la produzione di carbone in Germania, e il suo mercato di sbocco era la Prussia, un Paese militarista dove il governo fungeva anche da grande industriale pubblico; introdussero i primi forni di coke spingendo anche i privati a fare altrettanto. Qui furono introdotte per la prima volta in Germania le macchine a vapore per i lavori nelle miniere. Nel 1847 nella Slesia erano in funzione diciotto altiforni.
L'occupazione francese del 1807-13 spinse la regione del Reno e quella della Vestfalia a fondersi in un unico organismo economico e indusse questa regione a rivolgere la loro attenzione verso occidente, verso l'Inghilterra, dove partiva l'onda del progresso, e il territorio della Ruhr ne aveva urgente bisogno in quanto lungo il Reno il carbone giaceva in strati profondi e lo sfruttamento era maggiormente difficoltoso che nella Slesia dove gran parte delle miniere era in mano a famiglie principesche.

Nella Ruhr i proprietari erano operai, commercianti, impiegati, solo pochi erano rappresentanti della piccola classe nobiliare. Qui vennero impiantate le prime macchine a vapore. Fu quindi creata la prima generazione dei capitani dell'industria renana. Le cittadine tedesche erano occupate dalle truppe francesi di Napoleone, ma proprio allora Fichte tenne a Berlino i suoi "Discorsi alla nazione tedesca", Hegel ubblicava la sua "Fenomenologia dello spirito", Goethe stava lavorando alla seconda parte del suo "Faust" e Beethoven, nel 1804, scriveva la terza sinfonia "Eroica", dove l'influenza di Bonaparte, della Rivoluzione francese e dell'illuminismo tedesco furono fattori importanti nello spiegare lo sviluppo del cosiddetto stile Eroico che finisce per dominare questo periodo compositivo dell'autore che nel 1808, con la Quinta, sembra presagire gli scontri finali tra le potenze europee.


Matthias Stinnes, un barcaiolo che aveva fondato nel 1808 un'azienda a Malheim, fece navigare la sua prima imbarcazione carica del suo carbone sulla Ruhr. Qualche anno dopo possedeva altre miniere e le sue imbarcazioni, cariche di carbone arrivavano fino al Reno e, nove anni dopo, la sua piccola flotta navigava tra Colonia e l'Olanda; impiantava un cantiere e iniziava a costruire piccole navi per conto proprio. Dopo tre anni possedeva 66 barconi che viaggiavano regolarmente sulla Ruhr e sul Reno. Fu proprio allora che la prima nave a vapore attraversava l'Oceano, era la Savannah, un battello a ruota statunitense dotato di sistemi di propulsione a vela e a vapore, costruito nel 1818 dalla Speedwell Ironworks in New Jersey. Raggiunse una certa fama in quanto fu la prima nave a vapore ad attraversare l'Oceano Atlantico, impresa che riusciva a compiere in 29 giorni e undici minuti nel 1819. In quegli anni una nave a vapore navigava sul Reno. Era un rimorchiatore che Stinnes aveva commissionato in Inghilterra e nel 1843 lo portava sul Reno. Quando il primo convoglio di barconi, trascinato dal rimorchiatore, risale il fiume a 3 chilometri all'ora, i guidatori di cavalli, che fino ad allora trascinavano contro corrente le imbarcazioni, capirono di essere diventati inutili. Stinnes ovviava poi all'opposizione armata dei carrettieri, facendo corazzare la cabina del pilota, tenendo sottocoperta l'equipaggio. Fu allora che il porto fluviale di Duisburg divenne importante come quello di Amburgo.

I LLOYD'S DI LONDRA.

Edward Lloyd fu il proprietario della Coffee House che diede il nome ai Lloyd's di Londra, l'assicurazione e l'istituzione finanziaria che ha assunto un'importanza a livello mondiale. Egli nasce nel 1648 e arriva a Londra nel 1680. La City, in quel periodo, veniva rappresentata da due mondi: quello navale e quello finanziario, entrambi confluenti in un'area collocata tra la Torre di Londra e Thames Street. A quel tempo mancava un luogo d'incontro tra mercanti e agenti assicurativi. Edward Lloyd prende in gestione una caffetteria; fu qui che i mercanti, desiderosi di assicurare le proprie imbarcazioni, incontravano assicuratori pronti ad assumersi questi rischi. Edward Lloyd non era direttamente coinvolto negli affari assicurativi, ma incoraggiava i mercanti fornendo loro oggetti di cancelleria e informazioni sulle navi. Anche dopo la sua morte, la sua la caffetteria rimase un centro per assicurazioni. Nel XVII secolo, l'importanza di Londra come centro commerciale ha portato a una crescente domanda di assicurazioni navali, fu per questo che la caffetteria di Lloyd venne riconosciuta come luogo principale per tutte le assicurazioni marittime.

I Lloyd's nascono quindi nel 1688, quando nella caffetteria di Tower Street si riuniscono commercianti e affaristi per organizzare contratti e scambi di merci. Poi si spostano nel 1691 in Lombard Street, vicina al cuore della City, dove Edward decide di stampare, dal 1696, un giornale sulle notizie economiche per i propri clienti. Dopo alterne vicende, dal 1734 iniziarono le stampe del giornale finanziario e marittimo Lloyd's List. Un'iniziativa simile fu poi il Lloyd's Register of Shipping, ancora oggi pubblicato, che riportava e classificava le navi in base a vari parametri. Nel 1769 diversi clienti decisero di spostarsi in un luogo maggiormente consono, chiamandolo New Lloyd's Coffee House, fino al 1771, quando decine di clienti si associarono per costituire un'omonima associazione. Solamente nel 1871 la Camera dei Lords approva il Lloyd's Act con cui riconosce questi professionisti, dando una base legale all'associazione.

Ancora oggi, direttamente o attraverso altre imprese, tutto il naviglio mondiale viene assicurato ai Lloyd's di Londra, la storica corporazione assicurativa inglese che, pur mantenendo il suo quartier generale nella City (l'attuale sede, il Lloyd's Building, inaugurato nel 1986, diviene la costruzione del Regno Unito ad aver ottenuto la tutela di "monumento di classe 1"), ha aperto una propria controllata con sede a Bruxelles, a cui dall'inizio del 2019 fanno capo tutte le consociate europee del gruppo. Successivamente la stessa LIC, operando in riassicurazione, "gira" il rischio al sindacato Lloyd's di riferimento.
Ma dallo stesso coffe shop si svilupparono una serie di altri operatori di servizi al trasporto marittimo che ancora oggi sono tra i leader mondiali delle rispettive categorie e che continuano a portare il nome Lloyd's: dall'Ente di certificazione Lloyd's Register a Lloyd's List, una delle maggiormente note e prestigiose pubblicazioni dedicate allo shipping.

DALLA GHISA ALL'ACCIAIO

Per secoli l'unico modo di ottenere del buon acciaio in Europa fu quello di usare il ferro delle miniere svedesi, particolarmente puro e privo di zolfo e fosforo, limonite, siderite di origine alpina o ematite dell'Isola d'Elba, ed usarli per confezionare acciaio a pacchetto con ghisa ricca di carbonio. Era un processo molto lento ed estremamente costoso: per un chilogrammo di acciaio erano necessari circa 100 kg di combustibile. Per questo non era conveniente creare pezzi grandi. In genere si usava l'acciaio per produrre punte di freccia, bisturi, coltelli ed altri oggetti di piccole dimensioni.

In Europa si comincia a produrre ghisa per fare ferro e acciaio nel basso Medioevo quando vengono costruiti forni chiusi grazie all'impiego della ruota idraulica utilizzata per azionare i mantici; fu in questo modo relativamente facile ottenere e controllare temperature superiori ai 1200 gradi centigradi. La ghisa ottenuta dal forno era rifusa in fucine che utilizzavano soffierie idrauliche particolarmente potenti, per produrre le alte temperature necessarie a liquefarla nuovamente per farne ferro e acciaio. La ghisa risulta essere una lega ferrosa costituita da ferro e carbonio con tenore di carbonio relativamente alto (2,06-6,67%), ottenuta per trattamento a caldo dei minerali di ferro. La produzione della ghisa avviene generalmente per riduzione degli ossidi di ferro mediante combustione di carbone coke, a contatto con gli stessi, in apparecchiature chiamate altiforni. Il minerale viene disposto a strati alternati con carbone coke; il ferro contenuto nel minerale, quando raggiunge lo stato fuso, cola verso il basso raccogliendosi in appositi contenitori.

Quando nel XVIII secolo entra in scena l'industria siderurgica, il carbone diviene un materiale prezioso e indispensabile, soprattutto dopo l'invenzione della distillazione del carbone e la produzione del coke.

La produzione di carbone aumenta notevolmente quando la rivoluzione industriale usa il carbone, come combustibile per motori a vapore. Uno sviluppo importante fu l'invenzione a Coalbrookdale, un villaggio inglese sul bordo del fiume Severn, nei primi anni del XVIII secolo, del carbone coke metallurgico (un residuo solido carbonioso di litantrace bituminoso da cui sono state estratte le componenti volatili attraverso la cottura in forno alla temperatura di 1000 gradi e in assenza di ossigeno), usato per produrre ghisa in altoforno, grazie al suo alto potere calorifico.

Si deve ad Abraham Darby I (il primo di una dinastia di fonditori che hanno caratterizzato la storia della siderurgia), il procedimento per ottenere ghisa (1709) utilizzando carbone coke metallurgico e, assieme ad altri progressi industriali in corso in altre parti della Nazione, questa scoperta diede il via all'industrializzazione della Gran Bretagna. Nei pressi del villaggio Abraham Darby III costruisce il il famoso Iron Bridge, completato nel 1779, il primo ponte metallico nella storia delle costruzioni.

Alla fine del XVIII secolo entra in scena un nuovo forte consumatore di carbone: la lampada a gas. Il merito di aver fondato l'industria del gas va a G. Murdock, collaboratore di Watt. Murdock illumina nel 1792 la sua casa con il gas di carbone. Quando volle far brevettare dalla commissione parlamentare i suoi apparecchi, gli fu chiesto se la sua lampada ardeva senza stoppino e, alla sua affermazione positiva, tutti scoppiarono a ridere. Eppure, nonostante quegli uomini increduli, l'illuminazione a gas si diffuse in tutta Europa, ma solo dopo che un certo Winzler di Francoforte, trasformatosi in Frederick Albert Winsor a Londra, fonda una impresa per azioni e brevetta l'illuminazione a gas nel 1804.

La prima illuminazione pubblica stradale mediante gas fu realizzata in Pall Mall, a Londra, nel gennaio 1807. Nel 1812 il Parlamento diede una concessione alla Gas Light and Coke Company, che fu la prima compagnia di gas al Mondo. Meno di due anni dopo, il 31 dicembre 1813, il ponte di Westminster era illuminato a gas. Nel 1820 Parigi adotta l'illuminazione stradale a gas.







LA STORIA DELL'ACCIAIO

Carbone, ferro, ghisa e acciaio furono indispensabili al processo industriale europeo. Ma carbone e ferro non si trovano ovunque; produrre un buon acciaio non sembra semplice. Per giungere a buoni ridsultati il percorso fu lungo, costellato di errori, con soluzioni dovute a volte a semplici operai, dilettanti e molte volte con fabbriche governate da donne. Ecco la loro storia.
Alcuni studiosi affermano che l'uomo ha cominciato a lavorare il ferro circa 5.000 anni fa, ma probabilmente era il ferro di origine meteoritica. Quando si parla dell'era del ferro, la si colloca tra l'XI e il IX secolo a.C., dopo le antiche ere del rame (3.500-2.300 a.C.) e del bronzo (2.300-900 a.C.).
Ma estrarre i minerali di ferro dalla terra diviene un lavoro avvenuto solo nel XIV-XV secolo d.C. Prima di allora il ferro non veniva estratto dal minerale in fusione, e non veniva ridotto allo stato liquido, ma soltanto era reso malleabile. Il ferro ottenuto in questo modo restava mescolato ad altri minerali. Reso rovente, il blocco di ferro veniva sottoposto all'azione del maglio per essere liberato dalle scorie; con questo vennero forgiati i primi strumenti agricoli, i primi martelli e le punte di lance. Intorno al 3.500 anni fa, in Asia occidentale, ittiti, egiziani, assiri iniziarono ad tilizzarlo e dopo arriva nel mondo mediterraneo. Omero, intorno all'VIII secolo a.C., ne parla nell'Iliade, significando che ai suoi tempi i greci da tempo lo conoscevano e lo usavano a partire dall'epoca della trasmigrazione dorica del 1.100 a.C.
I romani ricevettero il ferro dagli etruschi che lo estraevano dalle loro miniere dell'isola d'Elba. Poi si rifornirono dalla penisola iberica. La corta spada dei legionari romani era chiamata, per questo motivo, gladius hispanus. Poi rinvennero il ferro oltre le Alpi, nelle colonie sottomesse, in Gallia, nel Belgio, nella Bretagna e nella Germania, dove era largamente diffuso prima che le legioni di Cesare le sottomettessero. Sembra che il ferro di quei popoli provenisse dalla Stiria, dalla Carnia, dalla Carinzia e dal Tirolo e queste regioni diedero poi i maestri dell'arte mineraria alla Boemia, alla Moravia e alla Slesia.

A quei tempi e anche nei secoli successivi, il ferro era riscaldato in particolari stufe e il fuoco era alimentato dal vento nelle zone collinari. Poi, lo stesso effetto fu raggiunto col mantice. Ma il ferro ottenuto era troppo tenero in quanto assorbiva poco carbonio. Per ottenere l'acciaio occorre, infatti, saturarlo con polvere di carbone. Ma l'acciaio non era conosciuto nel Mondo Antico, anche se nel primo medioevo venivano prodotti oggetti, soprattutto lame, famosi per la durezza del loro ferro. Ma si trattava soltanto di minerale naturale qualitativamente buono e della sua casuale mescolanza con manganese o cromo. L'arte di indurire il ferro ha avuto comunque origine in alcune parti dell'India. Questo acciaio speciale indiano arrivava in occidente sotto forma di lame e con quelle sciabole, dette damascate, gli arabi conquistarono il Vicino Oriente, l'Africa settentrionale, la Sicilia e la Spagna, superando le lame, allora famose, di Toledo.

Dal XIII al XV secolo il commercio del ferro della Stiria, della Carinzia, della Vestfalia e della Lorena era in mano alla Lega Anseatica che lo portava a Londra, Bruges e Bergen, tutti mercati del ferro. Le migliori lame della Germania venivano da Solingen e da Passau, ma erano apprezzate anche quelle di Brescia, Milano, Siviglia e Toledo. I maggiormente noti maestri ferrai tedeschi mettevano sulle lame una sigla: quella famosa rappresentava un lupo.
Poi con l'invenzione e l'uso della polvere da sparo, il ferro crebbe di importanza e, da quel momento, il ferro serve per fondere cannoni e fabbricare fucili. I centri principali dell'industria del ferro inglesi erano nella foresta di Dean, a nord di Gloucester, nell'Inghilterra occidentale. Inizia in questo modo l'epoca dei grandi veglieri armati con batterie di cannoni, e non solo quelli delle marine militari dei vari Stati, ma anche quelle dei filibustieri, bucanieri inglesi, i "saccheggiatori", pirati francesi e olandesi, che operavano nel Golfo del Messico con attacchi ai possedimenti spagnoli.

Nel XIV secolo i mantici, prima azionati a pedale, furono sostituiti con mantici ad acqua e i forni per la lavorazione del ferro scesero dalle alture verso le valli per avvicinarsi ai fiumi. Con i mantici ad acqua aumenta di molto la corrente di aria e, quindi, la temperatura nei forni. Solo allora si ottiene la fusione del minerale ferroso e la separazione del ferro puro che, raffreddato, dava un composto chiamato ghisa. Questo nuovo ferro aveva un difetto, non si lasciava battere e si rompeva sotto il martello. Il precedente ferro tenero conteneva troppo poco carbonio; quello nuovo, molto fragile, ne era ultra saturo. Solo l'acciaio diviene privo dei due difetti!
Gli inglesi erano anche nei guai in quanto si stava esaurendo anche il carbone di legna, fino a quel momento, la fonte energetica usata nei forni di fusione. E questa situazione era dovuta essenzialmente alla riduzione dei boschi e delle foreste sfruttate per i vari usi domestici (cucinare e riscaldare le abitazioni), per la costruzione delle imbarcazioni e dei grandi vascelli, delle abitazioni e per ottenere, appunto, il carbone di legna.

