A competição no mercado global pelo acesso às chamadas terras-raras – grupo de 17 metais da Tabela Periódica, que possuem propriedades ópticas e magnéticas especiais e que são essenciais para o funcionamento de quase qualquer dispositivo optoeletrônico e magnético, como lâmpadas fluorescentes, fibras ópticas para telecomunicações, lasers, equipamentos médicos, reatores nucleares de submarinos e até refinarias de petróleo, assim como para projetos de transição energética, pois estão presentes na composição dos ímãs e baterias que são empregados em tecnologias que se baseiam em energias renováveis – ganhou um novo aliado, que visa a reduzir o descompasso ente a oferta e a demanda.
Em 2020, por exemplo, foram extraídas 240 mil toneladas, em 2024 a produção global chegou a cerca de 390 mil toneladas, segundo dados do Serviço Geológico dos Estados Unidos. E a tendência é que, à medida que mais tecnologias são produzidas e desenvolvidas, esse número aumente. Estimativas da Agência Internacional de Energia apontam que, até 2040, a demanda por terras-raras aumentará cerca de sete vezes.
Embora as fontes de terras-raras sejam abundantes pelo planeta, minerá-las implica desafios e grandes impactos ambientais, o que pode tornar difícil atender os níveis da demanda. Esse descompasso tem servido de estímulo para a busca por outras possibilidades de extração desses componentes. No Instituto de Química da Unesp (IQ-Unesp), câmpus de Araraquara, os estudos nessa área vêm sendo desenvolvidos desde sua criação, em 1961. O professor do IQ Sidney José Lima Ribeiro é um dos pesquisadores que acompanhou a história desse campo, desenvolvendo pesquisas na área desde o seu mestrado, há quase 40 anos. Na última década, o docente passou a coordenar estudos voltados para a reciclagem de terras-raras, a partir de um processo conhecido como “mineração urbana”.
Em síntese, quando lâmpadas, computadores, celulares e outros dispositivos eletrônicos param de funcionar e são jogados no lixo, os minerais ali contidos podem ser reaproveitados para novas aplicações. “Desenvolvendo mecanismos para tratar rejeitos de equipamentos eletrônicos, que possuem terras-raras em grandes quantidades, e procuramos extrair e purificar essas substâncias”, explica Ribeiro. Para o pesquisador, o Brasil está perdendo a oportunidade de minerar as terras-raras devido à baixa reciclagem. Em 2022, o Brasil foi o segundo país que mais gerou lixo eletrônico, totalizando 2,4 milhões de toneladas, entretanto, menos de 3% foram recicladas.
Recuperadas e reutilizadas
As pesquisas do grupo coordenado por Ribeiro tiveram início em 2018, com financiamento da FAPESP, por meio de um acordo de colaboração entre países latinos e europeus. Naquela época, o grupo focou a recuperação do material a partir de lâmpadas fluorescentes descartadas. Esse tipo de lâmpada funciona a partir da excitação de um gás no interior do tubo, o que gera a luz a partir da emissão de radiação ultravioleta. As terras-raras compõem o pó que reveste os tubos de vidro, e são as responsáveis por converter a radiação UV em luz visível.
“À época, graças ao financiamento da FAPESP, pudemos comprar uma máquina que separa os componentes da lâmpada: o vidro, as partes metálicas e o pó”, conta Ribeiro. O pó normalmente é composto por uma mistura de luminóforos (isto é, substâncias que produzem luz) contendo diferentes terras-raras, como o Európio, o Ítrio e o Térbio. Com o material em mãos, o grupo desenvolveu metodologias para separar as terras-raras do restante dos elementos indesejados.
Bactérias que produzem ácido sulfúrico
Com o sucesso das pesquisas envolvendo lâmpadas fluorescentes, a partir de 2022 o grupo expandiu os estudos para testar a extração de terras-raras a partir de outros materiais. Também desenvolveram uma nova metodologia que envolve a ação de bactérias.
Intitulado “Tesouros no lixo: desenvolvimento de novos materiais e estratégias para extração, recuperação e aplicação de elementos terras-raras em resíduos eletrônicos e da indústria do petróleo”, o projeto financiado pelo CNPq tem como objetivo recuperar terras-raras a partir de material eletrônico descartado, e também a partir de catalisadores da indústria de petróleo, para aplicá-las no desenvolvimento de novos materiais. Para isso, sob a orientação da professora Denise Bevilaqua, também do Instituto de Química da Unesp, os pesquisadores utilizam uma bactéria chamada Acidithiobacillus thiooxidans, conhecida por produzir ácido sulfúrico.
Nesse caso, a recuperação do material ocorre pelo processo de biolixiviação. Como o próprio microrganismo produz os compostos químicos utilizados, essa é considerada uma técnica mais sustentável para extrair os metais dos minérios.
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