Pesquisadores est\u00e3o sugerindo concentrar os esfor\u00e7os de pesquisa e desenvolvimento em sete processos qu\u00edmicos de separa\u00e7\u00e3o que s\u00e3o altamente intensivos em energia, com o objetivo de desenvolver vers\u00f5es de baixa energia. <\/p>\n
Al\u00e9m de diminuir o uso de energia, melhores t\u00e9cnicas de separa\u00e7\u00e3o de produtos qu\u00edmicos a partir de misturas dever\u00e3o reduzir a polui\u00e7\u00e3o e as emiss\u00f5es de di\u00f3xido de carbono e abrir novas rotas para obten\u00e7\u00e3o de recursos cr\u00edticos que o mundo precisa. <\/p>\n
“Queremos ressaltar quanto da energia do mundo est\u00e1 sendo usada para separa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas e apontar algumas \u00e1reas onde grandes avan\u00e7os poderiam ser feitos por meio da expans\u00e3o das pesquisas. Esses processos s\u00e3o praticamente invis\u00edveis para a maioria das pessoas, mas h\u00e1 grandes recompensas potenciais – tanto para a energia quanto para o meio ambiente – para o desenvolvimento de processos de separa\u00e7\u00e3o otimizados nessas \u00e1reas,” afirmam David Sholl e Ryan Lively, do Instituto de Tecnologia da Ge\u00f3rgia, nos EUA. <\/p>\n
Intitulada “Sete separa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas para mudar o mundo”, a lista n\u00e3o pretende ser exaustiva, mas destaca alguns dos processos industriais mais importantes na atualidade. <\/p>\n
1. Hidrocarbonetos a partir do petr\u00f3leo bruto <\/p>\n
Hidrocarbonetos do petr\u00f3leo s\u00e3o os principais ingredientes para produzir combust\u00edveis, pl\u00e1sticos e pol\u00edmeros – elementos-chave para a economia mundial. A cada dia, de acordo com o relat\u00f3rio, as refinarias de todo o mundo processam cerca de 90 milh\u00f5es de barris de petr\u00f3leo bruto, utilizando principalmente processos de destila\u00e7\u00e3o atmosf\u00e9rica, que consomem cerca de 230 gigawatts de energia por ano, o equivalente ao consumo total de energia do Reino Unido. <\/p>\n
A destila\u00e7\u00e3o envolve o aquecimento do \u00f3leo cru para capturar diferentes compostos \u00e0 medida que eles evaporam em diferentes pontos de ebuli\u00e7\u00e3o – um processo chamado destila\u00e7\u00e3o fracionada. Encontrar alternativas \u00e9 dif\u00edcil porque o \u00f3leo \u00e9 quimicamente complexo e deve ser mantido a temperaturas elevadas para manter o espesso \u00f3leo bruto fluindo. <\/p>\n
2. Alcenos de alcanos <\/p>\n
A produ\u00e7\u00e3o de alguns pl\u00e1sticos requer alcenos – hidrocarbonetos, tais como o etano e o propeno, cuja produ\u00e7\u00e3o anual \u00e9 superior a 200 milh\u00f5es de toneladas. A separa\u00e7\u00e3o do eteno a partir do etano, por exemplo, tipicamente requer destila\u00e7\u00e3o criog\u00eanica de alta press\u00e3o. <\/p>\n
T\u00e9cnicas de separa\u00e7\u00e3o h\u00edbridas que usem uma combina\u00e7\u00e3o de membranas (filtros muito finos) e de destila\u00e7\u00e3o poderiam reduzir o uso de energia por um fator de dois ou tr\u00eas, mas podem ser necess\u00e1rios volumes gigantescos de materiais para filtragem – at\u00e9 um milh\u00e3o de metros quadrados de membrana para uma \u00fanica ind\u00fastria qu\u00edmica. <\/p>\n
3. Gases de efeito estufa de emiss\u00f5es dilu\u00eddas <\/p>\n
