A procura por cobre está aumentando — assim como a poluição causada pelos seus processos de produção sujos. Os fundadores de uma startup, a Still Bright, acreditam ter uma maneira melhor e mais limpa de gerar o cobre de que o mundo precisa.
A empresa utiliza reações à base de água, inspiradas na tecnologia química das baterias, para purificar o cobre num processo que pode ser menos poluente do que a fundição tradicional. A esperança é que essa alternativa também ajude a aliviar a crescente pressão sobre a cadeia de fornecimento do cobre.
“Estamos realmente focados em enfrentar a crise de abastecimento de cobre que se aproxima”, diz Randy Allen, cofundador e CEO da Still Bright.
O cobre é um componente essencial em tudo, desde fiações elétricas até utensílios de cozinha. E as tecnologias de energia limpa, como painéis solares e veículos elétricos, estão a gerar uma procura ainda maior pelo metal. Estima-se que a demanda global por cobre cresça 40% entre agora e 2040.
À medida que a procura aumenta, também crescem os impactos climáticos e ambientais da extração de cobre — o processo de refinar o minério até obter o metal puro. Há ainda uma preocupação crescente com a concentração geográfica da cadeia de abastecimento do cobre. O cobre é minerado em todo o mundo e, historicamente, muitas dessas minas possuíam fundições no local para processar o material extraído. (As fundições produzem cobre metálico puro essencialmente queimando o concentrado de minério de cobre a altas temperaturas.) Mas, atualmente, a indústria de fundição tornou-se mais concentrada, com muitas minas enviando concentrados de cobre para fundições na Ásia, especialmente na China.
Isso ocorre em parte porque o processo de fundição consome muita energia e produtos químicos, além de gerar emissões com enxofre que podem prejudicar a qualidade do ar. “Eles transferiram os problemas ambientais e sociais para outros lugares”, afirma Simon Jowitt, professor da Universidade de Nevada, em Reno, e diretor do Bureau de Minas e Geologia de Nevada.
É possível eliminar a poluição das emissões de uma fundição, e hoje elas são muito mais limpas do que no passado, diz Jowitt. Mas, de modo geral, os centros de fundição não são exatamente conhecidos pela responsabilidade ambiental.
Assim, mesmo países como os Estados Unidos — que possuem grandes reservas de cobre e minas em operação — em grande parte enviam concentrados de cobre, que contêm cerca de 30% de cobre, para a China ou outros países para fundição. (Atualmente, há apenas duas fundições de minério em operação nos Estados Unidos.)
A Still Bright evita o processo pirometalúrgico usado nas fundições e opta por uma abordagem química, parcialmente inspirada em dispositivos chamados baterias de fluxo de vanádio.
No reator da startup, o vanádio reage com os compostos de cobre presentes nos concentrados de cobre. O metal de cobre permanece sólido, deixando muitas das impurezas na fase líquida. Todo o processo leva entre 30 e 90 minutos. O sólido resultante, que contém cerca de 70% de cobre após essa reação, pode então ser encaminhado para outro processo já consolidado na indústria de mineração, chamado extração por solvente e eletro-obtenção, para produzir cobre com mais de 99% de pureza.
Esta está longe de ser a primeira tentativa de usar uma abordagem química à base de água para o processamento de cobre. Atualmente, por exemplo, parte do minério de cobre é processada com ácido, e a Ceibo, uma startup sediada no Chile, está a tentar aplicar uma versão desse processo ao tipo de cobre tradicionalmente fundido. A diferença aqui está na química específica — especialmente na escolha de utilizar o vanádio.
Um dos fundadores da Still Bright, Jon Vardner, pesquisava reações de cobre e baterias de fluxo de vanádio quando teve a ideia de combinar uma reação de extração de cobre com uma etapa de carregamento elétrico que permitiria reciclar o vanádio.
Depois que o vanádio reage com o cobre, a solução líquida pode ser encaminhada para um eletrólito, que utiliza eletricidade para converter o vanádio novamente em uma forma capaz de reagir com o cobre. É basicamente o mesmo processo usado pelas baterias de fluxo de vanádio para se recarregar.
Enquanto outros processos químicos de refino de cobre exigem altas temperaturas ou condições extremamente ácidas para dissolver o cobre e fazer a reação avançar rapidamente — garantindo que todo o metal reaja —, o processo da Still Bright pode operar em temperaturas ambiente.
Um dos principais benefícios dessa abordagem é a redução da poluição gerada pelo refino do cobre. A fundição tradicional aquece o material-alvo a mais de 1.200 °C (2.000 °F), formando gases que contêm enxofre e que são liberados na atmosfera.
O processo da Still Bright produz gás sulfeto de hidrogénio como subproduto. Trata-se ainda de um material perigoso, mas que pode ser capturado de forma eficaz e convertido em subprodutos úteis, afirma Allen.
Outra fonte potencial de poluição são os minerais sulfetados que restam após o processo de refino, os quais podem formar ácido sulfúrico quando expostos ao ar e à água (esse fenômeno é conhecido como drenagem ácida de mina, comum em resíduos de mineração). O processo da Still Bright também produzirá esse material, e a empresa planeia monitorá-lo cuidadosamente para garantir que ele não contamine os lençóis freáticos.
Atualmente, a empresa está a testar o seu processo em laboratório, em Nova Jérsia, e a projetar uma instalação piloto no Colorado, que terá capacidade para produzir cerca de duas toneladas de cobre por ano. O próximo passo será um reator em escala de demonstração, com capacidade anual de 500 toneladas, que deverá entrar em operação em 2027 ou 2028, num local de mineração, segundo Allen. A Still Bright levantou recentemente uma rodada seed de 18,7 milhões de dólares para ajudar no processo de ampliação.
Como ocorrerá essa ampliação será um teste crucial para a tecnologia — e também para saber se a normalmente conservadora indústria de mineração adotará a ideia, diz Jowitt, da UNR: “Queremos ver o que acontece em escala industrial. E acho que, até isso acontecer, as pessoas podem ficar um pouco relutantes em aderir.”
Casey Crownhart
