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Acesso em 23/05/2024 às 07h22.

Estratégias para redução de dióxido de carbono da atmosfera

Estratégias para redução de dióxido de carbono da atmosfera

Um dos maiores desafios do século XXI é o de encontrar formas para diminuir as emissões de dióxido de carbono, ou CO2, um dos gases responsáveis pelo chamado efeito estufa, causador das mudanças climáticas no planeta. As soluções passam pela redução da dependência dos combustíveis fósseis, pelo uso mais eficiente da energia e pela redução de seu consumo, além da busca por energia de fontes renováveis. Outra forma de administrar os níveis de dióxido de carbono lançado na atmosfera é por meio de sua captura, ou seja, fazer com que o CO2 seja retido quando ele fizer parte dos gases de exaustão industrial [1].

Atentos ao problema, muitos setores industriais no Brasil já vêm reduzindo as emissões dos gases causadores do efeito estufa. A indústria de cimento responde por cerca de 7% de todo o CO2 lançado na atmosfera em todo o mundo, mas no Brasil as fábricas desse insumo são responsáveis por apenas 2,3% das emissões totais do País, um terço da média mundial. Esta redução se deve principalmente a três fatores:

– uso de matérias-primas alternativas ao clínquer, principal ingrediente do cimento. Em vez de utilizar os ingredientes usuais, que são calcário e argila, as fábricas produzem o clínquer com escórias siderúrgicas (formadas por argila, silício e alumínio), cinzas de termoelétricas (que contêm silício, alumínio e ferro) e pó de calcário (mineral de carbonato de cálcio) [9];

– uso de combustíveis alternativos para alimentar os fornos de altíssima temperatura onde o cimento é preparado, como as biomassas (casca de arroz, caroço de açaí, casca de babaçu), e de resíduos, como pneus inservíveis, plásticos e lixo doméstico não-reciclável, num processo denominado coprocessamento;

– medidas de eficiência energética, com o uso de equipamentos de menor consumo térmico e elétrico.

Essas medidas reduziram em 18% o volume de carbono emitido pelo setor entre 1990 e 2019 enquanto a produção de cimento cresceu 220% no mesmo período, de acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland. A meta da entidade é reduzir em 33% as emissões de dióxido de carbono até 2050, o que significa deixar de lançar na atmosfera 420 milhões de toneladas de CO2 [2].

 

Pneus velhos alimentam fornos da indústria de cimento. Foto: Freepik

 

A queima de pneus usados para geração de energia na produção de cimento retirou da natureza mais de 1 milhão de toneladas de detritos somente em 2014, com aumento de 374% em relação ao ano 2000. Em 2015, as fábricas brasileiras de cimento queimaram em seus fornos 53 milhões de pneus inservíveis que normalmente iriam para lixões ou para o meio ambiente [3]. Atualmente, cerca de 70% dos pneus inservíveis são destruídos através do coprocessamento no país [12].

Em nível mundial, as indústrias do cimento, concreto e de agregados da Europa, Estados Unidos, América Latina e Ásia fundaram o Conselho de Sustentabilidade do Concreto para auditar e certificar o fornecimento e o consumo responsável dos insumos necessários a este processo industrial. Em todo o mundo, 400 empresas do setor já têm a certificação ou estão em processo de obtê-la [4].

No Brasil, o setor elaborou em 2019 o RoadMap Tecnológico do Cimento, que lista medidas para redução das emissões de carbono até 2050. A captura de carbono faz parte dessas medidas, em processos como a absorção química, que separa o CO2 dos demais gases efluentes e a utilização de membranas, que podem absorver até 80% do CO2. Além desses, outros processos inovadores, como a tecnologia de oxi-combustão, estão em análise [11].

Plataforma de petróleo da Petrobras. Foto: Divulgação

Armazenamento no pré-sal – A Petrobrás também investe na redução das emissões de CO2 na atmosfera. A empresa desenvolveu um programa de captura, uso e armazenamento geológico de CO2 que permite a produção de petróleo nos campos do pré-sal com baixa emissão de carbono. O gás retirado dos campos do pré-sal contém gás natural e também CO2 em sua composição. A tecnologia denominada Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) faz a separação do CO2 e do gás natural, e posteriormente reinjeta o CO2 de volta ao reservatório de onde saiu, onde ele fica armazenado. A reinjeção foi a solução encontrada para atender ao compromisso de não lançar na atmosfera o CO2 que está presente no gás natural. O programa foi lançando em 2008 e até o momento já reinjetou 30 milhões de toneladas de CO2. O resultado está em linha com os 10 compromissos de sustentabilidade da companhia, que incluem a meta de atingir o volume acumulado de 40 milhões de toneladas de CO2 reinjetadas até 2025   [5].

Outros segmentos da indústria química brasileira também fazem sua parte para conter o efeito estufa. A Associação Brasileira da Indústria Química, Abiquim, mantém desde 1992 o Programa Atuação Responsável, que reúne medidas essenciais ao desenvolvimento sustentável. As tecnologias e inovações sugeridas pelo programa permitiram a diminuição de 30% das emissões de gases de efeito estufa de 2006 a 2020 [7].

