Em abril deste ano, a internet foi à loucura ao ouvir a notícia de que a Apple recuperou US$40 milhões em ouro de eletrônicos velhos ano passado. No final das contas vimos que essa notícia tinha sido extremamente exagerada. Mas o nosso entusiasmo em comemorar a vitória de uma empresa de tecnologia em reciclagem demonstra uma verdade perturbadora.

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Somos terríveis em reciclar metais raros e importantes dos nossos aparelhos.

A reciclagem de ouro é um ingrediente chave para uma matéria viral, mas existe um grupo de metais que são ainda mais difíceis de achar e muito mais vitais para a tecnologia moderna. Chamados de terras raras, esses elementos obscuros estão salpicados em praticamente todos produtos eletrônicos, automóveis e produtos de energia verde do mercado. Eles são a faísca que sobrecarregam nossa tecnologia, nos trazendo velocidades maiores, performances de melhor qualidade, uma vida útil mais longa e eficiência maior.

E mesmo assim, depois de usarmos terras raras uma vez, as descartamos. Por que?

“Isso é basicamente um problema de economia,” disse o diretor do Critical Materials Institute, Alex King, ao Gizmodo. “Quando você tenta recuperar qualquer tipo de resíduo pós-consumo, a primeira coisa a fazer é juntar uma grande quantidade do resíduo. Às vezes, o preço desse passo excede o valor do metal que você quer reciclar.”

Pitadas de metais de terras raras

Composto de um grupo 17 elementos quimicamente parecidos espalhados em concentrações baixas pelo crosta do planeta, terras raras estão para a tecnologia como fermento está para o pão. Só usamos pitadas, mas são pitadas essenciais.

Uma pitada de neodímio dá a força para imãs dentro de discos rígidos, alto-falantes e motores elétricos. Um pouco de disprósio acrescenta resistência ao calor. Európio e térbio iluminam nossas TVs com tons de vermelho e verde. Uma pequena quantia de cério é usada para polir as telas de nossos smartphones.

Esses metais e as maravilhas que trouxeram não vêm de graça. O processo de mineração, que envolve dissolver quantias enormes de pedra em ácidos potentes envenena cidades e gera lagos de resíduos radioativos. Naturalmente, a sua produção é concentrada na China onde o a mão-de-obra é barata e as leis são mais frouxas. Todo usuário de tecnologia implicitamente aceita esse preço ambiental, mesmo que seja inadvertidamente.

Mas enquanto a demanda por metais de terras raras continua a crescer, nossa dependência da China começou a preocupar muitos sobre uma possível crise de fornecimento. É por isso que governos e empresas de tecnologia estão interessados em ver o início da reciclagem de terras raras.

“Existe um grande sentimento de urgência sobre esse assunto,” disse King. “A indústria de eletrônicos quer suprimentos seguros. E alguns produtores têm um grande senso de responsabilidade social.”

Porém, na realidade, a reciclagem enfrenta enormes barreiras. Veja o caso do neodímio: o seu principal uso é nos imãs de alta potência que ficam dentro de eletrônicos de consumo e carros. Mas aplicações comuns, como o motor vibratório no seu smartphone, só contém uma quantia microscópica.

“A concentração de neodímio em algo como um fone de ouvido ou um iPhone não é muito diferente da concentração nos minérios de onde extraímos esses materiais em primeiro lugar,” King afirmou. “Mas na prática, minérios têm uma enorme vantagem que é o fato de que estão no mesmo lugar e são do mesmo tipo.”

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O robô de desmontagem de iPhones da Apple, Liam, é uma das primeiras máquinas capazes de desmontar um smartphone rapidamente para ser reciclado

“Garimpar” neodímio de celulares seria como minerar pedrinhas espalhadas pelo país. Pedrinhas de todos os tamanhos e formatos que são difíceis de separar e que não estão sendo coletadas de forma adequada – de acordo com o EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos), só 11% de todos os celulares jogados fora por americanos foram reciclados.

“Um grande desafio é que não temos abastecimento o suficiente em nossos estabelecimentos de reciclagem,” disse Sara Behdad, uma analista de design de produtos da Universidade de Buffalo. “Existem muitas incertezas em termos de quantidade, qualidade e tempo.”

Reciclagem de painéis solares e turbinas

Ted Miller, o vice-presidente de desenvolvimento de negócios da eForce complicance, um centro de coleta de lixo eletrônico de Filadélfia, contou ao Gizmodo que ele espera ver a chegada de muitos painéis solares para reciclagem nos próximos dez anos. Painéis solares são cheios de metais terras raras – mas achar compradores para isso? Esqueça. “Extrair essas terras raras é caro – precisaríamos de um número enorme de painéis solares,” disse Miller. “Não conseguimos achar ninguém que encararia o processo.”

Algumas tecnologias usam grandes quantidades de terras raras – turbinas eólicas, por exemplo, podem conter um imã de uma tonelada de neodímio. E onde tem uma turbina, geralmente tem mais dezenas delas.

Neste caso, potenciais recicladores enfrentam um desafio diferente: a vida útil do produto é longa demais. Um estudo publicado em 2013 descobriu que até 2030, poderemos reciclar 1.000 toneladas quadradas de neodímio de usinas eólicas. Mas baseado em projeções de crescimento de energia eólica, isso só vai cobrir 10% da demanda da indústria de terras raras.