Sembra che l'idea di usare il carbon fossile sia stata di un inglese, Dud Dudley che, a vent'anni, ebbe l'incarico dal padre di governare le sue numerose miniere di ferro che davano lavoro a circa 20 mila fabbroferrai. L'esperienza precedente era stata negativa, in quanto il carbon fossile era impuro, essendo presente molto zolfo. Dud ebbe l'idea di far bruciare il carbone lentamente, riducendolo a coke. Usando il coke, Dud ottenne un ferro eccellente che veniva venduto a minor prezzo. Risultato: i concorrenti presero d'assalto la sua fabbrica distruggendo mantici e forni. Dopo altre esperienze negative (finisce anche in prigione per debiti), riebbe il brevetto dell'estrazione del ferro, ricostituisce la fabbrica proprio durante la guerra civile, e Dud si schiera con il re contro Cromwell e il Parlamento; diviene generale di artiglieria ma perde la guerra nel 1648 e, mentre il re viene decapitato, Dud finisce in carcere dal quale evade e si rifugia a Bristol. Nel 1660 la repubblica cade e ritorna il re, ma Dad scopre con rammarico che Carlo II non lo degna di interesse e, anzi, gli nega il rilascio del brevetto richiesto. Si ritira quindi a vita privata scrivendo un trattato scientifico sulla materia, ma senza svelare il suo segreto.

Un'altra famiglia inglese, quella dei Darby, diviene l'artefice dell'introduzione del coke nella lavorazione del ferro. Abramo Darby I; nel 1704 ingaggia provetti fonditori olandesi e impianta una fonderia usando il coke. Nel 1017 muore non avendo ancora quarant'anni, lasciando una vedova e due figli piccoli. Alcuni anni dopo, il figlio Abramo II, inizia a occuparsi della fabbrica e dopo vari tentativi riesce a fondere il ferro con il coke, ottenendo un metallo puro. Era il 1735. Il suo metodo viene adottato da tutta l'Inghilterra. Alla sua morte subentra Abramo III, suo figlio che costruisce il famoso ponte in ferro fuso sul fiume Severn, accanto al suo opificio, il maggiore del Paese.

L'uso del coke fece dell'Inghilterra il primo Paese del ferro e dell'acciaio del Mondo. Sono stati i tedeschi ad insegnare l'arte di lavorare il ferro agli inglesi; infatti intorno a Newcastle sul Tyne era insediata un'intera colonia tedesca: erano i migliori fabbri d'armi che Enrico VIII aveva ingaggiato al principio del XVI secolo in Germania per la fabbricazione delle palle da cannone. La prima fabbrica inglese di ferro filato fu fondata dal tedesco C. Schultz di Annaberg. Anche la Svezia, ricca di minerali di ferro, ha risentito dell'influsso tedesco. I primi altiforni svedesi furono costruiti da tedeschi e anche a capo di tutte le miniere di ferro, re Gustavo Adolfo nomina Grisbach, un tedesco. Al principio del XVIII secolo gli svedesi si reggevano da soli; la loro tecnica era ben sviluppata, tanto che le armi svedesi erano divenute le migliori d'Europa.

Anche in Russia nel 1628 era stato costruito il primo altoforno da maestranze tedesche, invitate in Russia da Ivan il Terribile (1547-1584). Da tempo era iniziato lo sfruttamento delle miniere degli Urali e di Tula, nella Russia europea centrale, a sud di Mosca dove erano attive miniere di ferro e carbone, ma anche fabbriche di cannoni, usati contro i tartari all'epoca di Alessio (1645-1676), padre di Pietro il Grande (1696-1725), che visita la cittadina di Tula nel 1712, concedendo a Nikita Demidow, fabbro specializzato nella produzione di armi, di costruire la prima vera fabbrica d'armi in Russia. Nei decenni successivi la cittadina diventa il maggiore centro per la lavorazione dell'acciaio dell'Europa orientale.

Pietro il Grande fu il primo zar a visitare i vari Paesi europei: si interessa di costruzioni navali in Inghilterra e in Olanda, dove visita diversi canali, in Germania si interessa alle miniere di Ilsen nello Harz e di Freiberg in Sassonia. Poi invita in Russia molti stranieri olandesi, danesi, svedesi e tedeschi per modernizzare il Paese in campo minerario e navale e, quando ebbe bisogno di maestri ferrai per le sue fabbriche di armi di Tula, li chiese a Federico Guglielmo I di Prussia, questi gliene manda dodici da Spandau e, Pietro, ricambia con cento dei suoi soldati. Molti di quei maestri rimasero in Russia, soprattutto uno, Wilhelm Hennin, fece fortuna: studia mineralogia e diviene capo di tutto il distretto minerario della Siberia e degli Urali; fonda diversi opifici, una cittadina, e istituisce un'Accademia mineraria sul modello di quella di Freiberg, e Pietro lo nomina, per i suoi meriti, maggiore generale. Grazie ai progressi nel settore del ferro, alla fine del XVIII secolo, la Russia superava la Svezia nella esportazione di ferro, con ben 40 mila tonnellate verso l'Inghilterra e 3 mila negli Stati Uniti: per quell'epoca erano cifre enormi.

L'altro beniamino di Pietro fu certamente Nikita Demidow, figlio di un fabbro di Tula, che dona allo zar sei fucili da lui fabbricati durante la visita di Pietro alla sua cittadina. Poco dopo Nikita comincia a rifornire l'esercito dello zar con fucili e palle di cannone, ottiene la direzione di opifici negli Urali, poi cerca e trova minerali in Siberia e negli Urali. Fabbrica cannoni e munizioni, ancore e catene per le navi dello zar, fucili e sciabole; fonde il ferro, il rame e il piombo, estrae granito e porfido a Irkutsk, fornisce legname all'Ammiragliato per costruire navi, e aiuta lo zar a costruire Pietroburgo e a valorizzare economicamente gli Urali, ricchi di minerali di ferro, oro, platino e terre rare, sali di potassio e petrolio.
Anche il figlio Akinfiy Nikitich Demidow prosegue il lavoro di Nikita costruendo almeno 9 fabbriche di fonderie e munizioni d'acciaio dal 1717 al 1735, e ne aveva 25 alla sua morte nel 1745. Ha anche creato miniere di ferro e rame negli Urali e nella Siberia occidentale, miniere per pietre preziose e semi-preziose, argento negli Altai e oro, piombo in Siberia, asbesto negli Urali e malachite, una pietra verde smeraldo marmorizzata che abbellisce i palazzi imperiali. Commissionato la Torre pendente di Nevyansk, con stanze sotterranee e percorsi segreti verso una delle sue fabbriche.

L'ÊRA DELL'ACCIAIO

L'acciaio risulta essere una lega di ferro e carbonio, prodotta allo stato fuso con tenore di carbonio minore di 1,7%, mentre la lega contenente una percentuale maggiore di carbonio si chiama ghisa. Il ferro fuso con il carbon fossile da parte inglese era peggiore di quello russo e svedese fuso con il carbone di legna, tanto che Benjamin Huntsman, che aveva iniziato questo lavoro come produttore di orologi, serrature e utensili nello Yorkshire, per le spirali dei suoi orologi era costretto a comperarne in Russia e in Svezia. Malgrado fosse di origine tedesca, gli disturbava non poter usare il prodotto inglese. Huntsman ha sperimentato nella produzione di acciaio, prima a Doncaster. Poi, nel 1740, si trasferisce vicino a Sheffield. Alla fine, dopo molti esperimenti, Huntsman fu in grado di produrre acciaio fuso, in crogioli di pentole di terracotta, ciascuno contenente circa 34 chili di acciaio blisterato. Fu aggiunto un flusso che fu coperto e riscaldato per mezzo di coke per circa tre ore. L'acciaio fuso fu poi versato negli stampi e i crogioli furono riutilizzati. Il suo acciaio era maggiormente uniforme nella composizione e libero dagli inconvenienti rispetto a qualsiasi acciaio precedentemente prodotto. Lo sviluppo avviene nel 1751 quando costruisce una acciaieria a Sheffield dove l'acciaio viene prodotto ad una temperatura compresa tra 1.500 e 1.600 gradi.


I produttori locali di posate si rifiutarono di acquistare l'acciaio fuso di Huntsman, in quanto era maggiormente duro rispetto all'acciaio tedesco a cui erano abituati. Per molto tempo Huntsman ha esportato tutta la sua produzione in Francia. La crescente concorrenza delle posate francesi importate, realizzate in acciaio fuso di Huntsman, allarma i coltellinai di Sheffield che sono costretti a utilizzarlo nell'interesse dell'autoconservazione. Mentre Huntsman mantiene il segreto estremo nella sua fonderia, non brevetta il suo processo, che venne successivamente copiato da altri.

Non era ancora la soluzione del problema in quanto quell'acciaio veniva a costare caro e poteva essere usato per le spirali d'orologi o per posate cesellate. Il compito di ricavare l'acciaio dal ferro grezzo non era ancora risolto. Enry Cort introdusse nella metallurgia il suo sistema puddling che significa mescolare: Cort fondeva il ferro nel forno badando che non venisse a contatto con il coke e mescolando continuamente la massa in fusione in modo da agevolare la decarburazione. Nel 1784 Cort prese il brevetto di questo procedimento, sconfiggendo il carbone di legna usato in Russia, e per oltre mezzo secolo gli inglesi, liberati dal cappio russo, hanno sfruttato da soli l'invenzione di Cort e il resto del Continente ne rimase escluso, anche a causa delle guerre napoleoniche.

Al principio del 1800 solo due dei 161 alti forni inglesi erano ancora alimentati da carbone di legna. In Germania invece esistevano solo sei forni a coke nella Slesia superiore e, in Francia, solo quello di Le Creusot. In Inghilterra lavoravano ormai cinquemila macchine a vapore destnate a usi vari; in Francia solo duecento e in Germania meno di dieci.
L'ingegnere inglese William Wilkinson (1744-1808) fu il vero fondatore della fabbrica francese di armi a Le Creusot; alla fine del XVIII secolo la rimoderna, costruendo il primo altoforno a coke della Francia, poi altri tre e con quel ferro ivi prodotto, costruisce la prima strada ferrata di 24 Km sul Continente europeo e fornisce cilindri a vapore e tubi in ghisa per le opere d'acqua di Parigi nel 1780. In quella fabbrica, i due terzi del capitale appartenevano a Luigi XVI.


Anche in Germania i primi alti forni furono costruiti con l'aiuto degli inglesi e nelle prime fabbriche metallurgiche lavoravano maestranze inglesi. Anche Friedrich Harkort (1793-1880) studia in Inghilterra e torna con maestranze esperte nella lavorazione del ferro e nella costruzione di macchine a vapore minerarie. Con quelle macchine che pompavano l'acqua dai cunicoli delle miniere, ricupera il carbone del Reno e della Vestfalia. Quindi, con l'aiuto di ingegneri e operai inglesi, apre nel 1828 il primo opificio per la lavorazione del ferro con il sistema inglese di puddling nella Vestfalia. Poi il nuovo sistema si diffuse in Slesia e nel resto della Germania.
La sua fabbrica di macchine Harkort a Wetter (Ruhr) divenne in seguito parte della Deutsche Maschinenbau Aktiengesellschaft (Impresa tedesca di ingegneria meccanica). L'estrazione del carbone nell'ingegneria civile era possibile solo grazie alle sue pompe, motori a vapore e binari ferroviari. Lo stabilimento di Harkort era la prima industria siderurgica industriale in Vestfalia e una delle prime imprese di ingegneria meccanica nell'area della Ruhr, grazie alle macchine di ritenzione idrica per le miniere della Ruhr. Nel 1828, Friedrich Harkort fonda la prima compagnia ferroviaria sul suolo tedesco: il suo scopo era quello di costruire la Deilthaler Eisenbahn Aktiengesellschaft, che viene inaugurata il 20 settembre 1831 e venne chiamata Prince Wilhelm Railway, linea poi seguita da altre come la Dresda-Lipsia.
La preoccupazione per il benessere sostenibile dei suoi dipendenti lo porta a Berlino come membro del Reichstag. La sua lotta era per il divieto del lavoro minorile, l'istituzione di un'assicurazione sanitaria per i lavoratori, l'istruzione per tutti, la salute per i lavoratori attraverso l'istituzione di associazioni professionali, e propose anche un "regime di partecipazione agli utili per i lavoratori", insistette per la costruzione di scuole, di canali navigabili e di una flotta mercantile per il suo Paese.

LE DONNE E L'ACCIAIO

Per parlare dello sviluppo delle acciaierie in Germania bisogna parlare delle officine Krupp. La famiglia Krupp appare per la prima volta nelle registrazioni storiche nel 1587, quando Arndt Krupp entra nella gilda dei mercanti di Essen e diviene uno degli uomini benestanti di Essen acquistando i beni delle famiglie che erano state indebolite dalla pestilenza. Arndt muore nel 1624. Suo figlio Anton prende in mano gli affari della famiglia; sovraintende ad una grossa impresa di fabbricazione di armi durante la Guerra dei Trent'anni (1618-1648), dando il via alla lunga associazione della famiglia con la produzione di armamenti. Nel secolo successivo i Krupp continuano a prosperare, diventando una famiglia potente di Essen e accumulando altri beni. Nei primi decenni del XVIII secolo, Friedrich Jodocus Krupp, era a capo della famiglia. Nel 1751 egli sposa Helene Amalie Ascherfeld; Jodocus muore sei anni dopo, lasciando alla vedova la conduzione degli affari che consistevano essenzialmente nel commercio di generi coloniali come il pepe, nella allora cittadina di Essen che contava appena duemila abitanti. La Vedova Krupp espanse notevolmente i possedimenti di famiglia nel corso dei decenni, acquisendo un mulino e quote in quattro miniere di carbone.
Amalie Krupp, era allora una anziana vedova che possedeva anche un'obbligazione della fucina per il ferro situata su un torrente nei pressi di Essen, Gute Hoffnung (Buona speranza) che, nel 1800, fallisce e viene messa all'asta: la nostra vedova concorre e alla fine se l'aggiudica. Inizia a fabbricare ferro, ma non essendo pratica in quel lavoro, nel 1807 passa l'officina a suo nipote, allora ventenne, che dopo poco deve liquidarla. Poi, nel 1811, Friedrich Krupp (1787-1826) fonda una fabbrica per produrre acciaio, denominandola Friedrich Krupp ad Essen. Con alterne vicende si produsse acciaio con il vecchio sistema e Krupp si specializza nella produzione di punzoni per coniare moneta che vende a Berlino, ad altre zecche tedesche, a Vienna e a Pietroburgo. Nel 1819 costruisce una nuova fabbrica attrezzandola con moderni macchinari e riesce a produrre un ottimo acciaio fuso. Quando muore, nel 1826, la vedova, Therese Helene Johanne Wilhelmi Krupp, accetta la successione e inizia l'avventura con il figlio maggiore Alfried Krupp (1812-1887), noto poi come il Re Cannone o Alfredo il Grande, che allora aveva quattordici anni, la sorella Ida, ai conti, e quattro operai. Solo dopo otto anni di duro lavoro, furono impiantate nuove macchine, presse e magli e gli operai divennero ottanta, grazie a un nuovo investimento di un parente.

L'acciaio Krupp diviene famoso e arrivano commesse anche dall'estero. L'invenzione di un rullo per confezionare cucchiai porta un nuovo incremento nel lavoro. Questa invenzione fu brevettata e poi il brevetto fu venduto con un buon profitto. Dai cucchiai, Alfried Krupp passa a produrre cannoni in acciaio nel 1840 (in particolare per gli eserciti di Russia, Impero ottomano e Prussia); prodotti per le ferrovie, divenendo costruttore di locomotive e materiale rotabile. Alla "Grande Esposizione" del 1851 mise in mostra un cannone per proiettili da 2,7 kg fatto completamente in acciaio fuso, e un lingotto d'acciaio, privo di difetti, del peso di 907 kg, il doppio di qualsiasi gettata precedente. L'esibizione di Alfried Krupp provoca scalpore nel mondo dell'ingegneria, e la fonderia di Essen diviene famosa.

Nel 1851 un'altra invenzione per la produzione di ruote ferroviarie diede i suoi frutti che Alfried Krupp impiega subito per allargare e attrezzare la fabbrica per la costruzione di un cannone a retrocarica in acciaio fuso. Una volta che la potenza�di questo prodotto risquote riconoscimenti, la fabbrica si sviluppa molto rapidamente. Quando Alfried inizia, l'azienda ha cinque dipendenti. Al momento della morte di Alfried Krupp nel 1887, essa impiegava 20.200 lavoratori; contando anche quelli degli stabilimenti fuori Essen, i dipendenti erano oltre 75.000. Alla fine del 1860, la produzione di armamenti rappresentava circa il 50% della produzione totale della Krupp e, oltre ai cannoni, Alfried fabbrica anche le prime corazzate per il Reich.

