As cinzas residuais resultantes da queima de combustíveis fósseis podem esconder um verdadeiro depósito de elementos de terras raras (ETR), avaliado em dezenas - e até centenas - de mil milhões de dólares.
Um artigo científico de 2024 estima que a cinza de carvão produzida em centrais eléctricas a combustíveis fósseis poderá conter até 165 mil milhões de dólares (EUA) em ETR, sendo que até 97 mil milhões de dólares (EUA) poderão, em teoria, ser tecnicamente recuperáveis.
Cinzas de carvão e elementos de terras raras (ETR): uma oportunidade interna
Uma equipa liderada por geocientistas da Universidade do Texas em Austin defende que apostar na recuperação destes elementos a partir de resíduos pode ajudar os Estados Unidos a obter uma fonte nacional de ETR, reduzindo o peso da importação e evitando parte do esforço associado à mineração convencional.
A geóloga Bridget Scanlon, da Escola Jackson de Geociências, resume a ideia como uma transformação de “lixo em tesouro”: a proposta passa por fechar o ciclo, valorizando um resíduo já existente, ao mesmo tempo que se podem diminuir impactos ambientais ligados à deposição de cinzas.
O que são os ETR e por que são considerados minerais críticos
Os elementos de terras raras (ETR) correspondem a um conjunto de 17 elementos: os 15 lantanídeos da tabela periódica, mais ítrio e escândio. Nos Estados Unidos, são classificados como minerais críticos e sustentam centenas de aplicações e sectores, incluindo baterias, turbinas eólicas, automóveis eléctricos e telemóveis inteligentes.
Apesar da sua importância, o país dispõe de poucas reservas próprias e depende fortemente de importações; segundo o artigo, cerca de 70% do fornecimento de ETR provém da China.
O “depósito” que está à vista: 52 mil milhões de toneladas de cinza de carvão
Investigação recente indica que poderá existir um enorme recurso por explorar em resíduos acumulados: as 52 mil milhões de toneladas de resíduos de cinzas de carvão geradas por centrais norte-americanas desde a década de 1950.
A lógica é simples: o carvão - matéria vegetal antiga fossilizada - não é quimicamente “puro”. Durante a sua formação, incorpora quantidades vestigiais de diversos materiais. Em estado bruto, essas quantidades são tão pequenas que não compensam a extracção, e dificilmente ultrapassariam o valor do carvão como combustível.
Porque a queima aumenta a concentração de ETR nas cinzas
Quando o carvão é queimado, acontece um efeito de concentração. Os componentes combustíveis - como carbono, hidrogénio e enxofre - são libertados sob a forma de gases. O que sobra são as fracções não combustíveis, onde se incluem minerais argilosos, quartzo e também ETR.
Como grande parte da massa do carvão desaparece na forma de fumo e gases, a concentração de ETR na cinza vítrea resultante torna-se 4 a 10 vezes superior à do carvão antes de ser queimado.
Convém sublinhar que, mesmo assim, estes teores permanecem abaixo dos que se encontram em minérios comerciais. Ainda assim, refinar cinzas de carvão tem uma vantagem decisiva: não exige nova mineração extractiva, porque trabalha sobre um material que já foi removido do subsolo e está armazenado como resíduo - o que pode tornar o esforço global economicamente interessante.
O que os dados indicam: valores, acessibilidade e potencial de extracção
O trabalho, co-liderado por Scanlon e pelo geólogo Robert Reedy, reuniu décadas de informação sobre composição das cinzas, eficiência de extracção e localização de depósitos de resíduos por todo o território dos Estados Unidos.
Com base nesses registos, a equipa estima que, entre 1985 e 2021, poderão existir cerca de 11 milhões de toneladas de ETR em depósitos de cinzas de carvão considerados acessíveis - um volume que, segundo os autores, equivale a quase oito vezes a quantidade presente nas reservas actualmente contabilizadas no país.
