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Investigadores financiados pela UE estão a transformar as emissões de carbono do lixo urbano em produtos domésticos do dia a dia – de líquidos de limpeza a artigos de couro.
As cidades europeias emitem enormes quantidades de gases de efeito de vestufa para a atmosfera. Dois serviços urbanos essenciais – a incineração de resíduos e o tratamento de águas residuais – estão entre os maiores contribuintes para as emissões municipais de CO2 na UE.
Esses sistemas são vitais para a saúde pública e a vida urbana, mas produzem emissões difíceis de eliminar completamente. Mas e se esse CO2 não precisasse ser desperdiçado?
Para um grupo internacional de investigadores, a poluição urbana por carbono representa uma oportunidade. Trabalhando em conjunto na iniciativa WaterProof, financiada pela UE, estão desenvolvendo uma maneira de capturar o CO2 desses processos e convertê-lo em ácido fórmico: um composto químico simples e altamente versátil, utilizado em diversos setores industriais.
Isso poderia permitir que as emissões de incineradores de resíduos e águas residuais fossem transformadas em produtos de limpeza para usar na pia, ou até mesmo no couro dos nossos sapatos.
Transformar um problema em um recurso.
Os esforços para combater as mudanças climáticas concentram-se principalmente em energias renováveis, eletrificação e maior eficiência. Mas algumas fontes continuam sendo teimosamente difíceis de eliminar.
“Algumas emissões são difíceis de interromper”, disse Annelie Jongerius, eletroquímica e gerente de programa da empresa química que coordena a pesquisa.
Uma opção é capturar o CO2 e armazená-lo no subsolo. Mas a equipe da WaterProof está a explorar uma alternativa mais circular: manter o carbono em uso em vez de isolá-lo.
“Seria melhor se pudéssemos usá-lo”, disse Jongerius. “Ao mesmo tempo, precisamos de alternativas às matérias-primas fósseis para a produção de produtos químicos.”
Esse desafio é particularmente visível em instalações como as operadas pela empresa holandesa de gestão de resíduos, que administra dois grandes incineradores de resíduos na Holanda.
“Temos que absorver todos os resíduos produzidos pela sociedade”, disse Jan Peter Born, gerente de inovação em valorização energética de resíduos . “Não temos como regular as emissões de CO2, a não ser incentivar as pessoas a comprar menos e reciclar mais.”
A empresa já captura parte do CO2 e vende-o para agricultores em estufas, que o utilizam para aumentar a produtividade de culturas como tomates e pepinos. Mas essa é apenas uma solução parcial.
“A maior parte do CO2 administrado às plantas é libertada novamente pelo tecto da estufa”, explicou Born. “Do nosso ponto de vista legal, trata-se de uma emissão retardada. É o agricultor quem consegue a redução das emissões, pois evita a queima de gás para produzir CO2.”
Os Investigadores do projeto WaterProof pretendem ir um passo além, transformando o carbono capturado em produtos úteis que o mantenham fora da atmosfera por mais tempo.
Do CO2 aos produtos de limpeza
No cerne da inovação WaterProof está um processo eletroquímico que converte o CO2 capturado em ácido fórmico usando eletricidade renovável.
“É uma das conversões mais simples que você pode fazer”, disse Jongerius.
Uma corrente elétrica impulsiona a reação em uma célula especializada, reduzindo o CO2 a ácido fórmico. Como o sistema funciona com eletricidade renovável e utiliza carbono derivado de resíduos, ele reduz a dependência de matérias-primas de origem fóssil.
O processo também pode oferecer benefícios adicionais. Em uma célula eletroquímica, duas reações ocorrem simultaneamente, uma em cada eletrodo. Embora a equipe da WaterProof se concentre na conversão de CO2 em ácido fórmico, eles também exploraram a possibilidade de combinar essa conversão com uma segunda reação que produz peróxido de hidrogénio e compostos relacionados.
Essas substâncias podem ajudar a decompor poluentes persistentes em águas residuais, incluindo resíduos de produtos farmacêuticos e pesticidas. No entanto, essa parte do processo ainda está em fase inicial e não está sendo implementada no sistema de demonstração atual.
