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A tecnologia que ‘captura’ carbono da atmosfera para produzir diamantes

Carbono: um elemento simples que representa problemas muito profundos para nós.

O excesso de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera contribui para o aquecimento global, com uma ameaça de colapso climático irreversível.

No entanto, o carbono também é o bloco de construção essencial de toda a vida. Ela compõe a comida que nos sustenta e fornece a energia que alimenta a economia.

Então, se há tanto carbono no ar e de qualquer maneira precisamos desse elemento para nossa vida diária, por que não usá-lo a nosso favor?

Essa é a ideia de vários projetos que buscam capturar as emissões de gases de efeito estufa diretamente da atmosfera e utilizá-las de forma produtiva.

A Climeworks, da Suíça, e a Carbon Engineering, do Canadá, são duas dessas empresas que usam a tecnologia Direct Air Capture (também conhecida pela sigla em inglês DAC) para extrair CO2 da atmosfera e usá-lo para fazer de tudo — de calças a diamantes.

Mas essas joias, claro, têm um custo.

Antes de mais nada, vale ressaltar que a DAC não é uma “bala de prata” — e os próprios representares do setor admitem isso.

O processo de captura e extração de CO2 provavelmente liberará algum carbono no ar. Além disso, a tecnologia ainda é muito cara e a contribuição que ela realmente dá para a remoção dos poluentes do ar é mínima no atual momento.

Mas muitos especialistas acreditam que a tecnologia de remoção de dióxido de carbono (CDR) — que inclui a DAC — é uma das ferramentas cruciais que precisamos usar para evitar uma catástrofe climática nas próximas décadas.

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) — o órgão das Nações Unidas que avalia a ciência relacionada ao tema — concluiu em seu relatório de abril de 2022 que “a implantação de CDR para contrabalançar as emissões residuais difíceis de reduzir é inevitável”.

Essa é uma necessidade reconhecida pelo mercado. Grande parte do CO2 capturado será simplesmente armazenado abaixo do solo ou no fundo do mar, mas um setor em crescimento procura utilizar esse elemento essencial em cadeias produtivas.

Dados divulgados pela Reuters em 2021 mostraram que várias startups envolvidas com essa tecnologia conseguiram cerca de US$ 800 milhões de investidores naquele ano para fabricar uma variedade de produtos usando as emissões de CO2. O valor é o triplo do que foi investido em 2020.

A seguir, você confere algumas das coisas interessantes que podem ser feitas a partir do ar poluído.

Diamantes vindos ‘do nada’

Os diamantes são basicamente um pedaço extremamente condensado de carbono. A joalheria Aether, sediada em Nova York, nos EUA, produz diamantes a partir do CO2 extraído da atmosfera e garante que todas as etapas do processo são feitas com energia sustentável.

De acordo com Aether, esses diamantes cultivados em laboratório são idênticos do ponto de vista químico e visual aos diamantes extraídos das minas. A única maneira de saber a diferença é fazendo uma análise química mais aprofundada. Eles são até certificados pelo Instituto Gemológico Internacional, da mesma forma que os diamantes “originais”.

Mas como os diamantes são feitos a partir da poluição? Primeiro, em parceria com a Climeworks, aspiradores gigantes puxam o ar da atmosfera. Daí, um filtro especial captura o dióxido de carbono e outros poluentes.

O CO2 é então enviado para uma instalação na Europa, onde é convertido em metano de hidrocarboneto, que serve como matéria-prima.

Este, por sua vez, é enviado para o reator da Aether em Chicago, nos EUA, onde calor e pressão extremos permitem “cultivar” os diamantes.

Basicamente, o processo de calor e pressão de um milhão de anos necessário para criar um diamante natural é feito em um laboratório em cerca de três a quatro semanas.

E a Aether não é a única empresa que investe nessa ideia — várias outras ao redor do mundo estão produzindo diamantes similares cultivados em laboratório.

A Vrai, apoiada pelo ator Leonardo DiCaprio, diz que seus diamantes são criados em uma fundição de emissão zero no noroeste do Oceano Pacífico, com 100% de energia hidrelétrica do rio Columbia, nos EUA — a fundição é certificada desde 2017 pela Natural Capital Partners por não produzir um excedente de carbono.

Já a SkyDiamond, sediada no Reino Unido, usa um processo semelhante para fabricar diamantes apenas com energia renovável, carbono e água da chuva.

Calças de ioga e muito mais…

A LanzaTech, com sede em Chicago, também nos EUA, é uma startup de transformação de carbono, cujo “produto” é usado para fazer de tudo, desde calças de ioga a recipientes para alimentos e sabão em pó.