No que respeita aos 15 lantanídeos, o valor teórico total contido em toda a cinza de carvão dos Estados Unidos é de aproximadamente 56 mil milhões de dólares (EUA). Porém, a acessibilidade varia muito consoante o local: estima-se que 30% a 70% da cinza possa ser efectivamente acessível, o que reduz o valor teórico do material acessível para cerca de 14 mil milhões de dólares (EUA).
Dentro desse subconjunto acessível, os lantanídeos que poderiam ser extraídos de forma viável atingiriam um valor de até 8,4 mil milhões de dólares (EUA).
O quadro muda drasticamente quando se incluem ítrio e escândio: com estes dois elementos adicionados, o valor total agregado das cinzas de carvão subiria para 165 mil milhões de dólares (EUA), dos quais 97 mil milhões de dólares (EUA) seriam, de acordo com o artigo, recuperáveis.
Da teoria à prática: métodos de extracção e desafios ambientais
Os autores reconhecem que grande parte deste potencial permanece teórico, porque as técnicas de extracção ainda estão a ser avaliadas e optimizadas. Na prática, transformar cinza de carvão em uma fonte consistente de ETR implica resolver questões como variabilidade química entre depósitos, custos de processamento e etapas de separação dos elementos.
Outro ponto incontornável é a gestão ambiental: muitos depósitos de cinzas estão armazenados em aterros ou lagoas sem impermeabilização, por vezes em zonas ambientalmente vulneráveis. Se a recuperação de ETR for integrada em programas de reabilitação, poderá simultaneamente reduzir riscos e criar valor económico.
Os investigadores concluem que, além de reforçar a segurança energética e industrial dos Estados Unidos através do desenvolvimento de recursos de ETR, a produção destes elementos pode ajudar a compensar os custos de remediação de depósitos de cinzas sem revestimento. Acrescentam ainda que o potencial de desenvolver recursos de ETR a partir de cinzas de carvão deve ser avaliado globalmente, em países onde este resíduo esteja disponível.
Um aspecto adicional a considerar é o enquadramento regulatório: para que a recuperação de ETR avance, será necessário articular normas de licenciamento, monitorização e destino final dos resíduos processados, garantindo que a valorização não cria novos passivos ambientais e que os benefícios se traduzem em ganhos reais para as comunidades próximas.
Outras vias possíveis para obter ETR (e as suas dificuldades)
Embora as cinzas de carvão possam representar uma fonte relevante, existem outras estratégias estudadas para obter elementos de terras raras, muitas delas também com obstáculos técnicos e ambientais.
Nos últimos anos, investigadores sugeriram que vulcões podem ser uma fonte promissora destes minerais valiosos. O geólogo Michael Anenburg, da Universidade Nacional Australiana, explicou numa plataforma de divulgação científica que vulcões extintos ricos em ferro são frequentemente explorados para obter minério de ferro, e que os resultados do seu trabalho indicam que minas já existentes nesses locais poderão ser adaptadas para produzir também terras raras.
Outra alternativa vem do mundo vegetal. Num estudo publicado recentemente, cientistas identificaram uma samambaia com uma capacidade notável: acumular e armazenar ETR nos seus tecidos a partir de solos metálicos, funcionando como um mecanismo natural de extracção.
No artigo, o geocientista Liuqing He, da Academia Chinesa de Ciências, e colegas destacam que os ETR são metais essenciais para energia limpa e aplicações de alta tecnologia, mas que o fornecimento enfrenta desafios ambientais e geopolíticos. Defendem ainda que a fitomineração - uma abordagem “verde” que recorre a plantas hiperacumuladoras para extrair metais do solo - pode abrir caminho para um abastecimento mais sustentável de ETR, embora permaneça pouco explorada.
O que está em jogo
À medida que a ciência testa novas opções - da cinza de carvão à fitomineração, passando por depósitos associados a vulcanismo - torna-se claro que muito dependerá de como o mundo decidirá obter estes elementos valiosos, equilibrando custos, impactos e segurança de abastecimento.
O estudo sobre cinzas de carvão foi publicado em Novembro de 2024 na Revista Internacional de Ciência do Carvão e Tecnologia.
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