Investe anche nelle tecnologie per il raffinamento dei metalli e nel 1862 introduce il sistema Bessemer nella sua fabbrica e acquista molte miniere in Germania e in Francia. Vi era in lui anche un lato oscuro: convinto reazionario, proclama che desiderava vedere "un uomo arrivare e dare il via alla contro-rivoluzione" contro ebrei, socialisti e liberali, e purtroppo questo desiderio si avvera alcuni decenni dopo.

Alla morte di Alfried Krupp, nel 1887, subentra il figlio Friedrich Alfred (1854-1902) che provvede a espandere ulteriormente la fabbrica che viene ingrandita grazie a un nuovo stabilimento a Duisburg-Rheinhausen, destinato prevalentemente agli armamenti. Krupp diviene l'uomo maggiormente ricco di Germania. Friedrich Alfred era un grande amante di Capri dove, a partire dal 1899, ebbe modo di godersi la vita. Krupp non ebbe mai una sua villa a Capri, ma soggiornava presso il Grand Hotel Quisisana; in attesa di costruirsene una, aveva acquistato tutto un vasto terreno, creandovi un parco, ancora oggi denominato giardini di Augusto. La costruzione che lega il suo nome a Capri fu la strada a tornanti denominata via Krupp, che egli fece aprire sui pendii molto ripidi e scoscesi situati fra i suoi Giardini e la Marina Piccola e che costituisce un'attrazione turistica dell'isola. Dopo molte polemiche sul suo comportamento sessuale, improvvisamente muore il 22 novembre 1902 per una violenta emorragia cerebrale, o per suicidio. Nel suo testamento dispose la trasformazione delle sue aziende in impresa per azioni e destina le partecipazioni alla figlia maggiore Bertha Krupp (1886-1957) che diviene erede dell'impero Krupp a soli 16 anni.

Gustav von Bohlen und Halbach (1870-1950), piccolo diplomatico di carriera, viene scelto dal Kaiser Guglielmo II per sposare Bertha Krupp, in tale modo la compagnia prosegue sotto una guida maschile, e i due possono avere degli eredi. Con il Kaiser come sensale, la coppia convola a nozze e negli anni ebbero molti figli, tra cui l'ultimo Krupp a portare il titolo di "unico proprietario", Alfried (1907-1967). Il maggiore cannone del mondo per grandezza e potenza fu creato dalle officine Krupp in quegli anni e fu dedicato a Bertha con la denominazione Dicke Bertha. Gustav fu inizialmente scettico verso Hitler e il nazismo, criticando aspramente il figlio Alfried per essersi associato ad essi. Ma sperimenta presto una conversione e diviene innamorato del partito. Gustav era nondimeno allarmato per l'aggressiva politica estera di Hitler successiva all'accordo di Monaco, ma in quel momento stava soccombendo rapidamente alla malattia e viene in pratica scalzato da Alfried. Viene indiziato al processo di Norimberga, ma mai processato, a causa del suo avanzato stato di demenza.

Alfried Krupp aiuta la Germania nazista a riarmarsi e viene giudicato nel Processo Krupp, svoltosi dopo la seconda guerra mondiale a Norimberga, in parallelo con il processo principale. Viene condannato per l'uso e l'abuso del lavoro forzato, e per saccheggio commesso nei Paesi occupati dalle truppe naziste. Anche tutte le sue azioni vengono confiscate. La sua condanna viene annullata, assieme a quelle dei suoi coimputati, da John McCloy, Alto Commissario della zona di occupazione statunitense, che oggi viene aspramente criticato per la soppressione indiscriminata dei verdetti e delle sentenze riguardanti gli imputati nazisti. Nel 1953 Alfried Krupp giunge ad un accordo con gli Stati Uniti, il Regno Unito e la Francia riguardo alle aziende confiscategli in precedenza, che gli vengono restituite a certe condizioni, una delle quali era che cedesse le sue imprese minerarie, cosa che fu portata a termine nel 1959. Capo di tutto il gruppo di famiglia, Alfred muore nel 1967, lasciando tutte le partecipazioni alla Fondazione Alfried Krupp von Bohlen und Halbach.
L'azienda di famiglia, meglio nota come Friedrich Krupp AG Hoesch-Krupp, nel 1999 viene fusa con la Thyssen AG dando vita alla ThyssenKrupp, una conglomerata industriale.

Attualmente la produzione annuale di acciaio di circa 1870 milioni di tonnellate, come altri settori, vede dominare la Cina con quasi il 53% della produzione mondiale, mentre l'Unione Europea si riduce all'8,5% e il gruppo Thyssenkrupp si posiziona trentacinquesimo al Mondo con soli 12 milioni di tonnellate. Arcelor-Mittal, franco-indiana con sede in Lussemburgo, rimane ancora la prima azienda mondiale, tallonata dalla Cina Baowu Group di Shanghai. Nelle prime 35 aziende, ben 17 sono cinesi; 4 sono indiane; 3 russe; 2 giapponesi, 2 coreane del sud, 2 nordamericane; e 1 ciascuno Taiwan, Iran, Argentina, Brasile e Germania. Questa graduatoria segna il cambiamento nella produzione mondiale di acciaio!

SISTEMA BESSEMER

Henry Bessemer era un ingegnere inglese che cercava un rimedio per fabbricare acciaio, senza estrarre prima la ghisa, poi doverla fondere una seconda volta per ottenere il prodotto chiamato acciaio, consumando due volte il coke e il tempo. La sua idea del 1856 fu di far consumare il carbonio esuberante del ferro grezzo durante la prima cottura, immettendovi aria, e la presenza dell'ossigeno nell'aria fa innalzare la temperatura senza dover aggiungere altro coke, e il ferro diventa liquido, mentre il carbonio brucia, ottenendo l'acciaio. Il convertitore Bessemer consiste in un particolare forno a forma di pera e utilizzato nella produzione dell'acciaio per ridurvi l'eccesso di carbonio presente nella ghisa fusa prodotta nell'altoforno. Fu il primo forno a permettere la produzione dell'acciaio in un'unica fase di lavorazione.
Il convertitore risulta atto a contenere mediamente 10/20 t di ghisa liquida. Il recipiente internamente viene rivestito di materiale refrattario e in alto ha un'apertura che consente il caricamento e lo scaricamento del forno stesso. Nella parte inferiore si trova una camera nella quale arriva dell'aria pompata attraverso un tubo. Da quella camera partono a loro volta dei fori che permettono all'aria di arrivare all'interno del forno. Le alte temperature, unite all'alta percentuale di carbonio contenuta nella ghisa e di ossigeno contenuto nell'aria spinta nel forno, reagiscono formando delle caratteristiche vampate di fuoco che fuoriescono dalla bocca del forno. In questo modo il carbonio in eccesso si consuma lasciando nella pancia del forno l'acciaio.
A partire dai modelli originari, sono stati studiati da altri inventori dei modelli specializzati, atti a trattare differenti tipi di ghise. Un esempio fu quello di Sidney Thomas che per trattare le ghise della Lorena, che hanno un alto contenuto di fosforo, decise di rivestire l'interno dei forni con del calcare. Questo, fissandosi con il fosforo, dava origine ad uno scarto di produzione, il fosfato di calcio, che si rivela prezioso per la concimazione fosfatica denominata "scorie Thomas".
Il sistema Bessemer fu introdotto in Germania da Alfried Krupp. Nei seguenti due decenni questo sistema fece triplicare la produzione tedesca e inglese e gli Stati Uniti aumentarono la produzione di acciaio di ben ventotto volte, la Francia di sei volte.
Poi arriva un altro inventore, Carl Wilhelm Siemens (1823-1883), ingegnere tedesco naturalizzato britannico. Nel 1847 il fratello Friedrich aveva aperto una acciaeria, e Wilhelm, elaborando il progetto di suo fratello, nel 1850 crea un forno rigeneratore che, pur risparmiando coke, raggiungeva temperature altissime.
Questo forno fu sfruttato dal francese Pierre Martin, aggiungendo rottami di ferro e di acciaio (allora inutilizzati) al ferro grezzo, in modo da facilitarne la decarburazione. Allora si parla del sistema Martin-Siemens e, nel 1856, anche i fratelli Siemens costruiscono un forno Martin-Siemens e nel 1874 fabbricano il cavo sottomarino, posto dalla nave CS Faraday, con funzioni TLC: Transatlantic Communications Cable.
Oggi i forni come il Bessemer, il Thomas e il Martin-Siemens, ormai non si utilizzano per costi, tempi e valore dei prodotti ricavati; mentre il convertitore LD (Linz 1952-Donawitz 1953, i due siti dove venne usato la prima volta) fornisce acciaio di elevato valore in un tempo relativamente breve. Fu sviluppato nel 1948 dagli ingegneri svizzeri Robert Durrer e Heinrich Heilbrugge che ridussero i costi degli impianti e i tempi di forgiatura, aumentando considerevolmente l'utile. La fornaci moderne prendono una carica di ghisa di peso superiore alle 350 tonnellate e la convertono in acciaio in meno di 40 minuti, che vanno confrontati alle 10-12 ore che servono ad una fornace aperta. Nel convertitore si usa, per l'ossidazione, ossigeno puro, soffiato sulla superficie del metallo fuso da una lancia raffreddata ad acqua. Nell'ultimo quarto del XX secolo i convertitori LD furono gradualmente sostituiti con la fornace ad arco elettrico.







STORIA DELLA BICICLETTA

Le Nazioni Unite hanno scelto il 3 giugno per celebrare la bicicletta come simbolo, da 204 anni (nel 2021), di progresso umano sostenibile. Il 12 aprile 2018 sarà ricordato da tutti i ciclisti del Mondo in quanto, durante la 72ima Sessione Ordinaria dell'Assemblea Generale, le Nazioni Unite hanno adottato una risoluzione attraverso la quale si dichiara il 3 Giugno, Giornata Internazionale Mondiale della Bicicletta. La risoluzione, viene adottata con il favore di tutti i 193 Stati Membri e invita gli stessi e tutti i più importanti stakeholders a celebrare e promuovere la consapevolezza della Giornata Mondiale della Bicicletta.
Come si legge nella risoluzione, essa rientra nel punto del programma definito Lo sport per lo sviluppo e la pace: costruzione di un Mondo pacifico e migliore attraverso lo sport e l'ideale olimpico. La bicicletta è semplice da utilizzare, economica e rispettosa dell'ambiente. Ma soprattutto è uno dei simboli della sostenibilità in tema di trasporto e di progresso umano. La bici contribuisce a un'aria più pulita, rendendo l'istruzione, l'assistenza sanitaria e altri servizi sociali più accessibili alle popolazioni più vulnerabili, è un sistema di trasporto sostenibile in grado di promuovere la crescita economica, ridurre le disuguaglianze e rafforzare la lotta ai cambiamenti climatici, è fondamentale per raggiungere gli obiettivi di uno sviluppo sostenibile.

Il celerifero, secondo una leggenda creata in Francia, sarebbe il prototipo di veicolo a due ruote, costruito nel XVIII secolo, che passa per essere, per molti creduloni, l'invenzione della bicicletta. Sarebbe stato ideato e realizzato dal giovane francese Mède de Sivrac nel 1791, e per essere il precursore della bicicletta, era mancante dei pedali, dei freni e del sistema di sterzo. Doveva essere costruito con un'asse di legno che collegava due forcelle e due ruote, di legno, poste alle estremità. Il conte de Sivrac inventò il termine célérifère componendo due parole latine celer (veloce) e fèro (portare). L'oggetto in questione si muoveva scalciando i piedi sul terreno. Al posto del manubrio, il celerifero aveva una pezzo di legno sagomato assomigliante alla testa di uno strano animale di fantasia alla quale il conducente doveva aggrapparsi ed era posto sopra la ruota anteriore fissa, che non aveva possibilità di curvare. Molti ritengono che il célérifère non sia mai esistito e la prima documentazione risale a più di un secolo dopo la sua presunta creazione, quando viene pubblicato da Louis Baudry de Saunier l'opuscolo Histoire générale de la vélocipédie nel 1891, dove afferma, con inganno, che la bicicletta è stata inventata dal francese Mède de Sivrac nel 1791, e non dal tedesco Karl Friedrich Drais von Sauerbronn nel 1815, con il nome draisina, e questo per dimostrare la superiorità dei francesi rispetto ai tedeschi. La presunta scoperta storica trova subito assertori convinti in Francia, tanto che la giuria dell'Esposizione Universale del 1900 afferma che esistono prove più che sufficienti per affermare che la storia del ciclismo è quasi un canto trionfale in onore del genio francese.
Ma chi era Louis Baudry de Saunier? Era nato nel 1865, in una famiglia parigina, e dopo gli studi al collegio Stanislas, volendo fare carriera, si interessò della bicicletta e, affascinato da questo nuovo modo di viaggiare, scrisse nel 1891 la famosa Histoire générale de la vélocipédie, che fu un vero successo, poi Le cyclisme théorique et pratique, Parigi, sempre nel 1891, Les recettes et procédés vélocipédiques nel 1893 ed in fine l'Art de la bicyclette nel 1894. Dal ciclismo passò al triciclo a motore e scrisse il primo articolo su questo argomento su L'Illustration, nel maggio 1895. Poi passa all'automobile, i cui primi esemplari si vedevano per le strade di Parigi. Scrisse alcuni libri: L'Automobile théorique et pratique, Voitures à pétrole (1897), Sa majesté l'alcool: historique, fabrication, applications à l'industrie, à l'éclairage, au chauffage & à la force motrice (1900), Les recettes du chauffeur (1901), Annual 1907: manuel général de l'industrie automobile (1906) e, infine, L'Art de bien conduire une automobile, un cyclecar, une motocyclette (1930). Per gli appassionati di guida, nel 1906 fonda una delle primissime riviste automobilistiche, Omnia. Fornisce consigli pratici e tecnici su auto, meccanica e guida in genere, ma anche le regole da osservare e il comportamento da tenere sulla strada. Ottimo divulgatore, discute le innovazioni tecniche legate all'automobile ma affronta anche altri temi scientifici. Diventa caporedattore della rivista del Touring club de France, promuove il turismo. Muore il 31 dicembre del 1938.

Eruzione vulcanica del Tambora, raffreddamento climatico e la nascita della bicicletta
Il Tambora è uno stratovulcano dell'isola di Sumbawa, situata nell'arcipelago indonesiano della Sonda. Il vulcano è conosciuto per la devastante eruzione del 1815, una delle poche così violente a memoria storica. Deve la sua origine alla subduzione della Placca australiana al di sotto della Placca della Sonda. Prima dell'eruzione l'edificio vulcanico era di dimensioni poderose, innalzandosi tra i 4 000 e i 4 300 m s.l.m. e rendendosi all'epoca uno dei rilievi più alti dell'arcipelago indonesiano. Oggi la montagna non supera i 2850 m s.l.m.. Un terzo dell'altezza originaria è andato perduto a causa dell'evento eruttivo del 1815, e al suo posto esiste un'enorme caldera di 6-7 km di diametro. In quell'occasione la cenere vulcanica ricoprì Borneo, Molucche e Giava e provocò devastanti tsunami. Nell'intera Indonesia le vittime ammontarono a 117.000. Il totale dei morti in tutto il pianeta a causa degli sconvolgimenti climatici che seguirono, compreso l'anno senza estate, il 1816, e una piccola era glaciale, supera le 200.000 unità.
Questa eruzione fece cadere molte ceneri in diverse parti del Pianeta e si dice che questo fenomeno distrusse molti raccolti di cereali, in particolare è stata segnalata una forte carestia di avena e, quindi, un forte aumento del suo prezzo in molti mercati europei. L'avena era impiegata principalmente quale foraggio per i cavalli e, all'epoca, il mezzo di trasporto terrestre più usato erano i carri e soprattutto le carrozze, trainati da cavalli. Ed ecco il collegamento tra il vulcano e l'invenzione della bicicletta. Il barone Karl Drais (per esteso Karl Friedrich Christian Ludwig Freiherr Drais von Sauerbronn, nato a Karlsruhe nel 1785 e ivi deceduto nel 1851), residente a quei tempi a Mannheim, alla confluenza del Reno con il Neckar, aveva studiato architettura, agricoltura e fisica alla Ruprecht Karl University di Heidelberg. Fece il servizio civile come ufficiale della forestale, ma dal 1811 abbandona tale incarico per dedicarsi a tempo pieno alle sue invenzioni. In quel periodo progetta diverse macchine, tra cui una macchina da scrivere a tasti, un tritacarne, un estintore, un riflettore a luce solare e un sottomarino munito di periscopio e realizza in quegli anni anche due macchine per spostarsi senza il traino dei cavalli con la collaborazione di alcuni fabbricanti di carrozze.

