As matérias-primas não renováveis, como o petróleo, gás natural, carvão mineral e minerais metálicos, têm sido a espinha dorsal de nossa economia global por muitos anos. Eles são usados na produção de energia, na fabricação de produtos essenciais e na construção de infraestrutura. No entanto, o uso desenfreado desses recursos está levando a uma série de consequências prejudiciais para o meio ambiente e para as gerações futuras.

Uma das principais preocupações relacionadas à exploração de matérias-primas não renováveis é o esgotamento desses recursos. À medida que as reservas se esgotam, a extração se torna mais difícil e cara, o que pode levar a preços mais altos e a uma dependência ainda maior de fontes alternativas. Isso também pode resultar em conflitos geopolíticos pela posse desses recursos escassos.

Além disso, a exploração de recursos não renováveis frequentemente causa sérios danos ao meio ambiente. A extração de petróleo, por exemplo, pode resultar em derramamentos catastróficos que devastam ecossistemas marinhos. A mineração de carvão e minerais frequentemente leva à degradação do solo, à poluição da água e à destruição de habitats naturais. As emissões de gases de efeito estufa associadas ao uso desses recursos também contribuem para as mudanças climáticas, uma das ameaças mais urgentes que enfrentamos.

É importante entender que a exploração de matérias-primas não renováveis não é sustentável a longo prazo. Precisamos adotar uma abordagem mais responsável e consciente em relação a esses recursos valiosos. Aqui estão algumas medidas que podem ajudar a mitigar os impactos negativos da exploração de matérias-primas não renováveis:

A exploração de matérias-primas não renováveis é um desafio global que exige uma ação coordenada em todos os níveis da sociedade. Precisamos lembrar que somos os administradores temporários deste planeta e que nossas escolhas hoje afetarão as gerações futuras. Ao adotar uma abordagem mais consciente e sustentável em relação aos recursos naturais, podemos criar um futuro mais saudável e equilibrado para todos. 

Professor Luiz Stefanski

Gás natural é encontrado em jazidas ou depósitos subterrâneos, que estão normalmente associados ao petróleo. Pois essas duas substâncias passam pelo mesmo processo de transformação (decomposição da matéria orgânica durante milhares de anos) e se acumulam no mesmo tipo de terreno.

Esse combustível gasoso, após ser tratado e processado, apresenta grande teor energético, sendo bastante aproveitado nas indústrias para a geração de energia elétrica. Ele também pode ser empregado no aquecimento ambiental e nas aplicações domésticas de residências e como combustível em automóveis adaptados para recebê-lo, substituindo a gasolina, o álcool ou o diesel. 

Maria Luiza Gassner

A formação das pedras preciosas ocorre ao longo de milhões de anos, sob condições geológicas específicas, envolvendo pressão e temperatura extremamente altas. Dessa forma, os processos naturais não conseguem criar essas gemas em uma escala que corresponda à demanda humana.

A exploração excessiva dessas gemas preciosas pode resultar em esgotamento das fontes existentes, levando ao encarecimento e à escassez dessas pedras no mercado. Além disso, a mineração de pedras preciosas frequentemente causa danos ambientais, deslocamento de comunidades e questões éticas, como a extração de "diamantes de conflito".

Para enfrentar esses desafios, muitos esforços têm sido feitos para promover a mineração responsável e a regulamentação da indústria de gemas preciosas, bem como para promover a reciclagem de joias e a busca por alternativas em laboratório, como diamantes sintéticos. Essas medidas visam proteger as fontes naturais de pedras preciosas e garantir que elas possam ser apreciadas pelas gerações futuras.

Além disso, o cobre é empregado em sistemas de aquecimento, ar condicionado, e até mesmo em moedas e objetos de arte.

A exploração contínua e a utilização desenfreada do minério de cobre levantam preocupações sobre a sua disponibilidade futura. À medida que as reservas se esgotam, a mineração torna-se mais difícil e cara.

Kaue P. Black

O Brasil possui uma das maiores reservas de xisto betuminoso do planeta, o que pode ser visto como uma condição estratégica. 

João Pedro Sabatke Espindola

A propriedade chave nestas inovações são as fibras da celulose da polpa de madeira, recurso promissor na substituição de materiais de origem fóssil e de lenta absorção na natureza, como o plástico. Além de ser explorado para a fabricação de papel, algodão e fibras de tecidos, pesquisadores também têm desenvolvido métodos para extrair mais estruturas da celulose de forma mais tecnológica. 

