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Unesp de São João da Boa Vista desenvolve tecnologia inédita de reciclagem de baterias de íon-lítio

O Brasil será capaz de reciclar em território nacional baterias de íon-lítio e reutilizar os metais presentes nelas para a confecção de novos itens para as indústrias automotiva, eletroeletrônica, de cerâmica, de tintas e corantes e da agroindústria. A tecnologia foi desenvolvida por um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de São João da Boa Vista.

Os pesquisadores integram o Centro de Tecnologias Avançadas e Sustentáveis (CAST, na sigla em inglês) da universidade. Eles desenvolveram uma tecnologia sustentável inédita no país para reciclar as baterias. Não havia, até então, empresas nacionais que realizassem este serviço. Como as empresas que comercializam as baterias são obrigadas por lei a fazerem o descarte adequado, os produtos precisavam ser enviados para o exterior e não eram reaproveitados pelo mercado interno.

“A reciclagem visa agregar valor econômico aos produtos ao estender o ciclo de vida deles e de seus materiais, além de reduzir os impactos ambientais”, esclarece a pesquisadora do CAST/Unesp, a pós-doutora em Química Mirian Paula dos Santos.

A nova tecnologia é um solvente que mistura ácidos e bases de baixo impacto ambiental que, por meio de uma reação química, separa o plástico, o cobre e o alumínio presentes na bateria, sem danificar os demais itens da peça. “É uma tecnologia baseada na hidrometalurgia, que promove a separação e a dissolução de metais através de soluções líquidas em diversas etapas”, explica o líder do grupo CAST/Unesp, o professor doutor em Engenharia de Produção, José Augusto de Oliveira. Os elementos podem então ser reutilizados para produção de novos produtos.

O pedido de patente da tecnologia foi depositado em 2020, podendo ser comercializada em larga escala. É resultado de pesquisa aplicada desenvolvida pelo CAST/Unesp a pedido da Energy Source, empresa de tecnologia sustentável sediada em São João da Boa Vista, que agora já comercializa o produto. Foram assinados contratos com as automotivas BMW, a Toyota e a Incasa, uma indústria química de Joinville, Santa Catarina.

“Ao promover a reutilização dos metais das baterias, a nova tecnologia também pode ser o pontapé para o Brasil começar a produzir as baterias de íon-lítio nacionalmente, o que hoje não ocorre. As empresas importam o produto”, aponta Oliveira.

Sustentabilidade ambiental e financeira

As baterias de íon-lítio são usadas em aparelhos eletrônicos, celulares, drones e carros elétricos. Sua formulação, contudo, contém componentes que causam a contaminação do solo e do meio ambiente. Os metais das baterias descartadas irregularmente em aterros se infiltram pelo solo e alcançam os cursos de água subterrâneos que vão abastecer os mananciais, contaminando uma série de espécies, além de chegar ao ser humano. A reciclagem é o caminho para o fechamento do ciclo de vida.

A tecnologia de reciclagem convencional comumente usada tem impacto ambiental: ela polui o ar, pois envolve combustão. Queima-se a bateria para separar os materiais. Este método é ainda oneroso, pois envolve aquecimento e geração de energia, além de não promover o reaproveitamento de todos os resíduos.

O método criado pelo CAST/Unesp resolve não só o problema ambiental do descarte, mas também promove economia e geração de recursos para as empresas que comercializam baterias e são, por lei, responsáveis pelo descarte.

Atualmente, estas empresas costumam pagar para que as baterias sejam trituradas para serem exportadas. Com o método desenvolvido pelos pesquisadores brasileiros, não precisarão mais despender estes recursos e ainda poderão reutilizar todos os componentes de metal presentes na bateria. De quebra, o solvente criado pelo CAST/Unesp é de baixo custo.

O grupo agora está aprimorando a tecnologia para uma etapa de separação dos metais do óxido (lítio e cobalto), o que possibilitará reaproveitá-los para confeccionar novas baterias no Brasil. “Com isso, serão beneficiados todos os setores de transporte, que se preparam para entrar em um processo de eletromobilidade, quando se tornarão elétricos”, explica Oliveira, o coordenador do grupo de pesquisadores. Atualmente, já podem se beneficiar da tecnologia as empresas de notebook, computadores, tablets, smartphones.