Nel dicembre 1813, a Karlsruhe, presenta allo zar Alessandro I, in viaggio per il Congresso di Vienna, la prima di queste due macchine, dotata di quattro ruote e chiamata macchina per viaggiare. Lo zar ne fu entusiasta, ma tale macchina non ebbe successo. La seconda macchina, che denomina macchina per correre, era fornita di sole due ruote di legno, un manubrio mobile collegato alla ruota anteriore, una trave robusta che sosteneva la sella, il tutto per un peso di 22 chili e avanzava grazie alla spinta dei piedi sul terreno e dal movimento alternato delle gambe (i pedali furono aggiunti solo quarant'anni dopo). Si trattava del veicolo che divenne noto come draisienne o, in italiano, draisina, una primitiva versione di bicicletta senza pedali. Oltre duecento anni fa, il 12 luglio 1817, Drais compie, con quella prima bicicletta, il primo percorso cicloturistico della storia. Dalla sua casa in Mannheim a Schwetzingen, imboccando la strada meglio tenuta della città e coprendo circa 7 km a una velocità media di 15 km all'ora. Drais non si rifocilla, neppure si ferma a dormire, e non ha l'esigenza di cambiare i cavalli, ma se ne ritorna subito a casa, dopo un'escursione che dura in totale circa un'ora.

Poco lontano dalla locanda dove Drais ha invertito la direzione, dal 2003 è stato posto un monumento con sopra una bici stilizzata per ricordare lo storico avvenimento. Il 12 gennaio 1818 il granduca di Baden, Carlo II, conferisce a Drais, per la sua invenzione, un privilegio granducale, assimilabile al brevetto dei nostri giorni, assegnandogli il titolo onorifico di professore di Meccanica. Anche la Francia, nel febbraio del 1818, conferisce il brevetto al barone, per quello che venne chiamato per la prima volta in francese vélocipède o, dal nome dell'inventore, draisienne. Nello stesso anno concessero il brevetto anche la Prussia, la Baviera, l'Inghilterra (qui la draisina venne chiamata hobby horse, cioè cavallo da divertimento); poi anche il Belgio e gli Stati Uniti. La macchina, antenata della bicicletta, subirà alcune modifiche nei decenni seguenti, fino all'introduzione del pedale, attribuita a Pierre Michaux, e alla nascita dell'odierna bicicletta.
La prima vera bicicletta è stata inventata, secondo la tradizione, verso il 1839 da un fabbro e maniscalco scozzese, Kirkpatrick MacMillan (1812 - 1878 a Keir). Consisteva in draisienne migliorata, alla quale MacMillan aveva installato un sistema di pedali. Contrariamente alla draisienne, diventava possibile rotolare senza che i piedi toccassero il suolo. Si ponevano i piedi sui pedali e si esercitava un movimento di va e vieni delle gambe. Si attivavano in quel modo dei gambi rigidi fissati a manovelle, e le manovelle fissate alla ruota posteriore. Questo sgambettamneto permetteva la rotazione della ruota, ed il movimento verso la parte anteriore. Macmillan avrebbe completato la costruzione di una bicicletta a pedali in legno che includeva ruote in legno con montatura in ferro, una ruota sterzante nella parte anteriore e una ruota più grande, nella parte posteriore, collegata ai pedali tramite bielle.

Pierre Michaux, nato nel 1813, era un fabbro francese. Ha creato e sviluppato la produzione di velocipedi a pedale aggiungendo una pedivella alla ruota anteriore di una bici senza pedali, e inventando il pedale anteriore. Questo inventore occupa, con il figlio Ernest (1842–1882), un posto unico nella storia della bicicletta. Apprendista fabbro all'età di 14 anni, Pierre Michaux lavora in diverse regioni della Francia, poi si stabilisce a Parigi intorno al 1855. Dopo aver lavorato nelle officine dello Chemin de fer du Nord, fonda un'azienda specializzandosi come fabbro in carrozze personalizzate. Nel 1861, un caso fortuito cambia le sorti dell'azienda di famiglia. Ernest, uno dei 4 figli, avendo trovato faticoso l'uso di una bici senza pedaliera, ha l'idea di adattare un poggiapiedi alla ruota anteriore. Ne parla al padre che gli consiglia di adattare, al contrario, una manovella che permetta alla ruota di girare. Ecco come sarebbe stato inventato il pedale. Seguono anche altre modifiche: viene aggiunto un freno e viene raddoppiato il diametro della ruota anteriore. La produzione inizia con due velocipedi e poi viene prodotto un centinaio di velocipedi a pedali nel 1862. Questa macchina fu inizialmente chiamata Michaudine e Velocipede, da cui il termine francese Velo, tradotto in inglese Bicycle.


L'azienda cresce e Michaux apre un nuovo laboratorio con una capacità produttiva di 12 velocipedi al giorno, ma che non poteva soddisfare la domanda. Pierre Michaux ha unito le forze con i fratelli Aimé e René Olivier, giovani ingegneri appassionati del velocipede, per creare nel 1868 la società in nome collettivo Michaux et Compagnie che si espande in un laboratorio molto grande. Questa società viene sciolta nel 1869 per crearne due, la Michaux père et fils e la Olivier frères, che diviene poi la Compagnie parisienne des vélocipèdes, trasferendo i laboratori di produzione, le officine di riparazione e la palestra, con 150 lavoratori che produrranno cinquanta velocipedi al giorno. Dopo il periodo di massimo splendore, la produzione crolla. La società Michaux padre e figlio viene sciolta per bancarotta nel 1870. La moda del velocipede conobbe un'eclissi nell'estate del 1870, aggravata dalla guerra franco-prussiana, combattuta dal 19 luglio 1870 al 10 maggio 1871 tra il secondo Impero francese di Napoleone III e la Prussia di Otto von Bismarck, che si conclude con la completa vittoria della Prussia e dei suoi alleati e la creazione dell'Impero tedesco, chiudendo ogni prospettiva di ripresa per la famiglia Michaux irrimediabilmente rovinata (Indirettamente, la sconfitta francese ha ripercussioni anche nella penisola italiana: il governo sabaudo approfitta della fine del Secondo impero, protettore dei territori pontifici, per conquistare Roma il 20 settembre 1870 con la Breccia di Porta Pia).

Da parte loro, i fratelli Olivier si dedicano ad altre attività, la loro azienda viene sciolta nel 1874. Ernest Michaux muore nel 1882 e suo padre Pierre, nel 1883. Un altro fratello, Henry, parteciperà a una modesta fabbrica di biciclette, Cycles Henry Michaux. A Bar-le-Duc, nel 1894, viene dedicato un monumento in memoria dei padri della velocipedia a Pierre ed Ernest Michaux. La statua attuale è una replica in ghisa della statua originale in bronzo. Nel 1960 viene inaugurato il museo della bicicletta a Trois-Fontaines, non lontano da Bar-le-Duc e, nel 2013, la città di Parigi ha deciso di creare la pista ciclabile Pierre ed Ernest Michaux in loro memoria.
Il velocipede dei Michaux costituisce comunque il primo successo commerciale della bicicletta. Dal velocipede sorge l'industria della bicicletta. Il primo salone commerciale della bicicletta, come pure la prima pubblicazione ciclistica, nascono in Francia nel 1869, e in quello stesso anno, ha luogo una corsa di 130 km tra Parigi e Rouen con la partecipazione di 203 ciclisti.

James Starley (1831 –1881) è stato un pioniere dell'industria inglese della bicicletta. Fu uno dei più grandi costruttori di bicicli, biciclette e tricicli. Tra le invenzioni si ricordano il differenziale e il perfezionamento della trasmissione a catena. Lascia la casa paterna ancora adolescente e si reca a sud di Londra. Lavora come aiuto giardiniere, e nel tempo libero, si diletta a riparare orologi e creare dispositivi meccanici. Nel 1859 Starley si associa con Turner e fondano la loro azienda come Coventry Sewing Machine Company. Il nipote di Turner compra un velocipede francese nel 1868, lo studia e lo usa come modello. L'azienda comincia così a costruire biciclette e Coventry diviene presto il centro dell'industria della bicicletta britannica. La loro Ariel fu una bicicletta in metallo con ruote a raggi di spilla metallica sotto tensione, e il posizionamento di questi raggi era "tangenziale" piuttosto che radiale, cosa che permetteva un migliore assorbimento delle vibrazioni, una maggiore resistenza alle scosse, il tutto su una ruota relativamente leggera.


Questo concetto di ruota rimane valido tutt'ora e domina sulle biciclette d'oggi. I raggi furono brevettati nel 1874. Trasmissioni dirette con leve o a catena caratterizzavano anche i tricicli, spesso in configurazioni strane, per uomini e donne. Nel 1877 Starley sposa Jane Todd. Il loro figlio, William Starley, e il nipote, John Kemp Starley, entrarono nell'industria della bicicletta dalla quale nacque poi la Rover Company. I figli di Starley continuarono a fabbricare biciclette dopo la morte del padre, ma il nipote John Kemp, assieme ad un certo Sutton, fece di più, inventando la safety bicycle ("bicicletta di sicurezza"), nel 1884, denominata Rover, destinata a ottenere un enorme successo commerciale: antesignana delle moderne biciclette, aveva ruote di dimensioni uguali, molto più sicura della bici con grande ruota anteriore di John Kemp Starley, e aveva la trasmissione a catena. L'invenzione dello pneumatico nel 1888, dovuta a John Boyd Dunlop, contribuì ad aumentarne il comfort.

Henry John Lawson, noto anche come Harry Lawson (1852-1925), è stato un progettista di biciclette britannico, ciclista da corsa, pioniere dell'industria automobilistica britannica. Nel 1873 la famiglia si trasferisce a Brighton e Lawson progetta diversi tipi di biciclette. I suoi sforzi sono stati descritti come il primo progetto autentico di bicicletta di sicurezza safety bicycle (1879), che impiega la trasmissione a catena alla ruota posteriore effettivamente realizzato, ed è stato classificato, insieme a John Kemp Starley, come inventore della bicicletta moderna (Fu solo molti anni dopo, nel 1895, che Lawson fu pubblicamente acclamato come l'inventore della bicicletta di sicurezza con guida posteriore).

Nel 1895, Lawson e Frederick Simms fondano il Motor Car Club of Britain. Come parte del suo tentativo di creare e controllare un'industria automobilistica britannica, Lawson fonda la Daimler Motor Company Limited a Londra nel 1896, acquistando i diritti di Gottlieb Daimler. Lawson e il Motor Car Club organizzarono la prima corsa automobilistica da Londra a Brighton Emancipation Day, che si tenne il 14 novembre 1896, celebrando la revoca del limite di velocità ai sensi del Locomotive Act che aveva richiesto ai veicoli di viaggiare non più velocemente di 6,4 km/h. Quella corsa dell'Emancipation Day è ancora commemorata dal suo replay annuale, la London to Brighton Veteran Car Run.

John Boyd Dunlop (1840 –1921) è stato un inventore e chirurgo scozzese, fondatore della omonima azienda produttrice di pneumatici Dunlop Pneumatic Tyre Company. Nato in una fattoria a Dreghorn, studia chirurgia veterinaria al Dick Vet, Università di Edimburgo, intraprendendo in seguito la professione per quasi dieci anni. Nel 1867 si trasferisce in Irlanda. Nel 1887 sviluppa il primo prototipo di ruota pneumatica per il triciclo del figlio, che allora aveva le ruote in gomma piena; Dunlop prende un disco di legno, lo avvolge con dei fogli sottili di gomma incollati tra di loro e poi gonfia il tutto con una pompa per palloni, provandolo nel cortile di casa a Belfast. Visto che funziona, Dunlop monta questi primordiali pneumatici sulle ruote posteriori del triciclo del figlio. Nota che la cosa funziona e fa la stessa cosa con una bicicletta. Dopo una fase di studio ne deposita il brevetto il 7 dicembre 1888 e fa della sua invenzione una sfida commerciale, fondando la Dunlop Pneumatic Tyre Co. Ltd. Willie Hume dimostra la supremazia delle ruote Dunlop nel 1889, vincendo gare in Irlanda e Inghilterra. Il capitano della Belfast Cruisers Cycling Club compra per primo una bicicletta con tali ruote, e Dunlop suggerisce di usarla in gara. Il 18 maggio 1889 Hume vince tutte e quattro gli eventi della Queen's University Belfast Sports di Belfast.
Qualche anno dopo John Dunlop ha l'idea del primo pneumatico da bicicletta e fonda nel 1889 la prima fabbrica di pneumatici Dunlop, inizialmente esclusivamente per pneumatici da bicicletta, la Dunlop Rubber. Nel 1984 avviene la fusione tra le aziende europee e statunitensi di Dunlop e la loro corrispondente giapponese, come parte del gruppo Sumitomo. Nel 1999, grazie all'accordo internazionale tra Sumitomo e The Goodyear Tyre & Rubber Company, Dunlop è diventata il maggior produttore mondiale di pneumatici. Nel 1984 si è avuta la fusione tra le attività europee e statunitensi di Dunlop e la loro corrispondente giapponese, come parte del gruppo Sumitomo. Nel 1985 Dunlop Rubber è stata acquistata dalla multinazionale britannica BTR plc. Da allora, la proprietà dei nomi commerciali Dunlop è stata frammentata. Nel 1999, grazie all'accordo internazionale tra Sumitomo e The Goodyear Tyre & Rubber Company, Dunlop è diventata il maggior produttore mondiale di pneumatici. Dunlop in Europa fa ora parte di una joint venture che vede riunite sei aziende sotto il marchio Goodyear Dunlop Tyres B.V.. Il marchio sopravvive come Dunlop Tyres, sussidiaria della Goodyear. Il costruttore americano Goodyear-Dunlop ha un impianto in Olanda, cinque in Germania, uno in Polonia, due in Turchia, uno in Slovenia, tre in Francia, uno in Lussemburgo. I due Centri Ricerca e Sviluppo Goodyear sono in Lussemburgo e in Germania, mentre la sede è negli USA.

Harvey Du Cros era un finanziere di Dublino (1846 – 1918), che aveva formato con i suoi sei figli una squadra di ciclisti di successo, The Invincibles, che gareggiavano su solide biciclette gommate. Durante una gara nota i rudimentali pneumatici di Dunlop e coglie l'opportunità di un affare, formando nel 1889 la Pneumatic Tyre and Booth's Cycle Agency Ltd, una società quotata in borsa che incorpora l'azienda di biciclette di Belfast che aveva realizzato i primi cicli con pneumatici, per sfruttare le innovazioni di Dunlop. Con la sua esperienza finanziaria, Du Cros lancia con successo le azioni, mantenendo gli accordi sotto il proprio controllo. Tuttavia, due anni dopo la concessione del brevetto (era del 1888), Dunlop viene informato che il suo brevetto era stato revocato in seguito a verifiche più approfondite.

A Dunlop spetta comunque il merito della creazione della moderna gomma pneumatica gonfiabile come la conosciamo oggi. Gli sviluppi che Dunlop mise a punto sulle ruote pneumatiche arrivarono in un momento cruciale per l'evoluzione del trasporto stradale. La prima fabbrica diviene operativa a Dublino nel 1890, seguita l'anno seguente da una seconda a Belfast dove inizia anche la commercializzazione del prodotto. Tre anni dopo apre una fabbrica in Germania, ad Hanau, poi sposta la sede da Dublino a Coventry, di seguito a Birmingham nel 1902. Nel 1910 compra una piantagione di gomma in Malesia, poi apre una fabbrica a Kobe, in Giappone. Ormai la Dunlop era diventata la prima multinazionale dei pneumatici prodotti in varie parti del Mondo e vendeva in tutto il Mondo.

Du Cros nel 1894 fonda la Pneumatic Tyre Co a Dublino, come successore della prima azienda, divenendo il fondatore dell'industria dei pneumatici e sostenendo lo sviluppo delle innovazioni di John Boyd Dunlop, per la produzione in serie. A seguito degli eventi, Dunlop viene convinto a cedere il suo brevetto a William Harvey Du Cros, in cambio di 1500 azioni della compagnia appena fondata. Nel 1896, Du Cros vende quella compagnia a un gruppo di persone per 3 milioni di sterline. L'azienda viene poi rilanciata al pubblico come Dunlop Pneumatic Tyre Company nel maggio 1896, quando produce il suo primo pneumatico per auto nel 1900, notevolmente dopo Michelin. Successivamente ha iniziato a diversificarsi in pneumatici per aerei e palline da golf.