“Se quisermos nos adaptar para uma economia de energia sustentável usando tecnologias a base de ímãs de terras raras, a realidade é que a demanda de terras raras aumentaria rapidamente,” de acordo com Benjamin Sprecher, um especialista em terras raras da Escola de Yale de Florestamento e Estudos Ambientais. “Devido aos intervalos de tempo inerentes na reciclagem, só conseguiríamos produzir uma fração dessa demanda.”

Reciclar terras raras não é de forma alguma impossível. Oxídio de cério, uma terra rara usada como pó de polimento, é um ótimo exemplo de como pode ser feito de uma forma barata.

Durante décadas, produtores de tecnologia dependeram de uma lama de oxídio de cério para lustrar vidros ópticos e pastilhas de silício. Até recentemente, o pó de polimento usado era simplesmente despejado. Mas no início dos anos 2000, químicos começaram a desenvolver métodos para separar oxídio de cério puro de impurezas de silícia e alumina levantados durante o polimento. Depois de um aumento global nos preços de terras raras em 2010, reciclar oxídio de cério se tornou uma prática comum.

“Hoje em dia, oxídio de cério usado é coletado cuidadosamente, separado por tamanho e reutilizado,” disse King. “Nós fomos de não reciclarmos nada a reciclarmos uma grande quantidade porque é simples e porque é usado sozinho.”

Nesse aspecto, oxídio de cério é especial – dentro dos nossos aparelhos, muitas vezes terras raras estão misturadas. Mas se conseguirmos desenvolver formas eficientes de separar químicos, a ideia de reciclar uma grande variedade de terras raras deixa de ser onerosa.

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Em sentido horário: praseodímio, cério, lantânio, neodímio, samário e gadolínio. Imagem: Wikimedia

É exatamente isso que alguns cientistas estão tentando fazer. Eric Scheter, um químico de metais da Universidade da Pennsylvania, está desenvolvendo um método simples e econômico de separar neodímio e disprósio que muitas vezes estão juntos em imãs permanentes.

O laboratório de Schelter projetou uma molécula orgânica chamada de “ligand” que se liga ao neodímio e disprósio, permitindo que os metais sejam separados em minutos por um simples processo de filtração. No laboratório, o procedimento consegue atingir separações de até 95%; um patamar de pureza importante na produção de imãs. Agora a sua equipe está aplicando essa tecnologia a outras combinações de terras raras, incluindo aqueles achados em lâmpadas fluorescentes compactas.

Ir dos experimentos de Schelter – que usam terras raras em pó em um ambiente controlado – à bagunça do mundo real não será fácil. “Em princípio é tão simples, mas na prática é muito difícil purificar esses elementos de uma combinação”, disse Schelter.

Com sorte, até avanços químicos chegarem a aplicações industriais, já vamos ter desenvolvido formas mais viáveis de reciclarmos lixo eletrônico. O Critical Materials Institute, por exemplo, está liderando a tentativa de minerar a segunda maior utilização de terras raras hoje: discos rígidos.

Discos rígidos possuem várias características promissoras quando o assunto é reciclagem. Eles tendem a ser de tamanhos, formas e configuração parecidos e são fáceis de desmontar. E a melhor parte? As maiores empresas de tecnologia estão com uma mina de ouro embaixo de seus narizes.

“Os grandes centros de dados gerenciados pelo Google, Facebook e empresas do tipo têm enormes quantias de discos rígidos destinados à armazenarem todos os dados na nuvem,” disse King. “Cada um desses centros de dados tipicamente jogam fora centenas de discos rígidos todos os anos.”

Agora o Critical Materials Institute está trabalhando com parceiros de reciclagem de lixo eletrônico para explorarem esse fluxo de materiais. Em alguns anos, King espera que centros de dados se tornarão uma fonte importante de terras raras para os próprios dispositivos que usam.

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Datacenters como este em Hertfordshire são um tesouro em potencial para o garimpo de mateis terras raras. Imagem: Wikimedia

Para que a reciclagem de terras raras em grande escala decole, vamos precisar de regulamentos governamentais mais rígidos. Empresas de tecnologia têm que ser responsabilizadas pelo fim da vida útil dos materiais que utilizam.

“Precisamos de normas melhores sobre a extração de materiais, a reciclabilidade de produtos e design de desmontagem,” afirmou Marion Emmert, uma química de metais do Instituto Politécnico de Worcester. Emmert apontou que no Japão, uma nação insular com poucos recursos naturais, a reciclagem e reutilização de lixo eletrônico são enormes.

“Seus regulamentos são voltados para a sustentabilidade porque têm de ser,” disse Emmert. “Não acho que seja por acaso que um dos primeiros processos de reciclagem de baterias de níquel-hidreto seja do Japão.”

Enquanto a demanda de terras raras aumenta, não tem como fugir do fato de que vamos precisar de mais minas. A busca por metais de alta tecnologia pode trazer novas industrias radicais que buscam explorar absolutamente tudo, desde o fundo oceânico até asteróides próximos. Mas a reciclagem pode, e deve, se tornar parte da solução também.

“Existe tecnologia para fazer isso,” disse Schelter. “É uma questão de termos ou não a capacidade, e se será econômico tornar isso em um componente viável da cadeia de suprimentos.”

O robô de desmontagem de iPhones da Apple que minera ouro pode ser uma brilhante manobra de relações públicas. Mas também é um sinal de que a indústria de tecnologia está começando a reconhecer a realidade de viver em um planeta com recursos escassos. Se uma fração da criatividade necessária para criar o robô fosse utilizada para resolver nossos desafios de reciclagem, estaríamos no caminho certo para um futuro sustentável.

Tradução por Mariana Siqueira

Arte do topo por Sam Wooley