O que são matérias-primas renováveis e quais as diferenças para as não renováveis?

Vamos começar pelo começo: uma matéria-prima é um componente natural básico, em estado não processado ou minimamente processado. Este recurso de origem animal, vegetal ou mineral é fundamental para a produção de diversas mercadorias para a indústria e é amplamente comercializado como comodity no mercado internacional. 

O problema é que muitas dessas matérias-primas não são renováveis, ou seja, além de terem uma regeneração muito lenta, também podem esgotar os recursos naturais extraídos ou levar milhares de anos para serem produzidos novamente pela natureza. Alguns exemplos de elementos não renováveis são combustíveis fósseis, pedras preciosas, carvão, ferro e energia nuclear. 

Por outro lado, os materiais renováveis se recompõem em curto ou médio prazo, quando comparado ao tempo de vida dos seres humanos, como água, solo, matéria orgânica, biocombustíveis, vento e celulose. 
 
Pesquisa, desenvolvimento e inovação

A pesquisa científica, seja na iniciativa pública ou privada, não é um trabalho fácil: não se trata simplesmente de criar novos produtos e pronto. É necessário testar se os compostos são seguros, se realmente cumprem seu papel e, mais importante, se são adaptáveis à rotina de produção comercial. 

Atualmente, pesquisadores têm se empenhado para encontrar soluções inovadoras a partir das árvores. Este recurso natural é uma alternativa sustentável e renovável para que a indústria possa estabelecer uma relação saudável com o meio ambiente. 

Conheça alguns elementos que estão sendo desenvolvidos com pesquisas em celulose com potencial para revolucionar o setor: 

Uma das grandes descobertas dos últimos anos é a celulose microfibrilada (MFC). O componente tem espessura até 10 mil vezes menor do que um fio de cabelo, é feita de matéria vegetal, renovável e possui inúmeras possibilidades de aplicação.

Ao substituir recursos não renováveis por MFC em cosméticos, este elemento traz características de hidratação no consumo e utilizando-o em embalagens, dá mais resistência aos produtos.  

Outra alternativa renovável é a lignina, extraída a partir da madeira. O componente tem potencial para substituir ingredientes de origem fóssil na produção de resinas, fibras de carbono e plásticos. A sua versatilidade ainda vai além, podendo ser utilizada em chapas, compensados e adesivos. 

Mais uma alternativa renovável aos combustíveis de origem fóssil é o bio-óleo. O elemento é fruto de resíduos oriundos do processo florestal, por meio da técnica chamada de pirólise. Pra entender melhor, esse processo faz com que a matéria orgânica seja decomposta após ser exposta a altas temperaturas em um ambiente sem oxigênio. 

CTK: Centro de Tecnologia Klabin

O Centro de Tecnologia Klabin (CTK), localizado em Telêmaco Borba, interior do Paraná, é um exemplo de iniciativa do setor privado que realiza pesquisas sobre o potencial das árvores na substituição de materiais não renováveis. 

O espaço dedicado à inovação científica é um braço da área de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) da Klabin. A empresa, que atua no setor de papel e celulose, realiza estudos avançados com base nos seus 284 mil hectares de florestas de pínus e eucaliptos plantadas em Santa Catarina, Paraná e São Paulo, sem contar os outros mais de 265 mil hectares de florestas nativas que a Companhia preserva nessas regiões. 

Com um grande time de cientistas e pesquisadores, o instituto busca soluções inovadoras e sustentáveis a partir de componentes extraídos das árvores, antecipando tendências para aperfeiçoar a cadeia produtiva não só da Klabin, mas de toda a indústria.  

Desde 2017, o CTK acumula resultados incríveis em produtos de alta tecnologia que já impactam o mercado. Conheça alguns deles: 

Os ingredientes desenvolvidos no CTK fazem parte dos produtos cosméticos da Kind, linha de beleza vegana e sustentável da &Co. A marca se tornou a primeira do Brasil a utilizar a celulose microfibrilada (MFC) em sua composição. Pioneirismo puro! 

A MFC serve como um espessante (substância que dá consistência), substituindo componentes de origem fóssil e não renováveis - como o carbômero. Essa micropartícula vegetal tem capacidade de regenerar a pele e está na fórmula para cuidados com o cabelo e a pele, como gomas, sérum, antioxidantes e hidratantes.