Ao participar da 26ª Conferência das Nações Unidas sobre Mudança do Clima – COP-26 – em 2021, o presidente-executivo da Abiquim, Ciro Marino, relacionou algumas medidas práticas adotadas no Brasil que contribuem para frear o efeito estufa. Ele citou o uso de catalisadores mais eficazes; a captura de carbono e o trabalho de forma complementar, ou seja, as emissões geradas por uma empresa são reaproveitadas como matéria-prima por outra; e o uso de matérias-primas renováveis, como a cana de açúcar, que gera insumos, inclusive para fabricação de plástico [8].

 

 

Outro tema que ganhou bastante destaque nos últimos anos, mas que não chega a ser uma novidade para o setor químico é a chamada Economia Circular. Alinhado ao Programa Atuação Responsável®, o esforço das empresas associadas da Abiquim para o desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias que atuam no controle e monitoramento de processos, no reúso de recursos e na automação, em uma visão alinhada com as melhores estratégias internacionais voltadas para a gestão segura de produtos, apoiando a ideia da revalorização de resíduos para que retornem aos ciclos de produção como matéria-prima valiosa, e não sejam tratados ou descartados como resíduos sem valor. [10]

Academia – A captura de carbono é o tema de diversos estudos em universidades e instituições científicas do Brasil e do mundo. Na Universidade de Campinas (Unicamp), um grupo de pesquisadores desenvolveu o cultivo de microalgas e cianobactérias em biorreator capaz de consumir o gás carbônico da atmosfera de forma eficiente, usando fotossíntese oxigênica, para converter CO2 em biomassa. De acordo com o estudo, o CO2 produzido em indústrias como a petrolífera, uma das principais fontes de gás carbônico, poderia ser transformado em biomassa. O emprego de microalgas é uma tecnologia limpa, por não gerar resíduos. Novo estudo do mesmo grupo de pesquisa indicou que a técnica desenvolvida tem uma taxa de fixação de CO2 em biomassa de até 3% [14]. Portanto, alcançar melhores resultados permanece como um grande desafio para a pesquisa nessa área.

Outra iniciativa acadêmica é a do departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). No início de 2022, o departamento inaugurou um laboratório que reúne projetos de captura e transformação de dióxido de carbono emitido pela produção de petróleo, usinas térmicas e indústrias. Durante quatro anos os pesquisadores analisarão processos químicos e biológicos, como o que utiliza bactérias coletadas em grandes profundidades na Antártica, em interfaces de rochas e gelo, que têm a capacidade de metabolizar o CO2 sob altas pressões. Outra área de pesquisa é o uso dos chamados solventes eutéticos profundos e de membranas que atuam em nível molecular para reter o dióxido de carbono e outras moléculas de gás [6].


Referências

1. Weller, M; Overton T.; Rourke J.; Armstrong F. Química Inorgânica. 6. ed. Bookman, 2017. 

2. Indústria cimenteira reduz emissões de Co2. Disponível neste link. Acesso em 16/12/2021. 

3. Indústria usa pneu para gerar energia na produção de cimento. Disponível neste link. . Acesso em 16/12/2021. 

4. Cimento terá selo de sustentabilidade. Disponível em https://www.cimentoitambe.com.br/massa-cinzenta/cimento-tera-selo-de-sustentabilidade-e-brasil-e-modelo/. Acesso em 16/12/2021. 

5. Pré-sal: tecnologia da Petrobras evita emissão de gás para atmosfera. Disponível neste link . Acesso em 04/01/2021. 

6. Novo laboratório da USP quer criar tecnologias para captura de carbono. Disponível neste link . Acesso em 10/01/2022. 

7. Abiquim – Programa Atuação Responsável. Acesso em 12/01/2022. 

8. A indústria química brasileira será líder em renováveis, diz Abiquim na COP-26. Disponível neste link. Acesso em 12/01/2022. 

9. O resíduo que vira cimento. Disponível em https://revistapesquisa.fapesp.br/o-residuo-que-vira-cimento-2/. Acesso em 25/01/2022. 

10 . Posicionamento Abiquim sobre Economia Circular. Disponível neste link.    Acessado em 16/06/2022. (Pode ser necessário fazer login usando uma conta de e-mail do Google para ter acesso ao conteúdo.

11. RoadMap tecnológico do cimento. Disponível em http://snic.org.br/assets/pdf/roadmap/roadmap-tecnologico-do-cimento-brasil.pdf. Acesso em 22/01/2022.

12. Deprá, M.C., Dias, R.R., Severo, I.A., de Menezes, C.R., Sepka, L.Q., Jacob-Lopes, E., Carbon dioxide capture and use in photobioreactors: The role of the carbon dioxide loads in the carbono footprint, Bioresources Technology, 314: 123745, doi: 10.1016/j.biortech.2020.123745.Epub 2020 Jun 26.

 

Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação do CRQ-IV, sob a orientação da professora Vera Constantino, do Instituto de Química da USP.

Publicado em 03/06/2022
Atualizado em 21/06/2022

 

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