Sheila Bárbara Ferreira Silva
A gestão de resíduos sólidos no setor industrial constitui não apenas uma obrigação regulatória imposta pelos marcos legais vigentes, mas também um vetor estratégico para ganhos de eficiência ambiental, operacional e econômica. Em um contexto marcado por crescentes pressões regulatórias, expectativas sociais mais elevadas e metas corporativas de descarbonização, a adoção de soluções inovadoras para o tratamento e a destinação de resíduos assume papel central nas estratégias de sustentabilidade empresarial. Nesse contexto, a Samarco vem estudando rotas tecnológicas para valorização energética de parte dos resíduos sólidos gerados em seus processos produtivos, como papel, plásticos, madeira, pneus, borrachas, tecidos, materiais oleosos, lodos de Estações de Tratamento de Efluentes (ETE).
Essa abordagem está alinhada aos princípios da economia circular, que buscam maximizar o valor dos materiais e reduzir a disposição final, reinserindo resíduos como insumos em novos processos. A valorização energética desses materiais surge como alternativa tecnológica promissora para mitigar impactos ambientais, convertendo resíduos com alto teor de carbono em gás de síntese (syngas), um portador energético de elevado valor agregado.
Com base em estimativas de geração anual, sazonalidade e composição típica dos resíduos, foram elaboradas misturas representativas que buscassem refletir, de forma realista, o perfil do resíduo disponível. O objetivo foi avaliar o comportamento termoquímico dos materiais e sua aptidão para conversão energética e identificar formulações ótimas de Combustível Derivado de Resíduos (CDR), verificando sua performance como combustível renovável em aplicações industriais de alta demanda térmica e operação contínua.
A gaseificação é um processo termoquímico realizado em atmosfera subestequiométrica de oxigênio, que converte parcialmente dos constituintes orgânicos dos resíduos sólidos em uma mistura gasosa rica em componentes energéticos. No interior do gaseificador, o carbono e o hidrogênio presentes no CDR são transformados predominantemente em monóxido de carbono (CO), hidrogênio (H2) e metano (CH4), além de frações menores de dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2) e vapor d'água (H2O). A composição do syngas depende de variáveis como temperatura, razão de equivalência e características do combustível.
O gás de síntese produzido apresenta elevada versatilidade de uso. Além de sua aplicação direta como insumo energético para geração de calor e vapor, o syngas pode ser empregado como matéria-prima para a síntese de produtos de maior valor agregado, tais como gás natural sintético (GNS), hidrogênio de baixo carbono, amônia, combustíveis líquidos sintéticos obtidos pela rota Fischer-Tropsch (incluindo diesel, gasolina e querosene de aviação), álcoois mistos, metanol e dimetil éter (DME). Essa multifuncionalidade amplia seu potencial estratégico na transição energética e na indústria química sustentável.
Antes de serem introduzidos no reator de gaseificação, os resíduos passam por pré-tratamento essencial para garantir a estabilidade e eficiência. Esse pré-tratamento compreende a segregação de materiais metálicos e inertes, a cominuição para ajuste granulométrico e controle da umidade, resultando na obtenção de um CDR tecnicamente adequado às exigências do sistema. O material é alimentado no reator por comportas não sincronizadas, minimizando perdas térmicas e evitar a entrada excessiva de ar indesejado.
O reator opera tipicamente entre 800 e 850 °C. O ar de processo, previamente aquecido pelo aproveitamento do calor sensível do próprio gás gerado, é injetado na base do reator, promovendo a fluidização do leito de sílica e a decomposição das macromoléculas orgânicas sob rigoroso controle de temperatura e disponibilidade de oxigênio. O regime operacional adotado favorece a conversão eficiente do carbono e reduz substancialmente a formação de alcatrões, um dos principais desafios técnicos associados à gaseificação de resíduos.
O syngas gerado é lavado e condicionado para remoção de partículas finas, sais, íons e impurezas, com efluentes tratados conforme legislação. As cinzas — cerca de 9% da massa alimentada — são classificadas como não perigosas (Classe II) e podem ser reaproveitadas na construção civil, mediante avaliação técnica. O gás tratado será usado nos fornos de pelotamento da unidade de Ubu, substituindo parcialmente o gás natural fóssil, com ganhos econômicos e avanço na descarbonização. Essa substituição representa não apenas uma oportunidade de redução de custos operacionais, mas também um avanço significativo na estratégia de descarbonização da companhia. Essa iniciativa reforça o compromisso da Samarco com mineração sustentável.
Embora inédita na mineração, a solução já é aplicada em outros setores. A Sustentável Soluções Energéticas, parceira tecnológica do projeto, implementa solução análoga de valorização energética de resíduos sólidos no setor químico, tendo celebrado com a Clariant S.A., contrato de fornecimento de energia térmica na modalidade take-or-pay. Nessa aplicação, o vapor de processo é produzido a partir do syngas gerado pela gaseificação de resíduos industriais perigosos (Classe I) e integrado diretamente às operações fabris da Clariant. O empreendimento já obteve junto a CETESB a Licença Ambiental de Instalação, encontrando-se em fase de execução, o que confere robustez técnica, regulatória e operacional à solução proposta.
A principal contribuição do projeto para a descarbonização decorre da eliminação do envio de parte desses resíduos em aterros. A Política Nacional de Resíduos Sólidos estabelece que a disposição final deve ocorrer apenas após o esgotamento das alternativas técnica e economicamente viáveis de recuperação. Ao suprimir o envio a aterros, interrompe-se o ciclo de geração de metano proveniente da decomposição anaeróbia dos resíduos, um gás de efeito estufa cujo Potencial de Aquecimento Global é dezenas de vezes superior ao do dióxido de carbono.
Além disso, a substituição parcial do gás natural por syngas adiciona um segundo ganho climático, ao reduzir emissões diretas associadas à queima de combustíveis fósseis. Configura-se, assim, um "duplo dividendo climático", no qual se evitam simultaneamente as emissões fugitivas de metano dos aterros e as emissões de CO₂ relacionadas ao consumo de gás natural.
Para além dos aspectos climáticos, a gaseificação proporciona benefícios ambientais adicionais, como a redução do risco de contaminação do solo e das águas subterrâneas e a diminuição da pressão sobre áreas destinadas à disposição final de resíduos. Do ponto de vista econômico, o syngas apresenta custo potencialmente inferior e maior estabilidade de preço em relação ao gás natural, por não estar sujeito às flutuações do mercado internacional de commodities energéticas, conferindo maior previsibilidade orçamentária e segurança no suprimento energético de longo prazo.
Em síntese, a incorporação da gaseificação de resíduos sólidos em sistemas industriais configura uma solução integrada, madura e altamente sinérgica para os desafios da descarbonização e da transição energética. Ao unir benefícios ambientais, regulatórios, operacionais e econômicos, essa tecnologia consolida-se como elemento-chave na agenda da economia circular e da sustentabilidade industrial.