A equipe está testando o ácido fórmico derivado de CO2 em produtos de limpeza ecológicos, para limpeza de sanitários e de superfícies.
“Ele funciona exatamente da mesma forma que o ácido fórmico produzido convencionalmente”, disse Jongerius. “É a mesma molécula.”
Além da limpeza, o projeto explora o uso de ácido fórmico derivado de CO2 no curtimento de couro. Embora o ácido possa ser usado em todos os tipos de couro, a equipe está a trabalhar atualmente para levar ao mercado couro de peixe ecológico – uma alternativa mais sustentável ao couro tradicional de origem bovina.
Ampliando a escala para um impacto no mundo real
Embora a química seja promissora, o aumento da escala de produção é o próximo desafio.
Com base em pesquisas anteriores financiadas pela UE, a equipe está a trabalhar numa unidade piloto de grande escala, na qual múltiplas células eletroquímicas são empilhadas, aumentando o volume de CO2 que pode ser processado. Se for bem-sucedida, essa unidade abrirá caminho para fábricas em escala comercial.
O design modular permite que o sistema seja adaptado a diferentes locais, desde estações de tratamento de águas residuais até incineradores. O objetivo é demonstrar o processo WaterProof no verão de 2026, mostrando que uma cadeia de produção livre de combustíveis fósseis pode operar em condições reais.
Esses sistemas poderiam eventualmente ser integrados à infraestrutura urbana, transformando as cidades em centros de produção química circular, em vez de fontes de emissões.
Recuperação de materiais valiosos a partir de resíduos
O potencial do trabalho em desenvolvimento vai além da reutilização do carbono. Os investigadores também estão a explorar como o ácido fórmico pode ser usado para recuperar materiais valiosos de fluxos de resíduos.
Ao combiná-lo com outros compostos, estão a desenvolver solventes eutéticos profundos – líquidos de baixa toxicidade capazes de dissolver e se ligar a metais em resíduos, permitindo sua extração.
Muitos materiais valiosos acabam nas cinzas de incineradores e no lodo de esgoto, incluindo cobre, lítio, cobalto e até pequenas quantidades de ouro – todos essenciais para as tecnologias modernas e a transição para uma economia verde.
A empresa já utiliza processos mecânicos para recuperar metais, separando as partículas mais pesadas das cinzas em um processo semelhante à garimpagem de ouro. Mas isso produz fluxos de metais mistos que são menos valiosos. Os novos solventes poderiam permitir uma separação mais precisa.
“Esses solventes eutéticos podem ser adaptados para atingir metais específicos”, disse Born. “Isso significa que você pode recuperar materiais individuais em vez de misturas, o que aumenta seu valor.”
No entanto, a realidade económica continua sendo um obstáculo. O ouro é o único metal recuperado que atinge um preço razoável, explicou Born. Para muitos outros, incluindo terras raras, o preço de mercado ainda é muito baixo para justificar o custo.
Isso levanta questões mais amplas sobre políticas e prioridades, especialmente porque a procura por materiais críticos continua a crescer: o quanto as sociedades estão dispostas a subsidiar a recuperação de resíduos e se o valor estratégico deve prevalecer sobre decisões puramente orientadas pelo mercado.
Fechando o ciclo
Esse tipo de pensamento, que transforma “resíduos em recursos”, está a ganhar força em toda a Europa. Novas regras da UE, previstas para 2026, visam tornar os materiais reciclados mais amplamente disponíveis e mais utilizados.
Se forem bem-sucedidas, essas iniciativas poderão ajudar a transformar ideias circulares, como as que estão por trás do projeto WaterProof, em realidade no dia a dia, apoiando a ambição da Europa de liderar o mundo na produção circular até 2030.
Ao interligar a captura de carbono, a produção química, o tratamento de água e a recuperação de materiais, os investigadores estão a reunir múltiplos elementos dessa visão num único sistema.
Para Jongerius, o conceito é ao mesmo tempo prático e simbólico.
“Se você retirar o CO2 das águas residuais, transformá-lo em um produto e, em seguida, usar esse produto para limpar sanitários, de modo que ele retorne ao sistema de esgoto, você cria um ciclo completo”, disse ela. “É o exemplo máximo da economia circular.”
Fonte: Horizon
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