Captura de CO2 utilizando águas residuais: estudo demonstra o potencial industrial
O processo imita a meteorização natural do carbonato e pode ser alargado a nível mundial sem um consumo significativo de energia.
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As águas residuais industriais alcalinas da produção de aço ou cimento são ideais para ligar e sequestrar o dióxido de carbono (CO₂) quimicamente, com segurança e a longo prazo. Este é o resultado de um estudo efectuado pelo Helmholtz-Zentrum Hereon. Até à data, estas águas residuais têm sido despejadas nos rios sem utilizar a sua capacidade de sequestro de CO2. No futuro, poderá neutralizar milhões de toneladas de CO₂ - oferecendo uma opção atractiva e implementável para mitigar as alterações climáticas. O estudo foi recentemente publicado na revista Environment, Science & Technology Letters.
Apesar do Acordo Climático de Paris e de todas as medidas de poupança de energia, as emissões globais de CO₂ continuam a aumentar. Os actuais esforços de proteção do clima, como a expansão da energia solar e eólica, não foram até agora suficientes para parar ou mesmo inverter esta tendência. Por isso, há vários anos que os especialistas em clima têm vindo a insistir na remoção do CO₂ da atmosfera e no seu sequestro a longo prazo. Um dos principais focos é um método que imita um processo natural que tem controlado os níveis atmosféricos de CO₂ durante milhares de milhões de anos: a meteorização das rochas, que liga quimicamente o CO2 aos chamados carbonatos - vulgarmente conhecidos, por exemplo, como bicarbonato de sódio. Os carbonatos - entram no ambiente através da meteorização de rochas ricas em calcário. A chuva leva-os para os rios e para o oceano, onde reagem com o CO₂. Desta forma, o gás com efeito de estufa CO2 permanece quimicamente ligado durante longos períodos e é removido da atmosfera. Os investigadores conseguiram agora desenvolver um processo à escala industrial baseado neste princípio, que pode ligar e sequestrar muitos milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano.
Reação do ácido carbónico
"O nosso processo baseia-se essencialmente numa reação que muitas pessoas recordam das aulas de química - a neutralização de uma base por um ácido", explica o Prof. Helmuth Thomas, diretor do Instituto Hereon para os Ciclos de Carbono. Um exemplo clássico é a reação do hidróxido de sódio com ácido clorídrico, produzindo sal de mesa. O CO₂ comporta-se de forma semelhante. O CO₂ do ar reage com a água para formar ácido carbónico. Quando este ácido carbónico reage com uma base - um líquido alcalino - forma-se bicarbonato, que liga o CO₂ à água a longo prazo. A ideia subjacente ao projeto não é utilizar carbonatos derivados de rochas para a reação com o ácido carbónico, mas sim águas residuais industriais alcalinas. "Estas águas residuais alcalinas são produzidas em grandes quantidades - por exemplo, na produção de cimento ou aço", diz Thomas. Até agora, têm sido misturadas com ácido sulfúrico ou clorídrico para neutralizar a base antes de serem lançadas nos rios. Por outras palavras: o potencial das águas residuais para ligar o CO₂ permaneceu completamente inexplorado e parece desperdiçado.
Mas e se, em vez de ácido sulfúrico, as águas residuais alcalinas fossem neutralizadas com CO₂ - ou ácido carbónico - no futuro? Este método permitiria que grandes quantidades do gás com efeito de estufa fossem quimicamente ligadas como bicarbonato a uma escala industrial. A questão em aberto era a quantidade de dióxido de carbono que poderia efetivamente ser ligada através deste processo. Para responder a esta questão, foi necessário o conhecimento químico de Thomas, que calculou o volume de negócios exato do CO₂ para estes sistemas. O resultado foi claro: neutralizar o CO₂ desta forma vale a pena - especialmente porque o consumo de energia das instalações é baixo. As restrições ambientais e regulamentares, em particular no que diz respeito às condições de pH, são cumpridas através da adaptação automática das águas libertadas às condições originais do rio recetor.
Potencial global
Há já algum tempo que os especialistas têm vindo a discutir a ligação química do CO₂ aos carbonatos. Uma ideia tem sido a de transportar farinha de rocha das montanhas para o mar através de comboios e camiões, carregá-la em navios e dispersá-la no oceano. Mas o esforço logístico seria enorme. Além disso, ninguém sabe com que eficiência ou rapidez os carbonatos da farinha de rocha reagiriam com o CO₂ na água - ou se simplesmente se afundariam antes de a reação ocorrer. Isto não é um problema numa instalação industrial: toda a reação ocorre no local e o balanço de massa pode ser calculado com precisão. "O que é ótimo é que a tecnologia necessária já está disponível", diz Helmuth Thomas. Ao contrário de muitos outros conceitos para reduzir o CO₂ atmosférico, a reação pode começar imediatamente. O potencial é enorme: se todas as águas residuais industriais alcalinas do mundo fossem utilizadas para este processo, cerca de 30 milhões de toneladas de CO₂ poderiam ser eliminadas por ano.
Investigação de ponta para um mundo em mudança
A investigação científica do Helmholtz-Zentrum Hereon tem como objetivo a preservação de um mundo em que valha a pena viver. Para o efeito, cerca de 1000 colaboradores geram conhecimento e investigam novas tecnologias para uma maior resiliência e sustentabilidade - em benefício do clima, da costa e das pessoas. O caminho da ideia para a inovação passa por uma interação contínua entre estudos experimentais, modelização e IA até aos gémeos digitais que mapeiam os diversos parâmetros do clima e da costa ou da biologia humana no computador. Trata-se de uma abordagem interdisciplinar que abrange desde a compreensão científica fundamental dos sistemas complexos até aos cenários e aplicações práticas. Como membro ativo de redes de investigação nacionais e internacionais e da Associação Helmholtz, a Hereon apoia a política, as empresas e a sociedade na construção de um futuro sustentável, transferindo os conhecimentos especializados que adquiriu.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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