Aço do futuro alia sustentabilidade e economia

Um estudo publicado esta semana na revista ACS Energy Letters apresenta um avanço promissor rumo a uma indústria siderúrgica mais limpa. A pesquisa propõe uma nova forma de produzir ferro – principal componente do aço – sem depender de carvão ou altas temperaturas, dois grandes vilões das emissões globais de carbono.

Em poucas palavras:

• Cientistas desenvolveram um novo método para produzir ferro sem usar carvão nem altas temperaturas;
• A técnica usa eletricidade para extrair ferro do minério, reduzindo emissões e operando de forma mais limpa;
• No laboratório, o processo funcionou bem com materiais puros, mas os minérios naturais são mais complexos;
• Para entender esse impacto, os pesquisadores testaram partículas com diferentes estruturas internas;
• As partículas porosas permitiram uma produção mais rápida e eficiente do que as densas;
• Com essa velocidade, o processo pode competir com o modelo tradicional e ajudar a tornar a siderurgia mais limpa.

Parte essencial da vida moderna, o aço hoje está em construções, carros, eletrodomésticos, pontes e maquinários. No entanto, seu processo de fabricação, baseado em altos-fornos alimentados por carvão, torna a siderurgia uma das indústrias mais poluentes do mundo. A produção de ferro, etapa inicial dessa cadeia, é responsável por grande parte dessas emissões.

Processo usa eletricidade na produção do aço ecológico

Com a demanda por aço crescendo no mundo inteiro, cientistas buscam alternativas que mantenham a produtividade sem comprometer o meio ambiente. Nesse cenário, pesquisadores da Universidade de Oregon (OSU), nos EUA, apostam na eletroquímica como solução.

Liderada pelo químico Paul Kempler, a equipe desenvolveu um processo que usa eletricidade para extrair ferro do óxido de ferro, um tipo comum de minério. Esse método opera em temperaturas mais baixas e sem o uso de combustíveis fósseis. Além disso, gera cloro como subproduto – uma substância valiosa para outras aplicações industriais.

No laboratório, a técnica funcionou bem com materiais puros. Mas os minérios naturais são mais complexos, com variações de forma, composição e estrutura. Para levar a ideia do laboratório à indústria, era preciso entender como esses fatores interferem na eficiência do processo eletroquímico.

Foi isso que os pesquisadores se propuseram a investigar. Eles criaram partículas de óxido de ferro com composições semelhantes, mas com arquiteturas internas diferentes (algumas porosas, outras densas) e testaram seu desempenho na produção de ferro.

O resultado foi claro: porosidade faz diferença. As partículas porosas permitiram uma produção de ferro mais rápida e eficiente. Isso ocorre porque elas têm uma maior área de superfície interna, o que facilita as reações químicas envolvidas no processo eletroquímico.

Já as partículas densas limitaram a quantidade de ferro produzida e tornaram o processo mais lento. “Com as partículas realmente porosas, conseguimos fazer ferro rapidamente em uma pequena área”, explicou Andrew Goldman, coautor do estudo, em um comunicado. “As densas não conseguem atingir a mesma velocidade”.

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Eficiência na fabricação reduz custos

Essa velocidade de produção é um fator decisivo para viabilizar a tecnologia em escala industrial. Grandes usinas eletroquímicas são caras de construir, e sua rentabilidade depende da rapidez com que produzem materiais. Se o ferro puder ser fabricado de forma ágil e constante, o investimento se paga mais rapidamente.

Usando as partículas porosas, a equipe estima que o ferro pode ser produzido por menos de US$600 (em torno de R$3,5 mil) por tonelada métrica – um valor comparável ao do processo tradicional, que usa carvão. Isso mostra que a eletroquímica pode ser competitiva não só ambientalmente, mas também economicamente.

Além disso, melhorias futuras podem reduzir ainda mais os custos. A equipe pretende aperfeiçoar o design dos eletrodos e explorar novos materiais porosos como matéria-prima. O objetivo é aumentar a eficiência, diminuir o consumo de energia e ampliar a escala do processo.

Para acelerar essa transição, os pesquisadores firmaram parcerias com engenheiros civis da OSU e com uma empresa especializada em fabricação de eletrodos. Essas colaborações visam transformar a ideia experimental em uma tecnologia comercial viável.

Para Goldman, a pesquisa mostra que é possível conciliar produção industrial e responsabilidade ambiental. “Ainda temos muito a resolver, claro. Mas este trabalho serve como ponto de partida para repensar como soluções industriais podem ser mais sustentáveis”.

Se bem-sucedido, o método pode inaugurar uma nova era para a siderurgia – menos dependente do carvão, mais alinhada às metas climáticas e com menor impacto ambiental. Em um setor historicamente difícil de descarbonizar, esse avanço oferece uma nova perspectiva para um futuro mais limpo.

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