A geografia oculta dentro do seu smartphone

Fique na borda da mina a céu aberto de Bayan Obo, na Mongólia Interior, e a escala da transição energética se torna uma coisa física que você pode olhar. Bancadas escalonadas de rocha cinzenta descem em degraus por várias centenas de metros até o corpo de minério lá embaixo, e caminhões do tamanho de casas rastejam pelas plataformas. O minério que sai dessa cova viaja cerca de noventa quilômetros para o sul até as refinarias de Baotou, e de lá, numa forma transformada e purificada, acaba dentro dos ímãs de quase todas as turbinas eólicas e motores elétricos da Terra. O motor de vibração do seu celular, o alto-falante, a minúscula câmera que entra em foco quando você a aponta para um amigo: rastreie tudo isso suficientemente para trás e um número surpreendente de coisas leva até aqui, a uma única mina no norte da China.

Tendemos a pensar num smartphone como um triunfo de design, uma laje selada de vidro e software sem nenhuma ligação óbvia com a terra. Mas todo dispositivo é também uma aula de geografia, uma montagem compacta de metais extraídos de um pequeno número de lugares muito específicos do planeta. Esses lugares não foram escolhidos por conveniência. Foram escolhidos porque é ali que as rochas certas por acaso ficam, e porque é ali que a química para processá-las por acaso existe. Este artigo segue os materiais do seu bolso de volta ao solo e, ao fazê-lo, esboça o mapa de influência, água e conflito pelo qual a mudança global de afastamento dos combustíveis fósseis agora passa.

Os dezessete metais que não são realmente raros

A história começa com um grupo de elementos que carrega um dos nomes mais enganosos da química. Os elementos de terras raras são dezessete metais agrupados perto da parte inferior da tabela periódica, os quinze lantanídeos mais o escândio e o ítrio. O nome remonta ao século XVIII, quando esses elementos foram isolados pela primeira vez de minerais de aspecto incomum, e ele pegou mesmo não sendo realmente verdadeiro. As terras raras não são nada raras na crosta terrestre. O cério, um dos lantanídeos, é na verdade mais abundante que o cobre, e vários de seus vizinhos são mais comuns que o estanho ou o chumbo.

Então, se elas estão por toda parte, por que nos preocupamos com elas? A resposta é que duas coisas genuinamente escassas se interpõem entre uma rocha no chão e um metal utilizável. A primeira é uma concentração economicamente extraível, um lugar onde esses elementos se acumularam de forma densa o bastante para que a mineração compense. Eles tendem a estar espalhados de modo fino pela rocha comum, e a geologia que os agrupa é incomum. A segunda escassez é a química necessária para separá-los uns dos outros. Os dezessete elementos são quimicamente quase idênticos, o que torna separá-los em fluxos puros de um único elemento um dos processos industriais mais exigentes da ciência de materiais moderna. Ambas essas coisas escassas, os depósitos ricos e o conhecimento de separação, estão de forma esmagadora em um único país. É esse fato que transforma uma nota de rodapé num livro de química numa questão de geopolítica.

Bayan Obo e o ponto de estrangulamento chinês

Bayan Obo é a maior mina de terras raras do mundo e produz, sozinha, algo entre quarenta e cinquenta por cento do suprimento mundial de terras raras. Combine-a com as outras operações chinesas e a concentração se torna impressionante. A China minera cerca de setenta por cento das terras raras do mundo e refina aproximadamente oitenta e cinco por cento delas. O número do refino é o que mais importa, porque é no refino que mora a química difícil, e é mais difícil construir uma nova refinaria do que abrir uma nova mina.

O mundo teve uma demonstração clara do que essa concentração significa em 2010, durante uma disputa de cotas de exportação entre a China e o Japão. A China restringiu os embarques de terras raras, os preços dispararam, e os fabricantes japoneses que dependiam desses metais para tudo, de motores de carros híbridos a eletrônicos de precisão, de repente entenderam o quanto estavam expostos. O episódio não durou muito, mas tornou a influência visível de um modo que nenhuma planilha jamais conseguiria. Um único país detendo um quase monopólio sobre uma classe de materiais com a qual o resto do mundo silenciosamente passou a contar é, na linguagem das cadeias de suprimento, um ponto de estrangulamento, um lugar estreito onde uma pequena interrupção produz grandes efeitos a jusante.

