Por que as turbinas eólicas precisam usar terras raras?

As turbinas eólicas geram eletricidade usando ímãs permanentes, que são extremamente poderosos, mas contêm terras raras difíceis de extrair e reciclar.

Muitas turbinas eólicas são equipadas com ímãs permanentes que utilizam terras raras. Foto: Rabih Shasha

Do ponto de vista ambiental, as turbinas eólicas são uma pechincha, conforme relatado pela IFL Science em 3 de março. Elas têm um "período de retorno do investimento" — o tempo necessário para que uma turbina forneça energia limpa suficiente para compensar a poluição gerada por sua produção — de menos de um ano. Praticamente não produzem poluição durante a operação e também são muito eficientes — uma única turbina pode abastecer cerca de 940 residências americanas médias por mês.

Mas as turbinas eólicas são notoriamente difíceis de reciclar, incluindo as terras raras em seu interior. "Atualmente, até onde sabemos, praticamente nenhuma terra rara proveniente de turbinas eólicas é reciclada", disse Tyler Christoffel, diretor de tecnologia do Escritório de Tecnologias de Energia Eólica do Departamento de Energia dos EUA.

Essa estatística não é surpreendente. Em todo o mundo , especialistas estimam que menos de 1% dos elementos de terras raras – substâncias como cério, lantânio e neodímio – são reciclados. Os elementos de terras raras, como o próprio nome indica, são muito difíceis de encontrar em quantidades úteis.

Normalmente, os metais se acumulam na crosta terrestre devido a diversos processos geológicos, como fluxos de lava, atividade hidrotermal e formação de montanhas. No entanto, as propriedades químicas incomuns dos elementos de terras raras fazem com que eles raramente se acumulem juntos sob essas condições especiais. Traços de terras raras estão dispersos pelo planeta, tornando sua extração ineficiente.

Por vezes, ambientes subterrâneos ácidos podem produzir níveis ligeiramente mais elevados de elementos de terras raras em determinadas localizações. Contudo, encontrar essas localizações é apenas o primeiro desafio. A exploração mineira é também complicada pela dificuldade de extrair elementos puros. Atualmente, a China é responsável por cerca de 70% da produção mundial de terras raras.

Os elementos de terras raras estão se tornando cada vez mais importantes. Eles desempenham um papel vital em tudo, desde aplicações industriais até dispositivos pessoais como laptops e smartphones. É claro que também estão presentes em turbinas eólicas.

“À medida que as pás da turbina eólica giram, elas geram energia cinética. Um gerador de ímã permanente converte essa energia cinética em eletricidade por meio da interação de dois ímãs permanentes com polaridades opostas”, escreveu Kristin Vekasi, professora associada da Universidade do Maine, em um estudo de 2022.

“Outros ímãs podem fazer o trabalho, mas os ímãs permanentes têm muitas vantagens, incluindo maior eficiência, tamanho menor, menos peças móveis que podem quebrar e não precisam de carregamento externo. O vento faz todo o trabalho”, explica ela.

Os próprios ímãs contêm elementos de terras raras, geralmente neodímio ou samário. Esses são os ímãs mais fortes disponíveis, mas não são indestrutíveis. Eles podem perder seu magnetismo devido a superaquecimento, corrosão, impacto acidental ou problemas no campo magnético. Consequentemente, a reforma de turbinas eólicas — que envolve a substituição de peças antigas, a modernização de componentes como geradores e a troca de ímãs de terras raras — é um processo quase constante.

Para solucionar esse problema, o Departamento de Energia dos EUA lançou, no ano passado, uma competição para encontrar soluções eficientes de reciclagem de componentes de turbinas. No mês passado, foram anunciados os 20 vencedores da primeira fase da competição, quatro dos quais focados na reciclagem de ímãs.

À medida que os EUA investem mais em energia eólica e as tecnologias baseadas em terras raras continuam a se desenvolver, a reciclagem desses materiais se tornará uma questão muito mais urgente, de acordo com Christoffel. "Este prêmio ajuda a promover algumas tecnologias de reciclagem que podem levar a uma forma menos intensiva em recursos e com menores emissões de carbono para o uso de ímãs", disse ele.

Thu Thao (De acordo com o IFL Science )

Link da fonte: https://vnexpress.net/tai-sao-cac-turbine-gio-can-su-dung-dat-hiem-4718312.html