Il figlio di Harvey du Cros (Harvey du Cros junior, 1872-1928) era stato mandato dal padre in America nel 1892, all'età di 19 anni, per fondare una azienda di pneumatici e, al suo ventunesimo compleanno, riesce a formare un lungo legame con Frank Seiberling, dal 1898 fondatore e proprietario della Goodyear Tire and Rubber Company con sede ad Akron nell'Ohio. L'azienda aveva preso il nome non dal fondatore, ma dell'americano Charles Goodyear, inventore della gomma vulcanizzata. Durante un dei vari esperimenti chimici sulla gomma, l'americano Charles Goodyear, mentre sta mescolando lattice dell'albero della gomma (Hevea brasiliensis), il caoutchouc, e zolfo, rovescia per sbaglio parte di questa soluzione su una stufa rovente. Una volta raffreddata la sostanza si rivela morbida, malleabile ed elastica ma anche robusta e resistente, non appiccicosa: nasce la vulcanizzazione della gomma, procedimento ancora oggi utilizzato nella produzione di pneumatici e di oggetti in gomma. L'azienda Goodyear Tire and Rubber Company è stata chiamata così in suo omaggio 38 anni dopo la morte di Charles Goodyear avvenuta il primo luglio 1860.
Nel 1842 Goodyear apre uno stabilimento destinato alla produzione di oggetti in gomma e nello stesso periodo invia alcuni campioni nel Regno Unito prima di brevettare l'invenzione in Inghilterra. Qui, Thomas Hancock, entra in possesso di uno dei campioni inviati da Goodyear e, poco dopo, ottiene il brevetto britannico per la vulcanizzazione. Goodyear non riesce a prevalere in tribunale in quanto gli avvocati di Hancock riescono a dimostrare l'impossibilità per il loro assistito di trovare tracce di zolfo semplicemente osservando un campione del prodotto.
Charles Goodyear brevetta la sua scoperta negli USA solo nel 1844. Solo nel 1852, il tribunale attribuiva definitivamente il riconoscimento per l'invenzione del processo di vulcanizzazione a Charles Goodyear.

Se il brevetto dei pneumatici non era di Dunlop, a che apparteneva? Dalle indagini svolte dal competente Ufficio Brevetti, era emerso che quarant'anni prima, l'inventore scozzese Robert William Thomson di Stonehaven, aveva brevettato un'idea analoga a quella di Dunlop in Francia, nel 1846, e negli Stati Uniti, nel 1847. La aerial wheel fu presentata a Londra nel marzo del 1847 e montata su diverse carrozze trainate da cavalli, migliorando il confort di viaggio ed eliminando il rumore sull'acciotolato. Il suo pneumatico consisteva in una cintura cava di gomma indiana, gonfiata con aria in modo che le ruote presentassero un cuscino d'aria al suolo, o al binario su cui corrono. Questa cintura elastica di tela gommata era racchiusa all'interno di un robusto rivestimento esterno di pelle che era imbullonato alla ruota. Per anni tentò invano di far funzionare le gomme con uno spessore fine, ma si dovette rassegnare a usare ruote in gomma piena.

André Jules Aristide Michelin (Clermont-Ferrand, 1853 –1931) è stato fondatore col fratello Édouard della casa di produzione di pneumatici Michelin, inventore del pneumatico smontabile per biciclette e per automobili. Era il 28 maggio 1889 quando i fratelli Édouard e André Michelin decidono di riprendere, con la creazione della società Michelin & Compagnie, le attività familiari iniziate nel 1830 con la gomma vulcanizzata. Nel 1891 tutto comincia con una foratura. A Clermont-Ferrand, un ciclista ha dei problemi con uno dei suoi pneumatici incollati alla ruota, ed Édouard Michelin ripara la gomma della bicicletta. Dopo breve tempo i Michelin depositano il brevetto per un pneumatico smontabile. Nel 1894 Edouard Michelin riesce a produrre il primo pneumatico per auto, uno pneumatico tubolare. Nel 1895 i fratelli pensano di partecipare alla Paris-Bordeaux-Paris con un'auto dotata di pneumatici smontabili e gonfiati con aria. Nessun costruttore credeva nell'invenzione dei Michelin e nasce così la loro prima vettura, denominata L'Éclair, che prende il via alla gara. L'auto viene squalificata perché il regolamento rendeva obbligatorio cambiare le ruote lungo il percorso, e i Michelin non avevano cambiato le loro, ma da allora tutti vollero provare il pneumatico dei Michelin.

Nel 1904 lo stabilimento Michelin operava già con 4.000 operai a Clermont-Ferrand. In meno di 10 anni l'invenzione dei fratelli Michelin si espande nel Mondo e con il successo commerciale si avvia l'internazionalizzazione dell'azienda: nascono la Michelin Tyre Co Ltd a Londra e la Michelin Pneumatik AG in Germania e, nel 1907 si apre la fabbrica di Milltown negli Usa.
Nel 1900 esce la Guida Rossa, indispensabile per viaggiare. Scambiando informazioni sulle strade e sugli itinerari, la Guida (che era stata presentata all'Esposizione Universale di Parigi del 1900) prende quota e si diffonde rapidamente con edizioni per l'Europa e l'Africa del Nord 1923. Dopo la fine della Prima Guerra Mondiale, Michelin ritorna a investire nel settore dei pneumatici per auto, migliorando le caratteristiche delle gomme e i processi produttivi. Nel 1914 segue la produzione industriale dell'odierna corda per pneumatici come filo di ordito. La gomma sintetica viene usata per la prima volta nel 1916.
Fondamentale anche il rapporto con le Case automobilistiche, per soddisfare le nuove esigenze. Nasce così il primo pneumatico Confort a bassa pressione che dura ben 15 mila km. Nel 1930 la Michelin deposita il brevetto per un nuovo pneumatico in cui la camera d'aria è incorporata per vulcanizzazione alla gomma, l'antenato dell'attuale tubeless. Nello stesso anno Michelin inventa il profilo a zigzag del battistrada che assicura un miglioramento della stabilità. Nel 1934 compaiono anche le lamelle trasversali, la prima gomma a fianco ribassato e l'applicazione dei fili metallici vulcanizzati nella carcassa. Il primo pneumatico invernale fu lanciato da Nokian Tyres nel 1934 e fu sviluppato e prodotto in Finlandia.

Nel 1946, con il primo radiale, Michelin cambia la storia con il brevetto per un pneumatico a carcassa radiale. All'epoca tutti i pneumatici disponibili per autovetture erano pneumatici diagonali. Il primo pneumatico radiale è stato sviluppato da Michelin e in meno di dieci anni la maggioranza dei costruttori adotta la soluzione radiale di Michelin. Nel 1955 la gomma senza camera entra in produzione di serie. Nel 1967 arriva il nuovo radiale che viaggia ancora più veloce, omologato per i 180 km/h, con enormi vantaggio per la sicurezza e il confort.
Nel 1992 inizia il momento della rivoluzione verde: frutto delle importanti ricerche sulla resistenza al rotolamento e sui processi dei materiali, arriva sul mercato Green X, il primo pneumatico verde di Michelin. Le sue caratteristiche permettono di migliorare sensibilmente i consumi e quindi le emissioni, senza compromettere durata e tenuta anche sul bagnato. Nel 1998 nasce il Challenge Bibendum, evento sulla mobilità a cui la Michelin invita tutti gli attori della trasformazione ecologica della mobilità, con una visione in largo anticipo sui tempi e che, attraverso edizioni successive, poi denominate Movin'On, permetterà alle Case costruttrici e agli addetti ai lavori di confrontarsi su temi strategici per tutto il settore automotive, come la riduzione delle emissioni e la transizione verso la mobilità elettrica.

La Michelin (Manufacture Française des Pneumatiques Michelin SCA, Società in accomandita per azioni) è una multinazionale con sede a Clermont-Ferrand. In tutto il Mondo la Michelin ha circa settanta stabilimenti che producono 180 milioni di pneumatici ogni anno venduti in 170 Paesi; la quota di penetrazione nel mercato del settore ammonta a circa il 20%. Tra il 1934 e il 1976 l'azienda è stata anche proprietaria della casa automobilistica Citroën. Nel 1981 assorbe l'azienda di pneumatici Kléber. Nel 1988, Michelin ha acquistato la divisione pneumatici della statunitense BF Goodrich. La Michelin i quegli anni aveva inventato uno pneumatico antiscoppio, capace di evitare lo sgonfiamento completo di una gomma forata, con una resistenza di svariati chilometri anche a velocità di 100 km/ora.


Il simbolo aziendale è l'omino Michelin (Bibendum), creato nel 1898 dall'artista francese O'Galop (Marius Rossillon). Si tratta di uno dei più antichi marchi registrati, il cui nome deriva dalla celebre frase del poeta latino Orazio, nunc est bibendum, nunc pede libero pulsanda tellus, ora bisogna bere, ora bisogna far risuonare la terra col piede libero, cioè danzare liberamente, usato da Michelin all'inizio del XX secolo. La simpatica mascotte si lega a doppio filo al mondo enogastronomico, non fosse altro che per la duplice attività del colosso francese, una delle più grandi aziende produttrici di pneumatici, fa valere la sua influenza anche nella gastronomia grazie alla pubblicazione annuale della celebre Guida Michelin. Nella locandina che O'Galop aveva precedentemente ideato per la birreria, insieme al famoso motto oraziano (nunc est bibendum), compariva un uomo barbuto intento a bere un grosso boccale di birra. I fratelli Michelin avevano avuto l'illuminazione per la mascotte dell'azienda che, con la citazione Oraziana, si trasformò nel loro primo manifesto. Un grosso uomo fatto di camere d'aria brinda con una coppa ricolma di chiodi, cocci e quant'altro di dannoso ci possa essere per strada, declamando un nuovo significato dei versi oraziani: Alla vostra salute! I pneumatici Michelin si bevono gli ostacoli. Oggi Bibendum, rappresentando Michelin in oltre 150 Paesi, è uno dei marchi più riconosciuti al Mondo. Il corpo dell'omino è composto da camere d'aria di pneumatici. Dal 2011 la casa del Bibendum diventa fornitore unico del Campionato mondiale rally. La Michelin ha partecipato alla Formula 1 dal 1977 al 1984.

Il Tour de France (detto anche Tour o Grande Boucle) è una corsa maschile a tappe di ciclismo su strada professionistico, che si svolge annualmente lungo le strade francesi. Ideato da Henri Desgrange (creò un quotidiano sportivo, edito su carta gialla, L'Auto-Vélo, rivale del più importante quotidiano sportivo francese Le Vélo). Qualche anno più tardi fu proprio da questo colore che nacque la maglia gialla. Il Tour è il più importante dei tre Grandi Giri, cioè le maggiori corse a tappe europee, appunto il Tour (1903), il Giro d'Italia (1909) e la Vuelta a Espña (1935), ed è da molti considerato l'evento ciclistico più importante dell'anno, assieme alla Parigi-Roubaix, nonché uno tra i più importanti avvenimenti sportivi al Mondo. A partire dal 1903 la corsa si è svolta ogni anno, ad eccezione dei periodi della prima e della seconda guerra mondiale, su un percorso ogni volta diverso attraverso la Francia e i Paesi confinanti: mentre il luogo di partenza è in genere ogni volta diverso, l'arrivo è tipicamente a Parigi sugli Champs-Élysées; l'organizzazione della gara è affidata alla Société du Tour de France, una sussidiaria dell'Amaury Sport Organisation, che fa parte del gruppo mediatico de L'Équipe.

L'azienda New Departure Manufacturing Company fu fondata nel 1888 a Bristol, nel Connecticut, dai fratelli Albert F. Rockwell e Edward D. Rockwell, con l'intento di produrre un nuovo tipo di campanello per porta brevettato da Albert Rockwell. Nel 1890 l'azienda cambia la produzione ad accessori per biciclette, tra cui campanelli, lampade e, nel 1898, mozzi forniti di freni retro-pedale alla bicicletta che produce (questi ultimi dotati di cuscinetti in acciaio e prodotti nello stabilimento di Bristol), con una produzione giornaliera alla fine degli anni 1890 che superava le 20.000 unità di campanelli per bici e 5.400 freni a retro-pedale.

Divenuta famosa per la produzione di freni a retro-pedale, la New Departure Bell Company cambiò il nome in New Departure Manufacturing Company nel 1901 (una bici a retro-pedale, detta anche contropedale, ha un freno a tamburo integrato nel mozzo posteriore e la frenata si attiva spingendo i pedali all'indietro, di circa un quarto di giro, e pigiando di più o di meno in base alle esigenze). Nel 1906 l'azienda entra nel settore automobilistico con la produzione di un cuscinetto sferico in metallo per autoveicoli, diventando una delle maggiori aziende produttrici di cuscinetti a sfere nel Mondo, con una produzione giornaliera nel 1914 di circa 5.000 cuscinetti.
Nel 1913 Albert F. Rockwell si dimette dalla carica di presidente dell'azienda e il fratellastro, Dewitt Page, prende il suo posto e cura la fusione dell'azienda con la General Motors Corporation, che avviene nel 1919. Dopo la fusione, la New Departure continua a produrre parti di biciclette e a vendere cuscinetti ad altre case automobilistiche. Negli anni '20 e '30 New Departure, assieme ad altre società, hanno prodotto più della metà dei cuscinetti a sfera nel Mondo.

John James Henry Sturmey (1857-1930), insegnante e giornalista, noto come Henry Sturmey, viene ricordato soprattutto come l'inventore, con l'ingegnere James Archer, del mozzo del cambio a tre velocità per biciclette. Il primo ingranaggio al mozzo epicicloidale compatto di successo commerciale era un due velocità progettato da William Reilly. Si chiamava The Hub (cioè il mozzo o il centro, il fulcro della ruota) e fu lanciato nel 1898 dalla The Hub 2-Speed Gear Company. William Reilly cedette i suoi diritti su qualsiasi delle sue future invenzioni di ingranaggi per biciclette alla società The Hub. Henry Sturmey ha portato avanti il concetto di cambio al mozzo e ha progettato un mozzo a tre velocità che, a differenza della versione originale di The Hub, incorporava la ruota libera automatica.
Sturmey fece domanda con successo per un brevetto nell'agosto 1901.

Nel marzo 1902 stipula un accordo che conferiva i diritti esclusivi del mozzo a Frank Bowden, presidente della società di biciclette Raleigh Bicycle, fondata a Nottingham nel 1887. Poche settimane dopo, Bowden scopre che un simile mozzo a tre velocità veniva offerto ai produttori di biciclette concorrenti. Sebbene brevettato con il nome di James Archer, questo era un progetto di William Reilly, designer di The Hub. La domanda di brevetto di Archer era stata presentata poco prima di Sturmey. Per impedire ai concorrenti di Raleigh di ottenere i diritti sulla tre velocità di Reilly, Bowden ne acquista i diritti esclusivi. Avendo ora acquisito i diritti su due hub a tre velocità simili, Bowden decide che conveniva produrre il mozzo di Reilly piuttosto che quello di Sturmey.

Henry Sturmey rimane amaramente deluso dall'azione di Frank Bowden e minaccia di portare il suo hub altrove. Sturmey era un noto esperto di cambi per biciclette e il suo nome era prezioso per Bowden per dare credibilità al nuovo mozzo a tre velocità. Bowden convince Sturmey a rimanere con il progetto e una storia elaborata viene inventata per dare l'impressione di una collaborazione tecnica tra Sturmey, Archer e Reilly.
Inventivo come sempre, nel 1921 Henry Sturmey fece domanda con successo per un brevetto su un cambio al mozzo a cinque velocità. Era più avanzato di qualsiasi altro cambio al mozzo allora disponibile, ma non riuscì a trovare un'azienda disposta a produrlo. Nessun cambio al mozzo progettato da Sturmey è mai stato prodotto in serie.


Il deragliatore è un meccanismo che permette alle biciclette di usare diversi rapporti di trasmissione e facilitare la pedalata, adattandola alle diverse situazioni del percorso. Nel 1869 un prototipo di trasmissione per deragliatore fu presentato al salone della bicicletta di Parigi, ma è soltanto nel 1937 che l'impiego del deragliatore sarà reso ufficiale dal Giro di Francia e dalle diverse gare ciclistiche di allora. Diversi sistemi a deragliatore furono costruiti sul finire del 1800, mentre lo scrittore e cicloturista Paul de Vivie inventò nel 1905 un deragliatore che usò in un viaggio sulle Alpi.
  • mozzo flip-flop
  • Anni '30 cambio Vittoria Margherita
  • 1937 cambio Osgear
  • Anni '40: arriva il deragliatore
  • Anni '50 cambio Campagnolo da corsa
  • Anni '60: gruppo trasmissione completo
  • Anni '80: indicizzazione e STI

Alcuni sistemi prevedevano l'inversione della ruota (cambio flip-flop), altri usavano aste per spostare la catena (cambio a bacchetta) e il deragliatore si diffuse a inizio degli anni '30 con i fratelli Tommaso e Amedeo Nieddu che idearono il cambio Vittoria Margherita, primo esempio di deragliatore. Successivamente il Super Champion Gear ne migliorava la funzionalità, ma nel 1934, quando il francese Lucien Juy crea il Simplex, si ebbero i primi esempi di deragliatore moderno. Negli anni cinquanta fu introdotto da parte di Tullio Campagnolo il sistema attualmente in uso, che richiede un solo cavo d'azionamento. Per diversi decenni le migliori biciclette da corsa montavano deragliatori, ruote e catene prodotte dall'azienda di Campagnolo, mentre attualmente sono largamente diffusi anche i prodotti della ditta giapponese Shimano. Nel 1964 la Suntour inventò un tipo di deragliatore posteriore che permetteva di mantenere una maggiore distanza dalla ruota dentata e avere così una cambiata più facile. Una volta scaduto il brevetto, altre aziende ne impiegarono l'idea nei loro deragliatori.