Cobalto, coltan e o mapa mineral da transição energética

As terras raras são a peça mais concentrada do quebra-cabeça, mas não são o quadro inteiro. Quatro minerais críticos carregam a maior parte da história da transição energética: terras raras para ímãs, mais lítio, cobalto e cobre para baterias e fiação. Cada um está concentrado em seu próprio canto do mundo, e o mapa que formam vai do ponto de estrangulamento de terras raras da China numa ponta até um tipo de problema bem diferente na outra.

Essa outra ponta é o leste da República Democrática do Congo. A região detém o principal suprimento mundial de coltan, o minério do qual o tântalo é refinado, e o tântalo é o que faz os capacitores de alta capacidade que se acomodam na circuitaria apertada de um smartphone. A sudeste, o cinturão de Katanga produz cerca de setenta por cento do cobalto do mundo, o metal que estabiliza os cátodos na maioria das baterias de íon de lítio. Ambas essas cadeias de suprimento estiveram emaranhadas em conflito armado desde a Segunda Guerra do Congo, que se estendeu de 1998 a 2003 e atraiu exércitos de todo o continente. A luta não simplesmente aconteceu de ocorrer onde estavam os minerais; o controle das minas tornou-se uma forma de financiar a luta, e foi assim que a expressão minerais de conflito entrou no vocabulário tanto dos fabricantes de eletrônicos quanto dos grupos de direitos humanos. O capacitor do seu celular pode ser pequeno, mas a questão de onde veio seu tântalo já ocupou tribunais, auditorias de fábrica e o direito internacional.

O triângulo do lítio e as salmouras do Atacama

Viaje para o lado oposto do planeta e a transição energética assume ainda outro caráter, desta vez escrito em água, e não em guerra. O triângulo do lítio, abrangendo o norte da Argentina, o sudoeste da Bolívia e o norte do Chile, detém cerca de metade das reservas mundiais de lítio. O lítio aqui não é escavado de rocha dura, mas dissolvido em salmoura sob vastos salares, os salares dos altos Andes. Para extraí-lo, as empresas bombeiam a salmoura para imensas lagoas rasas e deixam o sol fazer o trabalho, evaporando a água ao longo de muitos meses até que o lítio se concentre o suficiente para ser processado.

O problema é que isso acontece em alguns dos lugares mais secos da Terra. O Atacama está entre os desertos mais áridos do planeta, e bombear enormes volumes de salmoura, junto com a água doce usada no processamento, esgota a água da qual os ecossistemas e as comunidades ao redor dependem. As comunidades indígenas atacamenhas e kollas lideraram desafios jurídicos tanto no Chile quanto na Argentina por direitos à água, argumentando que a tecnologia verde celebrada em cidades distantes está sendo paga, em parte, com suas águas subterrâneas. É um corretivo útil para a história arrumadinha da energia limpa. Uma bateria que não produz emissões quando alimenta um carro ainda tem uma pegada geográfica, e aqui essa pegada é medida em litros retirados de um aquífero que leva muito tempo para se reabastecer.

Por que o gargalo fica mais a jusante do que você imagina

É tentador ler esses números de mineração e concluir que quem controla as minas controla a tecnologia. A realidade é mais sutil, e a cadeia de suprimento das terras raras mostra por quê. Ir de uma rocha a um ímã funcionando passa por quatro etapas industriais distintas, e cada uma é um lugar onde o controle pode se concentrar. Primeiro vem a mineração do minério, tipicamente os minerais bastnaesita ou monazita. Segundo vem a separação por extração com solventes, a química exigente que divide os elementos misturados em óxidos de elemento único. Terceiro vem a redução metalúrgica, transformando esses óxidos em metal puro. Quarto vem a fabricação de ligas, combinando o metal com ferro e boro para formar os ímãs de neodímio-ferro-boro, escritos NdFeB, que movem as turbinas eólicas e os motores dos veículos elétricos.

