O resíduo que sobra depois de se gastar combustível fóssil pode esconder um verdadeiro filão de elementos de terras raras avaliado em milhares de milhões de dólares.
Num artigo de 2024, geólogos estimaram que as cinzas residuais do carvão queimado em centrais eléctricas a combustíveis fósseis podem conter até US$165 billion em elementos de terras raras - e que até $97 billion poderão, de forma realista, ser extraídos.
Uma equipa liderada por geocientistas da Universidade do Texas em Austin defende que a recuperação destes elementos pode dar aos EUA uma fonte interna destas matérias-primas críticas, evitando tanto o esforço associado à mineração tradicional como a dependência de importações, que hoje fornecem a maior parte dos materiais de terras raras usados no país.
"Este caso exemplifica mesmo o lema 'do lixo ao tesouro'", afirma a geóloga Bridget Scanlon, da Escola Jackson de Geociências. "No fundo, estamos a tentar fechar o ciclo e usar resíduos para recuperar recursos que estão nos resíduos, ao mesmo tempo que reduzimos os impactos ambientais."
O que são elementos de terras raras (REEs) e por que são críticos
Os elementos de terras raras, ou REEs, são um conjunto de 17 elementos: os 15 lantanídeos da tabela periódica, mais o ítrio e o escândio. Nos EUA, são classificados como "minerais críticos" e são indispensáveis para centenas de sectores e tecnologias, incluindo baterias, turbinas eólicas, carros eléctricos e smartphones.
O problema é que os EUA têm poucas reservas próprias de REEs. Em vez disso, dependem quase por completo de importações, sendo que a maior parte - cerca de 70 percent - vem da China.
Cinzas de carvão e elementos de terras raras: um depósito à vista de todos
Investigação recente indica, contudo, que pode existir um depósito ainda por explorar de REEs “escondido à vista”: as 52 billion tons de resíduos de cinzas de carvão gerados por centrais eléctricas nos EUA desde a década de 1950.
O mecanismo é simples. O carvão - matéria vegetal antiga e fossilizada - não é um material “puro”; à medida que se forma e se consolida ao longo de eras, incorpora quantidades residuais de outros componentes. Essas quantidades são tão reduzidas que não compensaria extraí-las directamente, e muito menos superariam o valor do carvão enquanto recurso energético fóssil.
Quando o carvão é queimado, porém, ocorre algo relevante. As fracções combustíveis (como carbono, hidrogénio e enxofre) transformam-se em gases e dissipam-se, ficando as partes não combustíveis. Nesse conjunto entram minerais argilosos, quartzo e também REEs.
Como grande parte da massa do carvão desaparece sob a forma de fumo, a concentração de REEs nas cinzas vitrificadas que restam torna-se 4 a 10 vezes superior à do carvão não queimado.
Importa sublinhar que, mesmo assim, estas concentrações ficam muito abaixo das dos minérios explorados comercialmente. Ainda assim, o refino de cinzas de carvão não exigiria nova mineração extractiva - trabalha-se sobre material que já foi retirado do subsolo -, pelo que o esforço pode valer a pena.
Estimativas de valor e acessibilidade das cinzas de carvão nos EUA
Sob co-liderança de Scanlon e do geólogo Robert Reedy, o grupo reuniu décadas de dados sobre composição das cinzas, eficiência de extracção e localizações de armazenamento de resíduos em todo o território dos EUA. Com base nisso, estimam que possam existir 11 million tons de REEs em depósitos de cinzas de carvão acessíveis entre 1985 e 2021 - quase oito vezes a quantidade presente nas reservas actualmente contabilizadas no país.
O valor teórico total dos 15 lantanídeos (REEs) presentes em todas as cinzas de carvão dos EUA é de cerca de $56 billion. Dependendo do local, apenas 30-70 percent dessas cinzas estarão de facto acessíveis, o que baixa o valor total das cinzas acessíveis para $14 billion.
Segundo os investigadores, os lantanídeos que podem ser realisticamente extraídos a partir desse volume de cinzas acessíveis valem até $8.4 billion.
Ao incluir ítrio e escândio nas contas, os valores disparam: o total global atinge $165 billion, dos quais $97 billion seriam recuperáveis, de acordo com o artigo.
Técnicas de extracção ainda em desenvolvimento e benefícios potenciais
Grande parte deste potencial permanece no plano teórico, uma vez que os métodos de extracção ainda estão a ser estudados. Ainda assim, a dimensão do “tesouro” é suficientemente relevante para que cientistas e o governo dos EUA estejam a considerar seriamente as hipóteses.
"Para além de reforçar a segurança energética nos EUA através do desenvolvimento de recursos de REE, o valor económico da produção destes REEs poderá ajudar a compensar os custos de remediação de aterros ou lagoas de cinzas sem impermeabilização em zonas ambientalmente vulneráveis", concluem os autores.
"O potencial de desenvolvimento de recursos de REE a partir de cinzas de carvão deve ser avaliado a nível global nos países onde existam cinzas de carvão disponíveis."
Outras vias para obter elementos de terras raras
Existem muitas outras formas potencialmente viáveis de obter elementos de terras raras, embora várias também possam colocar obstáculos relevantes ao nível da extracção.
Nos últimos anos, alguns cientistas sugeriram que os vulcões poderão constituir uma fonte promissora destes minerais valiosos.
"Vulcões extintos ricos em ferro são frequentemente explorados para minério de ferro", explicou o geólogo Michael Anenburg, da Universidade Nacional Australiana, numa publicação. "Os nossos resultados indicam que as minas existentes nesses locais podem potencialmente ser adaptadas para produzir terras raras também."
A vida vegetal é outra hipótese. Num estudo publicado apenas este mês, investigadores identificaram um feto com uma capacidade notável escondida nos seus tecidos: recolher e armazenar elementos de terras raras a partir de solos metálicos, extraindo naturalmente esses recursos do terreno.
"Os elementos de terras raras são metais críticos para a energia limpa e aplicações de alta tecnologia, mas o seu abastecimento enfrenta desafios ambientais e geopolíticos", explicaram no artigo o geocientista Liuqing He, da Academia Chinesa de Ciências, e colegas. "A fitomineração, uma estratégia verde que usa plantas hiperacumuladoras para extrair metais do solo, oferece potencial para um abastecimento sustentável de REE, mas continua pouco explorada."
O estudo sobre cinzas de carvão foi publicado em November 2024 na Revista Internacional de Ciência e Tecnologia do Carvão.
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