L'invenzione della trasmissione, come la conosciamo oggi, sposta la forza motrice della bicicletta dalla ruota anteriore a quella posteriore. Quando, nel 1877, Herry Lowson inventa la safety bicycle con il telaio a diamante che ancora oggi conosciamo e usiamo, le biciclette erano equipaggiate con un unico pignone rigorosamente fissato sul mozzo. Tutte le competizioni ciclistiche dell'epoca si svolgevano con biciclette a scatto fisso, con telai in acciaio molto pesanti, ruote con cerchi in legno e spesso senza freni. I corridori dell'epoca, in caso di pendenze molto elevate, non avevano altra scelta che scendere e spingere la bici. Famosa fu la foto di Octave Lapize che, nel 1910, scende e spinge la sua bicicletta lungo la salita al colle del Tourmalet, gridando “Assassini!” agli organizzatori del Tour.

Come ogni evoluzione tecnica, anche il cambio nasce da un'esigenza: poter modificare in corsa lo sviluppo metrico della bicicletta, variando il rapporto di pedalata, in modo da poter affrontare anche le salite maggiormente impegnative. Costruttori e meccanici dell'epoca ci provarono ripetutamente, ma senza apprezzabili risultati. La prima soluzione fu il mozzo flip-flop. Si trattava di una ruota posteriore equipaggiata con due pignoni, uno per lato. Da un lato si trovava un pignone di piccolo diametro a scatto fisso, dall'altro uno più grande dotato di ruota libera. Il corridore usava quello a scatto fisso durante i tratti in pianura e poi, appena la strada accennava a salire, scendeva, smontava i dadi che bloccavano il mozzo al telaio e girava la ruota, portando la catena sul pignone più grande e regolava la sua tensione, facendo arretrare la ruota nel forcellino. Dopodiché serrava il tutto e ripartiva.

La leggenda narra che la nascita dello sgancio rapido sia dovuta proprio a un cambio di un pignone flip-flop difettoso: Tullio Campagnolo, all'epoca corridore amatoriale, era in testa a una corsa invernale quando raggiunse la salita. Scese per girare il mozzo ma il gelo aveva inchiodato i dadi, cosicché non riuscì a smontare la ruota e dovette abbandonare la corsa. Vera o non vera la storia, Campagnolo si dette da fare con vari tentativi e, alla fine, riesce nel suo intento, inventando lo sgancio rapido, applicando dadi a farfalla per rendere facile lo smontaggio della ruota. Altri costruttori cercarono di creare qualcosa di più pratico.

All'inizio degli anni '30 i fratelli Tommaso, un imprenditore torinese di origine sarda, e Amedeo Nieddu, brevettano e collaudano il cambio Vittoria Margherita. La bici era equipaggiata con una corona all'anteriore e tre pignoni con ruota libera al posteriore. Sul tubolare piantone (dove ora è montato il deragliatore anteriore) era fissata una leva, con un leveraggio che la collegava a un tendicatena in basso. Quando il corridore voleva cambiare rapporto, doveva muovere la leva per aumentare oppure diminuire l'angolo del tendicatena, in modo da modificare la tensione della catena, pedalare poi all'indietro e spingere o tirare la catena con la mano destra, per far sì che salisse o scendesse di un rapporto.

Le bici di allora erano pesanti, e i regolamenti dell'epoca vietavano l'assistenza, quindi il ciclista in gara era costretto a fare tutto da solo, cambiare una gomma, effettuare riparazioni, ecc. Tommaso, che aveva partecipato a diverse gare, aveva capito che il lavoro di tecnico di bici poteva diventare il suo nuovo mestiere, più affascinante del lavoro alle Regie Poste. All'inizio incomincia a lavorare sul cambio. Le prime ruote libere multiple a due o tre velocità che si usavano allora erano scomode, in quanto per cambiare rapporto del mozzo flip-flop bisognava fermarsi, svitare i galletti, spostare la catena, chiudere i galletti, e rimontare in sella, con perdita di tempo, tanto che molti ciclisti rinunciavano a quelle operazioni quando le salite non erano troppo impegnative. Tommaso nel 1922 realizza il primo prototipo del cambio Vittoria che brevetterà poi nel 1930. Il nome del cambio non fu scelto a caso in quanto Tommaso, da ex aviatore della Prima Guerra Mondiale e agli inizi del regime fascista, brevetta non un nuovo cambio ma un tendicatena per bicicletta e un rullo tenditore chiamandoli Vittoria e Margherita, forse in onore della scomparsa (1926) prima regina consorte d'Italia, già omaggiata anche con la pizza Margherita.

Non era facile allentare il tendicatena, retropedalare e dare un colpo di tacco per far salire di pignone la catena. Molte volte i corridori dovevano scendere dalla bicicletta e spostare la catena con le dita: sempre meglio che girare la ruota con il sistema flip-flop. I primi prototipi del Vittoria furono costruiti nel 1927, ma la consacrazione giunse solo grazie a un testimonial d'eccezione, Alfredo Binda, vincitore dei campionati mondiali di Roma del 1932.

Solo con la versione successiva, il Vittoria Margherita, brevettato nel 1934, si può parlare di un cambio vero: al tendicatena si aggiunge un meccanismo dotato di due alette, o asticelle che, comandate da una trasmissione flessibile posta in cima alla leva, deragliavano la catena da un rapporto all'altro. Cambiare rapporto in corsa diventa un'operazione semplice, grazie al congegno ideato da Tommaso Nieddu, promosso dai campioni dell'epoca e adottato dai corridori in tutto il Mondo in quanto aveva una caratteristica importante: funzionava anche se pieno di fango. Il cambio Vittoria viene utilizzato fino al Dopoguerra con dei miglioramenti: Bartali vince il Tour nel 1938, Coppi il Giro nel 1940, proprio grazie al cambio Vittoria Margherita). Chi imparava a cambiare in sella fu soprannominato fulmine come il noto Maino. Il secondo modello non ebbe tanta fortuna perché i francesi in quegli anni inventarono il Simplex.

Il cambio Osgear (semplificazione di Constrictor Osgear Super Champion), mutuava le medesime tecnologie del Vittoria Margherita, solo che lo spostamento della catena era comandato da un cavo e un tendicatena che manteneva la catena in tensione. Fu creato da Oscar Egg (1890 –1961) un ciclista su strada e pistard svizzero, professionista tra il 1911 ed il 1926. Dopo il ritiro dalle corse su strada e in pista, apre un negozio di biciclette a Neuilly, decidendo di migliorare il funzionamento del cambio di rapporto nelle bici da corsa, assieme all'amico e socio Hector Tiberghien, fino ad inventare un deragliatore (il Super-Champion, appunto), che ottiene il favore di Henri Desgrange e diviene il primo deragliatore presente al Tour de France nel 1937.

Simplex fu una marca di componenti per biciclette francese. L'attività fu fondata dall'inventore francese Lucien Juy, già commerciante di biciclette a Digione. Juy sviluppa il primo esempio di deragliatore a parallelogramma e lo appronta nel 1928. Nel 1934 aveva lanciato il suo Simplex Champion, un deragliatore con una sola puleggia, non dentata, e un corpo privo di molla. Il problema maggiore del Simplex era dato dal fatto che per far spostare il deragliatore azionato da un cavo serviva una notevole forza); in seguito commercializza il modello Champion de France. Da allora la produzione diviene in serie con grandi quantità di modelli commercializzati. Fino agli inizi degli anni '80 Simplex fu la marca più nota in ambito ciclistico agonistico. Il cinque volte vincitore del Tour de France, Bernard Hinault, montava sulla bicicletta dei deragliatori Simplex. Dopo aver usato il deragliatore Simplex Super, decise in seguito di passare ai modelli della Campagnolo. Nel 1992 venne commercializzato l'ultimo deragliatore Simplex.

Gentullio Campagnolo, detto Tullio, (Vicenza 1901–1983) era un ciclista su strada e poi divenne un imprenditore nel campo ciclistico. Professionista dal 1927 al 1930, coglie una sola vittoria agonistica alla Astico-Brenta e una preolimpica a cronometro. Campagnolo brevetta l'8 febbraio 1930 la prima delle sue invenzioni legate alla bicicletta: il mozzo a sgancio rapido. Con un semplice sistema costituito da un eccentrico e da una leva era possibile montare e smontare una ruota in un solo gesto, contro i problemi dati dai vecchi fissaggi a dadi. Successivamente fonda nel 1933 l'omonima impresa di componenti per bicicletta.

La vera rivoluzione arriva con il cambio Campagnolo Gran Sport, lanciato alla Fiera di Milano nel 1949, ed era basato sul sistema a parallelogramma: il cavo, azionato da un comando posto sul tubo obliquo, forzava il corpo del deragliatore a deformarsi, seguendo uno schema che rendeva la cambiata pratica e veloce. Inoltre per la prima volta apparve anche un deragliatore anteriore, che consentiva di modificare il rapporto all'anteriore. Il cambio Gran Sport era costoso e appannaggio solo dei corridori professionisti. Il cambio con deragliatore a parallelogramma anche per i non ciclisti di professione arriva con il cambio Allvit, il primo gruppo cambio a produzione industriale che ha consentito di installare trasmissioni con cambio anche su bici da passeggio e da turismo. Il cambio per bicicletta raggiunge elevati standard tecnologici e di funzionamento con il Campagnolo Super Record, efficiente a tal punto da essere scelto da molti corridori.

Il primo scossone arriva dal Giappone, dove la casa produttrice SunTour propone il deragliatore posteriore con la forma a ginocchio, al posto di quella dritta fino ad allora utilizzata, sviluppa e produce molti oggetti per i vari segmenti del mercato della bicicletta. Nata nel 1912, come Maeda Iron Works Company, produce ruote libere e pignoni per biciclette. Negli anni '50, l'azienda inizia a produrre la sua versione di deragliatori touring a catena, guidati da asta, simili a quelli delle società di deragliatori francesi come Huret e Simplex. Nel 1964, SunTour ha inventato il deragliatore posteriore a parallelogramma inclinato. Il deragliatore posteriore a parallelogramma aveva guadagnato importanza dopo l'introduzione da parte di Campagnolo del Gran Sport nel 1949, e il parallelogramma inclinato ne era un miglioramento che consentiva al deragliatore di mantenere una distanza maggiormente costante dai pignoni, con conseguente cambio facilitato. Il deragliatore SunTour costava meno di Campagnolo, Huret, Shimano o Simplex e funzionava particolarmente bene nei cambi di marcia sotto carico, come quando si passava a una marcia più bassa mentre si pedalava su una pendenza ripida.

Nel 1969, SunTour è stato il primo produttore giapponese di ingranaggi e leve del cambio a introdurre il cambio indicizzato sulle biciclette. Sebbene il loro sistema, chiamato Five-Speed ​​Click, funzionasse bene, si è rivelata un'idea in anticipo sui tempi e non ha attirato l'attenzione del pubblico. Un'altra innovazione di design è stata la prima ruota libera giapponese pratica, l'Unit-Hub, che combinava ruota libera e mozzo in un unico componente. La ruota libera ha notevolmente aumentato la forza della ruota posteriore, ma l'idea non è stata perseguita. All'inizio degli anni '70, la domanda creata dal boom delle biciclette negli Stati Uniti superava la capacità dei produttori europei. SunTour e Shimano hanno riempito il vuoto. SunTour si è concentrato sul perfezionamento dei sistemi e dei progetti esistenti per prodotti di fascia media e alta.

Come Shimano, SunTour inizialmente non vendeva gruppi completi, quindi collaborava con altri produttori di componenti, come Sugino per guarniture e Dia-Compe per coppia freni, in modo da poter vendere una linea completa di componenti a marchio SunTour. Shimano, contrariamente a quanto fece SunTour, decise di espandere notevolmente il suo personale di ricerca e sviluppo, consentendo all'azienda di produrre mozzi, pedali, freni e altri componenti da soli. In confronto, SunTour ha scelto di continuare con il suo personale di ricerca e sviluppo esistente, ed è rimasto principalmente un produttore di ingranaggi e leve per biciclette. A differenza di altri produttori di componenti per biciclette, SunTour ha seguito un indirizzo di mantenere basso il prezzo dei suoi prodotti, prezzo che copriva i costi di produzione con l'aggiunta di un piccolo margine di profitto. Poiché i deragliatori e le leve del cambio SunTour potevano essere applicati su molte biciclette di fascia medio-bassa, l'azienda si è guadagnata una reputazione presso il grande pubblico come produttrice di sole attrezzature di fascia bassa.

Questa reputazione alla fine danneggiarono le vendite, quando SunTour ha introdotto un gruppo completo di componenti di fascia alta, il Superbe Pro. In collaborazione con Sugino, ha poi introdotto la guarnitura tripla a cinque bulloni BCD da 110/74 mm per mountain bike, che presto è diventata uno standard del settore. Successivamente è stata introdotta la guarnitura per mountain bike compatta a cinque bulloni BCD 94/56mm BCD Micro Drive, che ha consentito di risparmiare peso, aumentare l'altezza da terra e consentire un rapporto di trasmissione inferiore per le scalate.

Il nuovo sistema era molto diffuso e Shimano adotta il concetto di azionamento compatto due anni dopo. I nuovi comandi di SunTour hanno reso il cambio più comodo nel fuori strada. La decisione dell'azienda di limitare i finanziamenti e il personale per la ricerca e lo sviluppo ha causato però problemi di funzionamento con i nuovi prodotti. Nel 1987, SunTour ha introdotto il suo nuovo tentativo di un sistema di cambio indicizzato, AccuShift, che è arrivato tardi sul mercato per competere con il nuovo sistema SIS di Shimano introdotto due anni prima.

Nel 1987, la società giapponese Mori Industries Inc. (con stabilimenti di produzione a Taiwan) acquista la Sakae Ringyo Company. Nel 1988 il nome SunTour viene acquistato da Sakae Ringyo Company, diventando così SR-SunTour. Alla fine del 1994, Mori decise di chiudere la propria attività di componenti per biciclette. Nel marzo 1995 Daisuke Kobayashi e Hideo Hashizume, gli ex proprietari di Sakae Ringyo, organizzarono l'acquisizione del nome SunTour e la fabbrica SR a Taiwan. SR SunTour è ora un produttore taiwanese, formato nel 1988 quando la SunTour (Maeda), con sede a Osaka, fallisce e viene acquistata dalla Sakae Ringyo Company (abbreviato SR), un importante produttore giapponese di parti in alluminio, in particolare pedivelle e reggisella. SR SunTour mantiene la produzione a Taiwan e nella Cina continentale.
Quando scade il brevetto del deragliatore posteriore di SunTour, il design viene prontamente copiato da Shimano.

La Shimano è un'azienda giapponese, una Public company, con Sede principale a Sakai (Ōsaka), che produce, principalmente, articoli per biciclette. Nel marzo 1921 un ventiseienne decide di entrare nel mondo delle biciclette mettendo sul mercato un meccanismo di ruota libera che consentiva di procede per inerzia senza pedalare. Il giovane era Shozaburo Shimano e la neonata azienda prendeva il nome di Shimano Iron Works, oggi nota con il semplice nome di Shimano che è presente in tutto il Mondo con oltre 11.000 dipendenti distribuiti in 50 società tra produzione, ricerca, vendita e marketing, oggi sotto la guida di un discendente di Shozaburo, l'attuale presidente Yozo Shimano.

Il successo commerciale arriva dopo le distruzioni della guerra negli anni Cinquanta con l'introduzione del primo cambio del mozzo a 3 velocità e, negli anni Sessanta, con le prime trasmissioni con deragliatori sviluppate per il mercato nascente delle biciclette sportive per il tempo libero. In particolare, è il mozzo con cambio integrato Shimano 3.3.3 a 3 rapporti del 1957 a dare la svolta grazie all'inizio della demoltiplicazione della pedalata, e il cambio fa il suo debutto nel catalogo Shimano. Per soddisfare la crescente domanda, nel 1970 viene costruita la nuova fabbrica di Yamaguchi, per lo più dedicata alla produzione di contropedali. Negli stessi anni avviene l'inaugurazione del primo stabilimento fuori dai confini nazionali, a Singapore nel 1973.

