Os gases nos aparelhos que vão para reciclagem têm de ser extraídos para não contaminar o planeta, mas parece que uma nova solução ecológica pode resolver este problema
Um relatório académico publicado na revista Science Advances, elaborado por investigadores da Universidade do Kansas, apresenta um novo método ecológico para separar os produtos químicos presentes nos refrigeradores comuns, para facilitar a reciclagem à escala industrial.
“A motivação deste trabalho é permitir a separação de misturas gasosas de refrigerantes altamente complexas”, explica Abby Harders, que realizou a pesquisa como estudante de doutoramento da KU no grupo de pesquisa do coautor Mark Shiflett, Professor Distinto da Fundação de Engenharia Química e de Petróleo. “Este esforço tem sido impulsionado pela legislação climática que elimina gradualmente certos refrigerantes de hidrofluorocarbonetos (HFC)”. Estes consistem num grupo de compostos químicos constituídos por hidrogénio, flúor e hidrocarbonetos da família dos alcanos, como por exemplo o metano, o etano, entre outros.
A principal inovação do documento utiliza membranas – polímeros fluorados amorfos, para ser mais específico – que isolam eficazmente misturas complexas de refrigerantes. Outros métodos de separação, como a destilação, são menos eficazes devido à composição complexa das misturas. Segundo Abby Harders, as membranas são fabricadas para permitir a passagem de alguns gases e a restringir a passagem de outros, o que resulta numa purificação eficaz.
Para demonstrar que a tecnologia pode ser escalada para a viabilidade industrial, a equipa — incluindo muitos associados ao Wonderful Institute for Sustainable Engineering da KU — desenvolveu um processo de revestimento personalizado para criar revestimentos submicrónicos nos suportes porosos da membrana, criando fibras ocas compostas. Os resultados mostram um protótipo funcional, provando a utilidade da tecnologia para as empresas envolvidas na recuperação e reutilização de refrigerante.
Abby Harders citou acordos internacionais e legislação, como a Emenda de Kigali ao Protocolo de Montreal e a Lei Americana de Inovação e Fabrico, que eliminarão gradualmente a produção de HFC como a solução definitiva para o aquecimento atmosférico provocado pelos refrigerantes. Entretanto, no entanto, são necessárias soluções para lidar de forma responsável com gases complexos em equipamentos existentes destinados a aterros sanitários em todo o mundo, explica.
Por exemplo, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA, o HFC-134a, o refrigerante mais comum utilizado atualmente nos sistemas MVAC, é um “potente gás com efeito de estufa com um potencial de aquecimento global que é 1.430 vezes superior ao do CO2”. A cientista afirmou que soluções economicamente viáveis para reciclar os gases que retêm o calor evitarão que mais gases sejam libertados na atmosfera terrestre.
“Atualmente, uma grande percentagem de fluido frigorigéneo não é recuperada – é simplesmente expelida para a atmosfera. Grande parte desta situação ocorre quando o equipamento é desativado. Em alguns casos, a recuperação do fluido frigorigéneo pode não parecer valer a pena, ou os responsáveis pela recuperação podem não reconhecer o seu valor. Além disso, se o fluido frigorigéneo não for totalmente evacuado, pode acabar em aterros, onde acaba por se infiltrar na atmosfera. Aproximadamente 90% das fugas de refrigerante ocorrem no final da vida útil de um sistema”.
A investigadora da KU disse esperar que o método que concebeu em grande parte durante o seu tempo na KU possa ajudar a colmatar a lacuna que se coloca à próxima geração de refrigerantes.
“Para aumentar a reutilização e permitir a extração e reciclagem dos fluidos frigorigéneos HFC das unidades em fim de vida, é essencial separá-los eficazmente para que possam ser purificados e reintroduzidos no mercado”, afirmou. “No entanto, atualmente, nenhuma tecnologia industrial existente o consegue fazer. Estes fluidos frigorigéneos formam misturas complexas que não podem ser separadas através de métodos tradicionais baseados no calor, como a destilação.”
Atualmente, Harders trabalha como engenheira química e chefe de investigação e desenvolvimento na Icorium Engineering, com sede em Lawrence, uma empresa emergente do Shiflett Research Group situado no Parque de Inovação da KU. Embora a Icorium se dedique à separação de refrigerantes utilizando líquidos iónicos, o novo método demonstrado no artigo de Harders oferece uma nova ferramenta à indústria.
“Parte da investigação de doutoramento da Abby na KU está agora a ser traduzida na empresa em fase de arranque”, afirmou Shiflett, que foi cofundador da Icorium e é agora o seu diretor científico. “A Abby também tem um percurso académico fascinante. Ela obteve seus diplomas de graduação em química e matemática no Bethel College, no centro do Kansas, participou de uma experiência de pesquisa patrocinada pela NSF para alunos de graduação durante 2019 em meu laboratório e depois veio para a KU para seu Ph.D. em engenharia química. Ela foi uma aluna incrível, recebendo a Bolsa de Doutorado do Chanceler por sua pesquisa de doutorado e se formando com um GPA 4.0 no topo de sua classe. Publicou 10 artigos e é co-inventora num pedido de patente. Escusado será dizer que estou muito orgulhoso dela, da sua investigação e do seu percurso”.
Os co-autores de Harders e Shiflett no artigo foram Luke Wallisch, Michael Lundin e Ed Atchison do Wonderful Institute for Sustainable Engineering da KU, Chloe Le da California Polytechnic State University, Gabrielle Zaher da University of Washington, e Whitney White da Chromis Technologies de Warren, Nova Jersey.
Para Harders, cuja geração terá de enfrentar desafios ainda mais graves devido ao aquecimento do clima, a oportunidade de contribuir com os seus conhecimentos de engenharia para combater o clima é uma oportunidade única.