“Esses óxidos metálicos podem ainda ser comercializados no setor internacional de commodities, onde é precificado por meio das bolsas de valores”, acrescenta o coordenador da pesquisa.

Até o momento, a tecnologia só foi produzida em escala laboratorial. O CAST/Unesp trabalha agora para viabilizar o produto em escala industrial, com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A expectativa é de que se comece a fazer os pilotos de escalonamento industrial da tecnologia ainda este mês.

Pesquisa aplicada

A tecnologia criada pelos pesquisadores foi resultado da primeira pesquisa aplicada desenvolvida pelo CAST/Unesp, grupo inaugurado em 2018 para desenvolver produtos tangíveis para o mercado em parceria com empresas nacionais e internacionais da indústria química.

Multidisciplinar, o grupo é composto por pesquisadores das áreas de Química, Física, e as engenharias de Produção, Química, Ambiental, e de Telecomunicações. A depender do projeto, fazem parcerias com pesquisadores de outras universidades nacionais e internacionais. Já desenvolveram projetos com a Universidade Aveiro e a Universidade de Coimbra, de Portugal, a Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), na Austrália, Universidade de Laval, no Canadá, e da Technical University of Denmark (DTU), na Dinamarca

O CAST/Unesp faz a prospecção das empresas de acordo com as tecnologias que pretendem desenvolver tendo como ponto de partida a sustentabilidade ambiental. Entretanto, considera que o desempenho ambiental do produto deve agregar outros dois tipos de desempenho: tecnológico e econômico, que é o que mais atrai a atenção das empresas. “Propomos uma análise integrada, tridimensional, do tripé de desempenho, este é o nosso diferencial”, ressalta Oliveira.

O grupo tem, atualmente, cinco projetos em andamento (parcerias com empresas) e uma participação de royalties no faturamento das tecnologias desenvolvidas pelos pesquisadores e comercializadas. Os recursos financeiros são investidos em equipamentos para a universidade, insumos e bolsas estudantis. O retorno para a Unesp também se dá por meio da participação na propriedade intelectual dos produtos e artigos publicados em revistas científicas.

Legislação

A lei 12.305/ 2010, que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos, estabelece a obrigatoriedade de todos os agentes envolvidos, direta ou indiretamente, na geração de resíduos sólidos, sejam responsáveis por realizar a logística reversa. Ou seja, eles devem viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra destinação final ambientalmente adequada. 

A lei específica ao falar de fabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes de pilhas e baterias, que são obrigados a estruturar e implementar sistemas de logística reversa, mediante retorno dos produtos após o uso pelo consumidor, de forma independente do serviço público de limpeza urbana e de manejo dos resíduos sólidos. 

A legislação estabelece penas restritivas de direitos por até cinco anos a quem descumpri-la. Tais penas vão desde a prestação de serviços à comunidade até a suspensão total de atividades, podendo ainda a empresa ser proibida de contratar com o Poder Público, de receber incentivos fiscais, bem como participar de licitações, pelo prazo de até cinco anos.

Além disso, o Brasil possui uma série de normas e recomendações ligadas especificamente ao descarte das baterias de íon-lítio e outros tipos de bateria. Atualmente, essas recomendações estão presentes em uma resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) nº 257/99, que determina que “as pilhas e baterias que contenham em suas composições chumbo, cádmio, mercúrio e seus compostos, necessárias ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos, veículos ou sistemas, móveis ou fixos, bem como os produtos eletroeletrônicos que as contenham integradas em sua estrutura de forma não substituível, após seu esgotamento energético, serão entregues pelos usuários aos estabelecimentos que as comercializam ou à rede de assistência técnica autorizada pelas respectivas indústrias, para repasse aos fabricantes ou importadores, para que estes adotem, diretamente ou por meio de terceiros, os procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final ambientalmente adequada.”