A emiss\u00e3o de di\u00f3xido de carbono e de hidrocarbonetos como o metano contribuem para a mudan\u00e7a clim\u00e1tica global. A remo\u00e7\u00e3o desses compostos a partir de fontes dilu\u00eddas, como as emiss\u00f5es de usinas de energia, pode ser feita usando amina l\u00edquida, mas remover o di\u00f3xido de carbono da amina exige calor. Por isso s\u00e3o necess\u00e1rios m\u00e9todos menos dispendiosos para a remo\u00e7\u00e3o do CO2.<\/p>\n
4. Metais de terras raras a partir de min\u00e9rios <\/p>\n
Elementos das terras raras s\u00e3o utilizados em \u00edm\u00e3s, catalisadores e em LEDs, entre muitas outras aplica\u00e7\u00f5es de alta tecnologia. <\/p>\n
Embora esses materiais n\u00e3o sejam realmente raros, \u00e9 dif\u00edcil obt\u00ea-los porque eles ocorrem em quantidades muito pequenas, devendo ser separados a partir de min\u00e9rios com baixa concentra\u00e7\u00e3o, utilizando processos mec\u00e2nicos e qu\u00edmicos complexos. Virtualmente qualquer novidade ser\u00e1 bem-vinda. <\/p>\n
5. Ur\u00e2nio da \u00e1gua do mar <\/p>\n
A energia nuclear poderia fornecer eletricidade adicional, mas as reservas de ur\u00e2nio do mundo s\u00e3o limitadas. No entanto, h\u00e1 mais de quatro bilh\u00f5es de toneladas do elemento dissolvidas nas \u00e1guas dos oceanos. A separa\u00e7\u00e3o do ur\u00e2nio da \u00e1gua do mar \u00e9 complicada pela presen\u00e7a de metais como o van\u00e1dio e o cobalto, que s\u00e3o capturados juntamente com o ur\u00e2nio pelas tecnologias existentes. <\/p>\n
Processos para obten\u00e7\u00e3o de ur\u00e2nio a partir da \u00e1gua do mar t\u00eam sido demonstrados em pequena escala, mas eles precisam ser melhorados antes que possam fazer uma contribui\u00e7\u00e3o substancial para a expans\u00e3o da energia nuclear. <\/p>\n
6. Separar derivados do benzeno <\/p>\n
O benzeno e seus derivados s\u00e3o essenciais para a produ\u00e7\u00e3o de muitos pol\u00edmeros, pl\u00e1sticos, fibras, solventes e aditivos de combust\u00edvel. Hoje estas mol\u00e9culas s\u00e3o separadas usando colunas de destila\u00e7\u00e3o com o uso de uma energia anual combinada de cerca de 50 gigawatts. Avan\u00e7os em membranas ou absorventes poderiam reduzir significativamente o gasto de energia. <\/p>\n
7. Contaminantes-tra\u00e7o da \u00e1gua <\/p>\n
A dessaliniza\u00e7\u00e3o j\u00e1 \u00e9 cr\u00edtica para satisfazer a necessidade de \u00e1gua pot\u00e1vel em algumas regi\u00f5es do mundo, mas o processo \u00e9 intensivo em energia e em capital, tanto para os processos de membrana como para os de destila\u00e7\u00e3o. O desenvolvimento de membranas mais produtivas e mais resistentes a incrusta\u00e7\u00f5es poderia reduzir os custos. <\/p>\n
Bibliografia: <\/p>\n Seven chemical separations to change the world Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Pesquisadores est\u00e3o sugerindo concentrar os esfor\u00e7os de pesquisa e desenvolvimento em sete processos qu\u00edmicos de separa\u00e7\u00e3o que s\u00e3o altamente intensivos em energia, com o objetivo de desenvolver vers\u00f5es de baixa energia. Al\u00e9m de diminuir o uso de energia, melhores t\u00e9cnicas de separa\u00e7\u00e3o de produtos qu\u00edmicos a partir de misturas dever\u00e3o reduzir a polui\u00e7\u00e3o e as […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[29,6],"tags":[],"class_list":{"0":"post-26843","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-materiais","7":"category-noticias"},"yoast_head":"\n
\nDavid S. Sholl, Ryan P. Lively
\nNature
\nVol.: 532, 435-43
\nDOI: 10.1038\/532435a<\/em><\/p>\n