Nel 1984 la Shimano presenta il Dura Ace 7400 (nome composto che deriva da Duraluminuim, duralluminio in italiano, e da Ace, asso in italiano, per significare che si tratta di un prodotto prestigioso) con il sistema SIS (Shimano Index System), innovativo nella gestione del cambio posteriore indicizzato, ovvero a ciascun movimento del comando cambio sul tubo obliquo corrisponde una determinata posizione del deragliatore. La cambiata diviene molto efficiente e sicura, come la regolazione. Prima, entrambi i comandi erano a frizione, ovvero stava alla bravura del ciclista individuare il punto esatto in cui posizionare la catena. Composto dagli ormai tradizionali sette pezzi (comandi integrati, cambio posteriore, deragliatore anteriore, corpi freno, guarnitura, catena e cassetta pignoni) si distingue dal concorrente Super Record Campagnolo per il fatto di utilizzare in gran parte un materiale tradizionale come l'alluminio senza far ricorso a parti in carbonio o titanio, se non nell'ultimissima versione. Fra le altre caratteristiche che lo distinguono vi è poi la guarnitura che dispone di una corona grande con un bordo pieno contrariamente alla maggior parte delle altre corone per bici.

La casa giapponese, sul finire del decennio, ha presentato una nuova evoluzione tecnologica: gli STI (acronimo di Shimano Total Integration). I progettisti giapponesi hanno spostato i comandi cambio dal tubo obliquo al manubrio, integrandoli nelle leve freno. In questo modo il ciclista non deve staccare le mani dal manubrio per effettuare la cambiata e questo permette di effettuare cambi di rapporto anche in situazioni in cui non si devono togliere le mani dal manubrio, come in volata, e contribuisce aa elevare la sicurezza di guida.
La Shimano inizia a farsi strada nel mercato della componentistica per bici all'inizio degli anni settanta: i primi prodotti proposti, oltre alla ruota libera, è stato il cambio Crane, precursore della gamma Dura Ace, nel 1973. In quello stesso anno la prima squadra di professionisti, la belga Flandria, monta un gruppo Shimano, partecipando al Tour de France. È la prima volta nella storia della Grande Boucle che una squadra corre con componentistica orientale.
In quello stesso anno Freddy Maertens arriva secondo ai mondiali di ciclismo montando componenti Dura Ace. Sul finire degli anni '70 arrivano i primi titoli mondiali, con l'introduzione anche del gruppo per biciclette da pista. Nel 1978 viene introdotto il nuovo gruppo Dura Ace EX, con un innovativo mozzo, il primo con la ruota libera a cassette e che può montare un pignone da 11 denti. Diventerà negli anni novanta uno standard mondiale.

Nel 1980 è introdotto un nuovo gruppo Dura Ace AX, caratterizzato da un attento studio nella galleria del vento che ha portato ad una riduzione del 20% delle resistenze aerodinamiche. Nel 1981 sono introdotte le 7 velocità posteriori. Da allora l'evoluzione delle trasmissioni corre da un modello ad un'altro con i debutti del Deore XT (1982), nel 1984 è la volta della serie 7400 Dura Ace, che rappresenta una pietra miliare della storia dei componenti per bicicletta. Innanzitutto il profilo è rivoluzionato rispetto alla tradizione, dando a tutto il gruppo un taglio decisamente più moderno, in secondo luogo è introdotto il sistema di cambiata indicizzato con comandi alle leve dei freni. Nel 1985 è rinnovato anche il Dura Ace da pista, con l'introduzione del Dura Ace Track serie 7600, poi arriva il Dura Ace con comandi del cambio integrati nelle leva del freni (1990) e dell'XTR (1991), primo gruppo per la competizione su MTB. Dopo l'introduzione delle otto velocità posteriori nel 1989, nel 1996 al Giro d'Italia numerose squadre testarono il nuovo Dura Ace serie 7700 a 9 velocità, con 500 grammi in meno rispetto al modello precedente, più efficienti sistemi di cambiata e frenata. Arrivarono per il nuovo gruppo anche prestigiosi successi con la vittoria delle Olimpiadi e del Campionato del Mondo.

Nel 1998 viene prodotto un numero limitato di gruppi Dura Ace del 25º anniversario dell'entrata di Shimano nel mondo del ciclismo, con finitura lucida e logo in oro. Nel 2003 è stato introdotto il precedente gruppo Dura Ace, serie 7800, a 10 velocità posteriori. Il gruppo top di gamma della Shimano si differiva da quello della Campagnolo per l'uso del movimento centrale a perno integrato, da comandi dalla diversa ergonomia e dall'uso principale di un materiale più semplice come l'alluminio, senza ricorrere alla fibra di carbonio. Nel 2007 il nuovo gruppo Dura Ace presenta una guarnitura sempre con il perno integrato Shimano ma con pedivelle in carbonio che, per la limitata produzione e per una precisa strategia produttiva di Shimano, pare sia destinata a rimanere un'opzione speciale del gruppo. Nel corso del 2008 è stato presentato il gruppo Dura Ace serie 7900, la cui disponibilità viene programmata per la stagione 2009. La presentazione di questo nuovo gruppo è stata affiancata dal Di2, la versione Dura Ace equipaggiata con attuatori elettromeccanici comandati da una pulsantiera a manubrio.

Nel 2013 è apparso sul mercato il gruppo Dura Ace serie 9000; le principali novità consistono nell'adozione di una nuova cassetta pignoni ad undici velocità, più leggera della precedente versione 7900, e di una nuova guarnitura a quattro bracci, di incrementata rigidità. Per quanto riguarda la versione elettromeccanica, è disponibile una nuova batteria interna a scomparsa all'interno del telaio, che rende il sistema più aerodinamico e bilanciato nei pesi. Nella metà del 2016 è stato presentato il nuovo gruppo Dura Ace 9100. Il nuovo gruppo è stato presentato in 2 varianti: Meccanico ed Elettronico, la versione meccanica ha visto le principali novità per quanto riguarda il Deragliatore posteriore che adesso ha una gabbia più lunga per offrire maggior adattamento alle situazioni più estreme quali gli incroci Corona-pignoni. Tra le principali novità della serie 9100 vi sono i nuovi comandi per la versione con freno a disco idraulico che risultano snelliti rispetto al passato offrendo la stessa ergonomia dei comandi tradizionali

Con il nuovo millennio, entra l'elettronica con il sistema Di2 (Digital Integrated Intelligence) del 2009, il sistema di cambio elettronico applicato al Dura Ace 7900. nel 2010 alla Shimano iniziano a progettare componenti per una bicicletta elettrica, osservando il nascente settore delle bici a pedalata assistita e intuiscono le potenzialità della soluzione per ridurre la fatica e allungare i tragitti fatti in bicicletta. Il sistema progettato ha un motore da applicare nel mozzo della ruota anteriore, le batterie agli ioni di litio e una soluzione per il recupero di energia in frenata. Nella fase di sviluppo, gli uomini di Shimano si rendono conto che il mercato sta cambiando e che un kit con motore nel movimento centrale inizia a imporsi grazie alle maggiori prestazioni. I tecnici abbandonano il progetto iniziale e puntano su quella che ritengono la soluzione del futuro. Gli sforzi diventano realtà nel 2014, anno del debutto del primo sistema Steps, acronimo di Shimano Total Electric Power System, con l'obiettivo di creare un sistema capace di lavorare in sinergia con i singoli componenti della bici. Il primo kit viene siglato E-6000 e ha un motore centrale, batterie removibili da applicare sul tubo obliquo o nel portapacchi posteriore, un display con le informazioni del viaggio e i comandi da fissare sul manubrio in prossimità della manopola e viene siglata come e-bike.

Oggi è il leader mondiale per quanto riguarda la componentistica meccanica delle mountain bike e delle bici da corsa; ne produce infatti la maggior parte dei gruppi meccanici che la compongono (cambi, sistemi frenanti, mozzi per la ruota, meccanismi di ruota libera, catene, corone, pedali, pedivelle, movimenti centrali...) e ne detiene una grossa fetta di mercato, nella sua intera gamma (dalle bici di bassa gamma sino a quelle da competizione).

Utilizzo della bicicletta in città​ e per lavoro.
La bicicletta da città (city bike in inglese) è progettata per gli spostamenti cittadini lungo, preferibilmente, le piste ciclabili. Le bici da uomo hanno un telaio a diamante, mentre quelle da donna hanno un telaio a U; in entrambi i casi la seduta è verticale. Ci sono modelli con o senza cambio. Questo tipo di bici presenta spesso protezioni intorno alla catena e parafanghi per proteggere dall'acqua le parti meccaniche e i vestiti. I pedali non hanno attacchi fissi e non richiedono scarpe particolari come per le biciclette da corsa. Le biciclette da donna sono in genere sprovviste di una canna alta per facilitarne l'utilizzo con vestiti lunghi o gonne. I copertoni non sono né larghi e tassellati come quelli da mountain bike né sottili, lisci e rigidi come quelli da corsa, ma hanno un battistrada intermedio. La sella è larga e morbida, per un utilizzo breve e senza l'abbigliamento rinforzato da ciclista.
La bicicletta da città può essere provvista di portapacchi o cestini anteriori o posteriori. A volte anche di seggiolini per i bambini piccoli. In genere è dotata di un cavalletto per il parcheggio, per fermare la bici perpendicolarmente alla strada senza doverla appoggiare. In alcuni Paesi, come per esempio l'Olanda, si possono trovare biciclette particolari dove, al posto di portapacchi o seggiolini, sono stati montati contenitori molto capienti, sia per trasportare merci o spese abbondanti, sia bambini cresciutelli e adolescenti.

In alcune città vengono promosse politiche di incentivo all'utilizzo della bicicletta quali la possibilità di condividere le biciclette, rendendole fruibili attraverso una rete di postazioni di deposito/prelievo, diversamente dal semplice noleggio. Il bike sharing (condivisione della bicicletta) può rappresentare un modo per aumentare l'utilizzo dei mezzi di trasporto pubblici (autobus, tram e metropolitane), integrandoli tra loro con tratti coperti con biciclette pubbliche o semi-pubbliche. Alcuni di questi esperimenti sono parzialmente falliti a causa dei furti e dei vandalismi che hanno aggravato ulteriormente le finanze pubbliche.

Ci sono poi delle modifiche apportate a biclette per farle diventare veicoli da lavoro, con diversi allestimenti e con l'aggiunta di accessori per effettuare piccoli trasporti e consegne. Modifiche o personalizzazioni più profonde (compreso l'utilizzo di tricicli o biciclette da trasporto) sono rappresentate dalla classica bicicletta da gelataio, dalla bicicletta dell'arrotino o dalla bicicletta usata come taxi.

La mountain bike (spesso abbreviata in MTB, acronimo di Mountain Trials Bike o Mountain Trail Bike) è una bicicletta strutturata in maniera da potersi muovere anche fuori da strade asfaltate, sia in salita che in discesa; generalmente si distingue da altri tipi di biciclette, grazie alle sospensioni in gran parte ammortizzate, monta gomme molto più larghe e tassellate, con un telaio composto da alluminio, carbonio, acciaio ecc, con un peso variabile, infatti il carbonio è molto più leggero dell'alluminio e dell'acciaio.

Shimano ha lanciato i comandi Rapidfire nel 1990, che sostanzialmente vengono utilizzati ancora oggi: un unico corpo gestiva due leve diverse che consentivano di scalare o di far salire il rapporto indicizzato, sia alla ruota anteriore che a quella posteriore. In questo modo era possibile cambiare usando solo il pollice e senza mai staccare le mani dalle manopole e dalle leve freno. Nel frattempo, l'americana Sram, lanciava i Gripshift, ovvero i comandi a manopola, che per molti anni sono stati usati nelle competizioni e che ancora oggi si possono trovare sulle mtb con gruppi della casa d'oltreoceano come lo SRAM Rival eTap AXS. Shimano ha anche provato a riportare l'esperienza degli STI nel mondo mtb, creando un gruppo XTR con il cambio integrato nella leva del freno, che ha avuto tanti estimatori quanti detrattori, poi ha lanciato dei DuraAce e dei Di2, ovvero gruppi cambio elettromeccanici, dove la gestione dello sviluppo metrico e della posizione della catena è demandata a un congegno elettronico alimentato a batteria.

Esistono vari tipi di mezzi in base ai sentieri che si vogliono percorrere e all'uso generale che se ne vuol fare. La mountain bike moderna nasce alla fine degli anni settanta in California, dopo un lungo periodo in cui venivano usate biciclette adattate, dette clunker (catorcio), per far gare in discesa su strade forestali. Si ritiene che la prima bicicletta appositamente costruita per l'uso fuoristrada sia del 1978. Successivamente Gary Fisher, Charlie Kelly e Tom Ritchey si associarono nella Mountain Bikes. Nei primi anni ottanta vennero vendute le prime mountain bike prodotte su larga scala, che a quel tempo erano poco più che biciclette da corsa irrobustite, con manubrio dritto e gomme più larghe.

Nei vent'anni a cavallo del 2000 il mountain biking è diventato uno sport fra i più diffusi, e il mercato e la nascita di competizioni sportive hanno permesso uno sviluppo tecnologico continuo, per cui oggi sono possibili attività che una volta non erano pensabili. Fra le biciclette, le mountain bike sono le più complesse. Il funzionamento generale e i componenti principali sono più robusti. I telai hanno una geometria più compatta di quelli per bici da strada, sono maggiormente maneggevoli e resistenti. Un'altra differenza è nei telai con sospensione posteriore. I principali materiali usati sono l'acciaio cromo-molibdeno, pesante ma economico, resistente ed elastico, usato in modelli economici; le leghe di alluminio, più leggere dell'acciaio, ma più rigide, resistenti all'ossidazione, e sono il materiale più diffuso; i compositi in fibra di carbonio, molto leggero e resistente, più suscettibile agli urti degli altri materiali ed ha un costo elevato; il titanio, leggerissimo e resistente alla corrosione, è il più costoso ma per altre caratteristiche è simile all'acciaio. Le sospensioni sono la maggiore differenza fra una moderna mountain bike e le altre biciclette. Le mountain bike si differenziano per essere rigide, con sola sospensione anteriore o biammortizzate. Con gli ammortizzatori, per lo più idraulici, vengono usati molle ed elastomeri nei casi più economici, sistemi pneumatici in quelli maggiormente ricercati.

La trasmissione di una mountain bike è caratterizzata soprattutto da rapporti più corti, adatti a pedalare su terreni impervi e ripidi. Come nelle biciclette tradizionali, la cambiata è sempre affidata ai deragliatori a trapezio. Quello posteriore è comunemente detto cambio, per distinguerlo da quello anteriore. Esistono comandi a grilletto e a rotazione integrati nella manopola del manubrio. La tecnologia dei deragliatori non è indicata al mountain biking, in quanto espone parti delicate a urti, sporco e fango. Comunque con l'arrivo della mountain bike, si ha un nuovo rinnovamento di popolarità per la bicicletta che ha conosciuto più innovazioni tecnologiche tra il 1985 ed il 1995, che non quelle che ha conosciuto tra il 1915 ed il 1985.

Le maggiori competizioni ciclistiche

Le gare ciclistiche di maggiore importanza si dividono fondamentalmente in due categorie: quelle della durata di un solo giorno (gare in linea) e quelle a tappe.
Tra tutte le classiche, cinque in particolare sono quelle maggiormente importanti, sono anche le più antiche, escludendo la Parigi-Tours, e sono le cosiddette classiche monumento. Intorno agli anni '40 erano tre: la Milano-Sanremo, la Parigi-Roubaix e il Giro delle Fiandre. Dal 1960 vengono considerate tali anche la Liegi-Bastogne-Liegi e il Giro di Lombardia. Esse sono:

  • la Milano-Sanremo dal 1907
  • la Parigi-Roubaix dal 1896
  • il Giro delle Fiandre, dal 1913
  • la Liegi-Bastogne-Liegi dal 1892
  • il Giro di Lombardia dal 1905
  • alle cinque viene aggiunto nelle classiche in linea il Campionato del Mondo su strada che si svolge ogni anno in una diversa Nazione

In tali gare, il vincitore risulta essere il corridore che arriva per primo al traguardo. Le corse in linea si caratterizzano per il fatto che non vi sono interruzioni durante la gara che ha una durata media di circa 200-300 km. Le classiche nel ciclismo su strada professionistico sono le più importanti corse del calendario maschile (UCI World Tour); molte di queste gare, tutte corse in Europa occidentale, sono inserite nel calendario dell'UCI da decine di anni e le più vecchie risalgono al diciannovesimo secolo, fino ad arrivare a quelle moderne, istituite nel Novecento: ciascuna gara si disputa ogni anno ed è collocata in un preciso periodo della stagione ciclistica ufficiale.