A China domina todas as etapas a partir da separação em diante, o que significa que o verdadeiro gargalo fica mais a jusante do que os números de mineração das manchetes sugerem. Um país poderia abrir uma nova mina de terras raras amanhã e ainda assim se ver embarcando o minério para a China para a separação, porque é ali que estão as refinarias e a expertise acumulada. É por isso que o número de oitenta e cinco por cento do refino importa mais que o número de setenta por cento da mineração. A mineração é a parte da cadeia mais fácil de realocar; a química que vem em seguida é a parte que se mostrou teimosamente difícil de construir em qualquer outro lugar. Entender isso muda a pergunta de política pública de onde escavamos para onde processamos.

Regulação, demanda em disparada e o longo prazo

Os governos não ignoraram essas dependências. A resposta regulatória mais clara ao problema dos minerais de conflito é a Seção 1502 da Lei Dodd-Frank, sancionada nos Estados Unidos em 21 de julho de 2010. Ela exige que empresas listadas nos EUA divulguem a devida diligência sobre suas cadeias de suprimento de estanho, tântalo, tungstênio e ouro provenientes da RDC e de seus vizinhos, os chamados minerais 3TG. A lei não proíbe nada diretamente; ela obriga as empresas a olhar, e a dizer publicamente o que encontram, com base na ideia de que a luz do sol muda o comportamento. Sua eficácia é genuinamente debatida, e pessoas razoáveis discordam sobre se regras de divulgação desse tipo reduzem o dano no terreno ou simplesmente deslocam o fornecimento para evitar a papelada.

O que não é debatido é a direção da demanda. O Panorama de Minerais Críticos de 2024 da Agência Internacional de Energia projeta, sob um cenário de zero líquido, um crescimento de cerca de nove vezes na demanda por lítio e de três vezes nos minerais para ímãs de terras raras até 2040. Esses números descrevem um mundo construindo muito mais baterias e ímãs do que a geografia de mineração existente foi projetada para suprir. Três alavancas de longo prazo poderiam aliviar a pressão. A primeira é a reciclagem, recuperar metais de baterias, ímãs e eletrônicos no fim da vida útil em vez de escavar minério novo. A segunda é a substituição, reprojetar as químicas para apoiar-se em materiais mais abundantes ou menos concentrados onde a engenharia permitir. A terceira é a diversificação, abrir novas minas e, sobretudo, novas refinarias em jurisdições fora da China e da RDC. Nenhuma dessas medidas muda a geografia rapidamente. As minas levam uma década para serem licenciadas e construídas, e as refinarias, mais tempo ainda. Mas, juntas, elas descrevem o sistema que a próxima geração vai herdar, e as escolhas que estão sendo feitas agora determinarão o quão concentrado, e o quão disputado, esse sistema permanecerá.

Principais conclusões

O smartphone é um mapa portátil da geografia mundial dos minerais críticos, e essa geografia é muito mais concentrada e relevante do que o vidro selado sugere. As terras raras não são quimicamente raras (o cério supera o cobre na crosta), mas os depósitos economicamente ricos e a química para separá-los estão de forma esmagadora na China, que minera cerca de setenta por cento do suprimento mundial e refina cerca de oitenta e cinco por cento, com a única mina de Bayan Obo produzindo de quarenta a cinquenta por cento sozinha; a disputa de exportação de 2010 com o Japão expôs essa influência. O leste da RDC fornece a maior parte do coltan do mundo (a fonte do tântalo para os capacitores) e, por meio do cinturão de Katanga, cerca de setenta por cento do cobalto, ambos emaranhados em conflito armado desde a Segunda Guerra do Congo e abordados, de modo imperfeito, pelas regras de divulgação sobre os minerais 3TG da Seção 1502 da Lei Dodd-Frank. O triângulo andino do lítio, formado por Argentina, Bolívia e Chile, detém cerca de metade das reservas mundiais de lítio em salmouras de salares, onde a extração por evaporação solar nos desertos mais secos do mundo provocou desafios por direitos à água liderados por indígenas. Crucialmente, o gargalo das terras raras está a jusante da mineração, nas etapas de separação e fabricação de ímãs que a China domina, e é por isso que construir novas minas sozinho não pode romper a dependência; só a reciclagem, a substituição e a nova capacidade de refino conseguem, e as três avançam lentamente contra uma curva de demanda que a AIE projeta que poderia crescer nove vezes para o lítio e três vezes para os minerais de ímãs até 2040.