Como luvas de borracha nitrílica descartáveis viram material de captura de CO2

Luvas descartáveis de borracha nitrílica são fabricadas em quantidades impressionantes todos os anos - e a maior parte vai para o lixo após um único uso. Isso cria um fluxo de resíduos enorme e em expansão.

Um novo estudo de laboratório aponta um desfecho diferente para esse material. Em vez de queimar ou enterrar a borracha, pesquisadores mostraram que é possível transformá-la em um sólido capaz de capturar CO2 e de ser reutilizado repetidas vezes.

A proposta é ao mesmo tempo direta e ambiciosa: pegar um produto que hoje é tratado como problema de descarte e convertê-lo em uma ferramenta de controlo de emissões.

De luvas de borracha à captura de CO2

No estudo, Simon Kildahl, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Aarhus, e os seus colegas descrevem um método para converter luvas de borracha descartadas em um adsorvente de CO2.

Kildahl defende que essa mudança pode ser relevante por dois motivos: existe uma quantidade muito grande desse material disponível e a incineração continua a ser um destino comum para plásticos mistos ou difíceis de reciclar.

“Uma garrafa de plástico pode ser reciclada com relativa facilidade, como sabemos pelos sistemas de devolução com depósito”, disse ele. “Mas outros materiais plásticos são problemáticos porque não podem ser reutilizados da mesma forma. Por isso, muitas vezes acabam sendo queimados, que é atualmente o caso das luvas de borracha.”

“Nos nossos experimentos, convertemos a luva para que ela pudesse capturar CO2 em vez de se tornar um resíduo que libera CO2 e outros gases nocivos durante a incineração.”

Enfrentando plásticos difíceis de reciclar

Kildahl integra o Grupo Skydstrup, ligado ao Centro de Pesquisa em CO2 da Fundação Novo Nordisk (CORC), uma colaboração sediada na Universidade de Aarhus.

A missão mais ampla do centro é encontrar formas de capturar CO2 ou de convertê-lo em produtos úteis, incluindo combustíveis produzidos por processos de Power-to-X.

Esse foco em captura de carbono se conecta a outra linha de trabalho que o grupo vem explorando há anos: o que fazer com materiais normalmente classificados como não recicláveis.

Antes, os pesquisadores relataram maneiras de recuperar valor de espuma de poliuretano de colchões e também de resíduos de pás de turbina eólica, como epóxi e fibras de vidro.

Agora, eles aplicam um raciocínio semelhante às luvas de borracha nitrílica, que ocupam uma categoria desconfortável: são essenciais na saúde, amplamente usadas e, em geral, descartadas imediatamente.

O atrativo da nova abordagem é tentar resolver dois problemas ao mesmo tempo. Ela oferece um caminho para um fluxo de resíduos difícil e, ao mesmo tempo, cria um produto que pode ajudar a reduzir emissões em vez de aumentá-las.

A química remodela o resíduo de borracha

O método em laboratório começa com uma etapa mecânica simples: reduzir as luvas a pedaços menores. A partir daí, entra a parte química.

“Especificamente, trituramos a luva de borracha em pequenos pedaços. Em seguida, ela reage com um catalisador à base de rutênio e gás hidrogênio, após o que pode capturar CO2 de um gás de chaminé simulado”, explicou Kildahl. “No mundo real, isso poderia potencialmente acontecer em uma usina de energia.”

Ou seja, os pesquisadores não estão apenas derretendo e remodelando as luvas. Eles transformam quimicamente o material para que ele passe a ter outro comportamento e assuma uma função diferente.

Luvas de borracha viram uma “esponja” de CO2

A equipa avaliou o material usando gás de chaminé simulado - um detalhe importante, porque correntes de exaustão industriais contêm misturas gasosas complexas, e não CO2 puro.

Há ainda um aspecto prático que faz a ideia ir além de um truque de uso único. Depois de capturar CO2, o material pode ser regenerado.

Quando engenheiros aquecem o produto à base de borracha, ele libera o CO2 capturado, permitindo que o gás seja enviado para armazenamento subterrâneo ou usado em processos de Power-to-X. Ao mesmo tempo, o material se “renova” e fica pronto para capturar mais CO2.

Essa capacidade de alternar entre captura e liberação é essencial para qualquer tecnologia de captura de carbono realista. Se o material se degradasse rapidamente ou funcionasse apenas uma vez, o problema do resíduo simplesmente voltaria sob outra forma.

Repensando materiais de captura de carbono

A captura de CO2 não é novidade. Tecnologias estabelecidas já retiram dióxido de carbono de correntes de exaustão e até diretamente do ar.

O que diferencia o trabalho da equipa de Kildahl não é o objetivo, e sim o ponto de partida.

Muitos materiais de captura exigem produção significativa a montante, e grande parte dessa manufatura ainda depende de matérias-primas fósseis. Se uma solução climática depender de ampliar a produção baseada em petróleo, o benefício total pode diminuir.

Resíduo de borracha vira recurso climático

Em vez de fabricar um material novo do zero, os pesquisadores começam com um resíduo que, de outra forma, iria para aterros ou para incineração.

Eles apresentam o material derivado das luvas como uma forma de evitar adicionar mais insumos fósseis ao sistema. A proposta também se liga à escala do desafio destacada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), que tem apontado a necessidade de remover bilhões de toneladas de CO2 por ano até meados do século.

“É por isso que é inteligente utilizar um resíduo disponível em quantidades tão grandes, em vez de extrair mais petróleo do solo”, disse Kildahl.

“Com a luva de borracha, podemos criar um material de captura de CO2 em que quase cada átomo do produto vem de resíduo, exceto por uma pequena quantidade de hidrogênio.”

Esse é o argumento mais amplo por trás da química: a luva passa a ser um recurso para captura de carbono, e não um passivo emissor de carbono, enquanto o processo procura manter ao mínimo a entrada de novos insumos fósseis.

Estágio inicial, ambição alta

Por enquanto, os resultados ainda estão restritos ao laboratório - e isso não é um detalhe menor. Muitas reações funcionam de forma excelente em pequenos frascos de vidro, mas se comportam de modo bem diferente quando engenheiros tentam operá-las em escala industrial.

Kildahl situa o projeto entre os estágios iniciais e intermediários na escala de Nível de Prontidão Tecnológica (TRL) - por volta do nível três ou quatro.

Atualmente, a equipa trabalha em escala de gramas. O desafio seguinte é avançar para execuções em escala de quilogramas, quando transferência de calor, mistura e restrições de custo se tornam muito mais difíceis de controlar.

“Estamos trabalhando em escala de gramas agora, e as reações podem parecer e se comportar de forma diferente quando ampliamos para quilogramas. Mas os nossos resultados parecem muito promissores”, afirmou.

Tornando a captura de CO2 viável em custo

O custo é outro obstáculo. Hoje, o método depende de um catalisador caro. Qualquer caminho prático exigirá uma alternativa mais barata, uma reciclagem muito melhor do catalisador ou um redesenho do processo que reduza a quantidade necessária.

Ainda assim, os pesquisadores argumentam que já ultrapassaram um marco importante: em princípio, o método funciona. Agora, a equipa trabalha para deixar o material mais robusto, mais acessível e competitivo em relação a outras tecnologias de captura de carbono.

A equipa já comprovou que o conceito funciona e acredita que a tecnologia pode avançar para estágios de desenvolvimento mais elevados em breve, caso consigam melhorar a escalabilidade, reduzir custos e elevar o desempenho.