Le corse a tappe sono diverse in quanto la gara dura più giorni e ogni giorno ci si ferma per poi ripartire il giorno dopo. Le più importanti corse a tappe sono:
  • il Tour de France, disputate 107 edizioni a partire dal 1903,
  • il Giro d'Italia, disputate 104 edizioni a partire dal 1909,
  • la Vuelta a Espana, disputate 75 edizioni a partire dal 1935.

Queste competizioni, che sono considerate le maggiormente importanti al Mondo, si svolgono tra la primavera e l'autunno e hanno solitamente una ventina di tappe distribuite in circa tre settimane. La distanza totale che viene percorsa è di circa 3.000 km e di solito vi sono tappe in linea, tappe a cronometro, entrambe su terreno pianeggiante o montuoso o misto e tappe dette di montagna, con salite piuttosto lunghe ed con importanti dislivelli. Il vincitore di queste gare diviene il corridore che ha impiegato il tempo minore rispetto a tutti gli altri durante tutta la corsa.
Tra i ciclisti più famosi di ogni tempo si annoverano Costante Girardengo, Alfredo Binda, Learco Guerra, Fausto Coppi, Gino Bartali, Fiorenzo Magni, Jacques Anquetil, Eddy Merckx, Bernard Hinault, Felice Gimondi, Giuseppe Saronni, Francesco Moser, Miguel Indurain, Greg Lemond, Gianni Bugno, Marco Pantani, Jan Ullrich e Mario Cipollini.



L'UCI ha riunito le principali corse in linea nella Coppa del Mondo e ha inserito tutte le altre competizioni in un sistema di classificazione. Le corse classiche e i grandi giri (Tour de France, Giro d'Italia e Vuelta Spagnola) sono considerati fuori categoria.
Le corse a tappe sono appannaggio di corridori che hanno doti di resistenza, capacità di recupero dopo tappe impegnative, si sanno difendere nelle gare a cronometro e in salita; le corse in linea di un giorno, sono appannaggio di corridori specializzati, che massimizzano la resa agonistica durante l'intera gara, spesso con doti di potenza, sono in genere scattisti, o passisti-velocisti, e dove risulta non trascurabile anche l'aspetto tattico. Nella storia del ciclismo fanno eccezione quei ciclisti che si sono distinti sia come vincitori di corse a tappe sia come vincitori di corse in linea, sono considerati corridori completi e tra questi figurano i più grandi ciclisti, come Gino Bartali, Fausto Coppi, Eddy Merckx, Felice Gimondi, Bernard Hinault e, in anni più recenti, Vincenzo Nibali e Alejandro Valverde.

Le Classiche italiane sono:
  • Milano-Sanremo, corsa per la prima volta nel 1907,
  • Giro di Lombardia, corsa per la prima volta nel 1905,
  • Gran Piemonte, classica italiana disputata per la prima volta nel 1906,
  • Milano-Torino, è la corsa più antica del mondo, essendosi svolta per la prima volta nel 1876 con arrivo a Superga.
  • Giro dell'Emilia, corsa per la prima volta nel 1909, disputata nella provicia di Bologna, con arrivo alla Madonna di San Luca,
  • Strade Bianche, corsa giovane, essendo stata svolta per la prima volta nel 2007, caratterizzata dalle tipiche strade sterrate dell'entroterra toscano. L'arrivo è fissato a Siena, in Piazza del Campo.
Le Classiche del pavé:
  • la Gand-Wevelgem, corsa per la prima volta nel 1934, adatta ai velocisti,
  • il Giro delle Fiandre, corsa per la prima volta nel 1913, caratterizzata da salite corte e molto ripide denominate muri,
  • la Parigi-Roubaix, corsa per la prima volta nel 1896, con un percorso pianeggiante, ma per la sua difficoltà dovuta ai numerosi settori di pavé è soprannominata L'Enfer du Nord
.

Le Classiche delle Ardenne:
  • la Amstel Gold Race, corsa per la prima volta nel 1966, la principale gara ciclistica olandese,
  • la Freccia Vallone, corsa per la prima volta nel 1936, tradizionalmente l'arrivo è posto sulla cima del muro di Huy,
  • Liegi-Bastogne-Liegi, corsa per la prima volta nel 1892, la più antica classica, denominata La Doyenne (La Decana)
. Altre gare ciclistiche classiche:
  • la Parigi-Tours, corsa per la prima volta nel 1896,
  • la Clásica de San Sebastián, la più prestigiosa classica di Spagna, si è corsa per la prima volta nel 1981,
  • la Rund um den Finanzplatz Eschborn-Frankfurt, nata nel 1962, si svolge intorno a Francoforte sul Meno,
  • la E3 Harelbeke, nata nel 1958, fa parte delle gare che si disputano sul pavé, ma meno famosa delle tre classiche,
  • la Bretagne Classic Ouest-France, corsa nata nel 1931 con il nome di Grand Prix de Ouest-France,
  • la EuroEyes Cyclassics, corsa per la prima volta nel 1996 e si svolge intorno ad Amburgo,
  • la Brussels Cycling Classic, fino al 2012 nota come Parigi-Bruxelles, una delle classiche più antiche che si corre dal 1893,
  • la Omloop Het Nieuwsblad e Belgio Dwars door Vlaanderen, altre due classiche che si disputano dal 1945,
  • la Freccia del Brabante, corsa per la prima volta nel 1961,
  • la Scheldeprijs (fr. Grand Prix de l'Escaut), classica del pavé adatta ai velocisti. Si corre dal 1907.


Nazione
numero vittorie nelle gare classiche
Belgio
218
Italia
156
Francia
62
Paesi Bassi
27
Svizzera
21
Germania
13
Irlanda
11
Spagna
11
Nome ciclista
numero vittorie Milano-Sanremo, Giro delle Fiandre,
Parigi-Roubaix, Liegi-Bastogne-Liegi, Giro di Lombardia,
Giro d'Italia, Tour de France, Vuelta a España,
Campionati Mondiali, Olimpiadi
Eddy Merckx
33
Fausto Coppi
17
Bernard Hinault
16
Alfredo Binda
14
Gino Bartali
12
Costante Girardengo
11
Roger De Vlaeminck
11
Felice Gimondi
10
Nazione
numero vittorie per Nazione
Belgio
279
Italia
267
Francia
125
Spagna
69
Paesi Bassi
39

Sono sette i corridori vincitori almeno una volta in tutti i grandi giri a tappe (Giro d'Italia, Tour de France, e Vuelta a España) il belga Eddy Merckx (11), i francesi Bernard Hinault (10) e Jacques Anquetil (8), lo spagnolo Alberto Contador (7), l'inglese Chris Froome (6) e gli italiani Felice Gimondi (5) e Vincenzo Nibali (4).

Campionati Mondiali: le 86 edizioni dei Mondiali su strada disputate dal 1927 al 2020 hanno visto 70 corridori aggiudicarsi la maglia iridata di Campione del Mondo, appartenenti a 17 nazionalità diverse: Belgio 26, Italia 19, Francia 9, Olanda 7, Spagna 6, Stati Uniti, Gran Bretagna, Slovacchia e Svizzera 3, Australia, Danimarca, Germania, Irlanda, Lettonia, Norvegia, Portogallo e Polonia 1.

Per terminare, una riflessione merita la bicicletta che ha permesso a Ganna nel singolo e al quartetto azzurro di vincere le medaglie d'oro alle Olimpiadi di Tokio. Le biciclette dei campioni olimpici di Tokio 2020 si chiamano Pinarello Bolide HR, un concentrato di tecnologia da medaglia d'oro, quelle utilizzate al velodromo di Tokyo da Filippo Ganna, Francesco Lamon, Simone Consonni e Jonathan Milan che hanno fatto registrare il nuovo record del Mondo di specialità, completando i quattro chilometri della prova in soli 3'42"032 centesimi. La Pinarello Bolide HR in dotazione, propone tanti spunti tecnici. Partiamo dal telaio, viene realizzato utilizzando la fibra Toray di carbonio e titanio sintetizzato: a compattare gli strati di composito c'è una resina a matrice nanotecnologica. La forcella è la Onda con le estensioni situate dopo i forcellini, che migliorano l'impatto aerodinamico. Il peso del telaio è di circa 1.200 grammi. Sulle sue biciclette da cronometro Filippo Ganna ha sempre utilizzato componenti personalizzati per l'anteriore. Non fa eccezione il manubrio, realizzato artigianalmente e sulla propria posizione di crociera, ha un'origine recente. Si notano le tracce di carbonato di magnesio sulla parte bassa che migliora la presa grazie alle sue proprietà antitraspiranti. La Miche fornisce i componenti per la trasmissione. Qui troviamo una guarnitura con corona da 63 denti e misuratore di potenza incorporato. Tutto in alluminio, considerato che nella pista il fattore peso non è preponderante, anche se la bicicletta di Filippo Ganna alla bilancia segna circa 7 chilogrammi. La corona anteriore da 63 è quella con la maggiore dentatura possibile di questo componente. Dietro troviamo un singolo ingranaggio da 16 denti. Questo significa che con una singola pedalata si percorrono 8 metri e 21 centimetri circa. Sulla catena e su tutte le parti a contatto tra di loro della trasmissione viene utilizzato un lubrificante specifico che limita al massimo gli attriti, e che si scioglie con l'uso. Le ruote sono le Campagnolo Ghibli per pista, con quella anteriore che è in versione specifica e più stretta dello standard. Si tratta di lenticolari in carbonio, laddove la lastra esterna ha un ruolo strutturale e non solo di copertura. I tubolari sono i Vittoria Pista Oro, totalmente lucidi con sezione da 23 millimetri posteriore e 19 anteriore, le pressioni d'esercizio attorno ai 20 bar. Bravura dei ciclisti ma anche tecnologia e materiali innovativi per la bicicletta!







STORIA DEL PETROLIO - STORIA DELL'AUTO

Il PETROLIO ha svolto un ruolo quasi unico nell'economia e nella storia dell'epoca moderna. Nesuna materia prima come il petrolio si rivela tanta decisiva nel plasmare l'avvenire delle Nazioni, lo sviluppo delle strategie militari, l'andamento del commercio internazionale e le relazioni tra i vari Stati. Nessuna materia prima ha avuto un impatto tanto forte sul paesaggio geografico dell'intero Mondo e sul modo in cui le nostre Nazioni sono arganizzate e interagiscono. Il petrolio, maggiormente di tutte le altre materie prime ha influito sulla nostra esistenza divenendo uno degli elementi maggiormente controversi della vita contemporanea. Nel corso della sua storia ha dato origine a diversi miti, spingendo governi e popoli verso politiche sbagliate, sia allarmando il Mondo per la fine delle riserve petrolifere, sia spingendo governi a dichiarare guerre per il controllo delle riserve o stringere errate alleanze per controllare le zone di produzione, il relativo commercio, il trasporto dell'oro nero, la creazione di enormi monopoli, la nascita di staterelli amici con confini fallaci. E tutte queste vicende creano speranze e timori nelle popolazioni che hanno, dal Novecento in poi, accettato un Mondo dipendente dal petrolio per far funzionare auto, navi, aerei, elettrodomestici, luce nelle case, e non solo.

Il petrolio (olio di roccia), dal punto di vista chimico, risulta una miscela liquida di vari idrocarburi, composti chimici le cui molecole sono formate da idrogeno e carbonio con acqua ed altri composti impuri, che si trova in giacimenti negli strati superiori della crosta terrestre. Chiamato anche oro nero, risulta essere un liquido viscoso, infiammabile, di colore vario e per quasi tutti i petroli sono densi inferiori a 1, quindi hanno un peso specifico minore dell'acqua.
Viene detto greggio, quando il petrolio viene estratto dai giacimenti, prima di subire qualsiasi trattamento per trasformarlo in prodotto lavorato.
Un petrolio tipico contiene il 30% di paraffine, il 40% di nafteni, il 25% di idrocarburi aromatici, mentre il restante 5% viene rappresentato da altre sostanze; i petroli paraffinici sono maggiormente abbondanti nelle zone profonde del sottosuolo, mentre i petroli naftenici sono maggiormente abbondanti nelle zone vicine alla superficie. Dato il fatto che tale miscela sia complessa, per definire la composizione di un particolare petrolio spesso si preferisce indicarne la composizione elementare, che viene rappresentata, per l'85% circa da carbonio, 13% circa da idrogeno e per il restante 2% circa da altri elementi, che sono principalmente eteroatomi, quali lo zolfo, l'azoto e l'ossigeno. Sono inoltre presenti atomi metallici in valori modesti, quali nichel, vanadio, molibdeno, cobalto, cromo, cadmio, piombo, arsenico e mercurio; tuttavia per la lavorazione in raffineria bisogna tenere conto della loro presenza, in quanto molti processi usano catalizzatori che vengono inibiti da tali metalli. Inoltre i prodotti finali (generalmente i tagli maggiormente pesanti come il gasolio), risultandone ricchi, producono maggiori ceneri e particolato.
La teoria maggiormente accettata dagli scienziati, afferma che il petrolio deriva dalla trasformazione di materiale biologico costituito da organismi unicellulari marini vegetali e animali (fitoplancton e zooplancton) rimasti sepolti nel sottosuolo, in particolare durante il paleozoico, quando tale materia organica era abbondante nei mari. In un primo stadio, tale materia organica viene trasformata in cherogene; in particolare la decomposizione della materia organica ad opera di batteri anaerobi porta alla produzione di ingenti quantitativi di metano. Successivamente, a causa della continua crescita dei sedimenti, si ha un innalzamento della temperatura che porta allo sviluppo di processi chimici di degradazione termica che trasformano il cherogene in petrolio. Una volta generati, gli idrocarburi migrano verso l'alto attraverso i pori della roccia a causa del loro basso peso specifico, e se nulla blocca la migrazione, questi idrocarburi affiorano in superficie. A questo punto le frazioni maggiormente volatili evaporano e resta un accumulo di bitume, quasi solido a pressione e temperatura atmosferica. Nel percorso di migrazione, gli idrocarburi possono accumularsi in rocce porose e restare bloccati da uno strato di roccia impermeabile. Le rocce porose possano costituire un serbatoio, quando queste rocce sono al di sotto di rocce meno permeabili quali le argille o le evaporiti, in maniera tale che gli idrocarburi non possano risalire sino alla superficie. Una conformazione geologica tipica di trappola petrolifera diviene la piega anticlinale.
All'interno del serbatoio si viene a trovare una miscela di idrocarburi liquidi e gassosi (in proporzioni variabili). Gli idrocarburi gassosi costituiscono gas naturale, metano ed etano, che riempiono le rocce porose superiori. Quelli liquidi occupano le zone inferiori del serbatoio. Essendo di provenienza marina, la materia organica all'origine del petrolio, risulta quasi sempre associata ad acqua; frequentemente all'interno della roccia madre si trovano tre strati: uno superiore di gas naturale, uno intermedio con idrocarburi liquidi ed uno inferiore di acqua salata. Nelle operazioni di messa in produzione di un giacimento, si presta attenzione ai siti nei quali si situa lo strato di acqua in quanto questa informazione risulta necessaria per calcolare il rendimento teorico del giacimento.

La parola greca che indica il petrolio (naftha), fu dai greci utilizzata per indicare il fiammeggiare tipico delle emanazioni petrolifere. I popoli antichi conoscevano i giacimenti di petrolio superficiali, e li utilizzavano per produrre medicinali e bitume o per alimentare le lampade. Non mancarono anche gli usi bellici del petrolio. Nell'Iliade, Omero narra di un fuoco perenne lanciato contro le navi greche. Il fuoco greco dei bizantini era un'arma preparata con petrolio, una miscela di olio, zolfo, resina e salnitro, che non poteva essere spenta dall'acqua; questa miscela era lanciata verso le navi nemiche per incendiarle. Il petrolio era conosciuto anche nell'antico Medio Oriente e Marco Polo, ne parla nella suo "Il Milione".
Il petrolio venne introdotto in Occidente soprattutto come medicinale, in seguito all'espansionismo arabo. Le sue doti terapeutiche si diffusero molto rapidamente e alcune fonti d'olio a cielo aperto, come quella di Petralia in Sicilia, divennero noti centri termali del passato. Il termine petrolio venne adottato per la prima volta nel 1556 in un trattato di mineralogia dal tedesco Georg Bauer. In Birmania, nella zona dello Yenangyaung, il petrolio trasuda in superficie e resoconti scritti ne certificano il suo sfruttamento e commercio almeno dal 1700; nel 1885 gli inglesi invasero il Paese e lo sfruttamento passa alla Burma-Shell. Circa trent'anni prima, nel 1854, il canadese Abraham Gesner aveva brevettato il cherosene per illuminazione.
L'industria petrolifera moderna nasce negli Stati Uniti (nei pressi di Titusville, Pennsylvania), per l'iniziativa di Edwin Drake. Il 27 agosto 1859 viene aperto il primo pozzo petrolifero redditizio del Mondo. Molte altre trivellazioni ebbero successo, ma la crescente produzi