A LanzaTech é especializada na conversão do carbono liberado por plantas industriais de etanol. Esse material serve para alimentar uma espécie de bactéria anaeróbia geneticamente modificada.

Essas bactérias—- identificadas pela primeira vez décadas atrás em fezes de coelho — metabolizam o gás e produzem um etanol sustentável, que pode ser usado para fazer uma variedade de materiais sintéticos.

Em parceria com a varejista de roupas esportivas Lululemon — famosa por suas calças de ioga — a empresa criou o primeiro fio de tecido do mundo feito a partir de emissões de carbono recicladas.

Um concreto mais resistente

Ao contrário da captura de CO2 que se baseia em ventiladores gigantescos, a Heirloom, com sede na Califórnia, nos EUA, usa calcário para capturar diretamente o carbono.

A empresa então armazena esse material de forma permanente e segura no subsolo ou em materiais como o concreto.

A tecnologia funciona da seguinte maneira: o calcário, composto de óxido de cálcio (CaO) e CO2, é um dos depósitos de carbono mais vitais do planeta.

Ao ser triturado e aquecido, o CO2 é liberado e o CaO restante age como uma “esponja”, que absorve parte desse CO2 — que pode retornar ao estado natural de calcário.

A Heirloom coloca essas rochas “famintas” por CO2 em enormes bandejas, que são empilhadas umas sobre as outras como mini-edifícios. Isso acelera aquela propriedade natural do calcário, reduzindo o tempo de absorção de CO2 de alguns anos para apenas três dias.

Em parceria com a empresa de concreto CarbonCure, do Canadá, a tecnologia está servindo como uma tentativa de “mineralizar” o gás no concreto.

Quando o CO2 reciclado é misturado ao processo de fabricação de concreto, ele torna a massa muito mais forte — o que a parceria diz ser um cenário em que todos saem ganhando, tanto o clima quanto a indústria de construção.

O próprio concreto tem sido parte do problema climático, pois responde por cerca de 8% das emissões globais de carbono. Portanto, usá-lo para armazenar o CO2 reciclado de forma permanente é uma solução atrativa.

O fato de o concreto ser tão amplamente utilizado e atualmente não ter substituto real também é uma vantagem. Adicionar o CO2 ao concreto reduz a necessidade de acrescentar mais cimento à massa (e esse é ingrediente com a maior pegada de carbono).

A Heirloom diz que pretende usar o poder natural do calcário para remover um bilhão de toneladas de CO2 até 2035, usando a tecnologia DAC “mais econômica do mundo”.

Podemos confiar na DAC?

Embora possamos fazer muitas coisas com CO2 capturado do ar, a DAC ainda é uma tecnologia muito incipiente — e extremamente cara.

De acordo com um relatório de maio de 2022 do Instituto Mundial de Recursos, existem 18 usinas DAC de tamanhos variados, que capturam pouco menos de 8 mil toneladas de CO2 por ano. Isso equivale apenas às emissões anuais de cerca de 1.740 carros.

O custo da DAC varia de US$ 250 a US$ 600 por tonelada de CO2 extraída —portanto, é muito mais cara do que o reflorestamento, que normalmente custa menos de US$ 50 a tonelada.

Parte do motivo pelo qual a DAC é tão difícil e caro é porque o CO2 está muito diluído na atmosfera, em cerca de 400 partes por milhão (ppm) no ar. Para comparar, se houvesse 5 mil bolas de tênis representando as moléculas do ar, apenas duas delas seriam de CO2.

Mas Peter Psarras, professor assistente de pesquisa em engenharia química e biomolecular da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, diz que é importante começar e estudar o assunto.

“O problema é que estamos sem tempo. Por isso, a DAC e outros CDR precisam assumir um papel tão importante para alcançarmos as metas climáticas”, disse à BBC. “Temos que começar hoje, [caso contrário] não seremos capazes de escalar a tecnologia a tempo.”

Ele acrescenta que a DAC é uma das tecnologias mais simples de estudar e verificar os resultados, porque a comunidade científica tem uma “sólida compreensão da engenharia”.

“A DAC está acontecendo em tempo real e você pode ver isso na prática. É possível observar o CO2 por meio de um [sistema] para o subsolo. [A DAC é] durável, fácil de monitorar e verificar, mas vem com um custo.”

“Compare isso com uma floresta, que tem uma série de variáveis que podem impactar a quantidade de CO2 que entra e sai dali. Medir isso é infinitamente mais complexo”, conclui o especialista.

Por Serin Ha