A Klabin em parceria com a &Co. e o Instituto SENAI de Inovação em Biossintéticos e Fibras (organização integrante do SENAI CETIQT) trabalharam em uma nova fórmula para a produção de álcool em gel durante a pandemia de Covid. 100% brasileira, a pesquisa foi realizada com o objetivo de encontrar um substituto para o escasso carbômero, ingrediente não renovável que dá a consistência gelatinosa do álcool em gel. 

E a grande estrela dessa descoberta capaz de substituir o carbômero foi novamente a celulose microfibrilada (MFC). Como se não bastasse, essa troca ainda garantiu mais hidratação para o consumidor final, já que o MFC possui esse benefício.  

Nicoly Pereira Kaczorowski

1.    O antimônio é um sólido cinza prateado quebradiço à temperatura ambiente. É um semimetal, o que significa que possui propriedades intermediárias entre os metais e os não metais. É um condutor de eletricidade, mas não tão eficaz quanto os metais tradicionais. 

2.    O antimônio tem uma longa história de uso pela humanidade. Foi conhecido pelos antigos egípcios e gregos e tem sido usado para fins diversos, incluindo como pigmento em cosméticos e na fabricação de utensílios. No entanto, seu uso mais notório foi na forma de antimônio estibina (Sb2S3), que era usado em medicamentos no passado. 

3.    É usado em algumas baterias recarregáveis, especialmente nas baterias de íons de lítio-antimônio 

4.    O antimônio e seus compostos são usados na fabricação de produtos químicos, como retardadores de chama. 

5.    É usado como um endurecedor em ligas metálicas, especialmente em ligas de chumbo. 

6.    O antimônio é utilizado na fabricação de dispositivos semicondutores, como transistores e diodos. 

O antimônio é obtido principalmente a partir de minerais de antimônio, como a estibina. A China é um dos principais produtores mundiais de antimônio, e a mineração desse elemento muitas vezes levanta preocupações ambientais devido aos resíduos tóxicos associados ao processamento de minérios. 

Se o antimônio se tornar extremamente escasso ou acabar completamente, isso poderia ter várias consequências em diversas áreas, incluindo a indústria, tecnologia e pesquisa científica. No entanto, é importante observar que o antimônio não é um recurso esgotável da mesma forma que, por exemplo, os combustíveis fósseis. Em vez disso, sua disponibilidade é mais uma questão de suprimento, demanda e desenvolvimento tecnológico. Aqui estão algumas implicações se o antimônio se tornar extremamente escasso: 

1.    Uma das principais aplicações do antimônio está em baterias, como as baterias de íons de lítio-antimônio. Se o antimônio se tornasse escasso, isso poderia afetar a produção e desenvolvimento de baterias recarregáveis, o que, por sua vez, poderia ter impactos em setores como eletrônicos, veículos elétricos e armazenamento de energia. 

2.    O antimônio é frequentemente usado em retardadores de chama na indústria de materiais plásticos e têxteis. A escassez de antimônio poderia levar a desafios na fabricação de produtos mais seguros e resistentes a incêndios. 

3.    O antimônio é usado na fabricação de dispositivos semicondutores, como transistores. A falta de antimônio poderia impactar a produção de componentes eletrônicos, afetando a indústria de tecnologia e eletrônicos. 

4.    O antimônio é utilizado na indústria metalúrgica para endurecer ligas metálicas, principalmente ligas de chumbo. Uma falta de antimônio poderia afetar a qualidade e a disponibilidade de tais ligas. 

5.    O antimônio é usado em laboratórios de pesquisa científica para várias aplicações. Uma escassez de antimônio poderia afetar a pesquisa em áreas que dependem desse elemento. 

Em termos de saúde e segurança, a escassez de antimônio poderia levar à necessidade de buscar alternativas em aplicações que envolvem a toxicologia do antimônio. Isso exigiria pesquisa e desenvolvimento de materiais alternativos. 

Para evitar cenários de escassez, é importante que haja esforços contínuos para reciclar e reaproveitar o antimônio, além de explorar fontes alternativas de abastecimento. Além disso, o desenvolvimento de tecnologias e materiais substitutos poderia ajudar a mitigar os impactos de uma escassez de antimônio. A conscientização sobre a importância da gestão responsável de recursos minerais, juntamente com regulamentações ambientais adequadas, desempenha um papel fundamental na prevenção de escassez de matérias-primas. 

GUILHERME INÁCIO WOLF

Pilar da velha economia, o cobre também desempenha um papel crucial na nova economia verde. Você sabia que os cabos feitos do metal ainda são o meio mais econômico de transmitir eletricidade de fontes solares e eólicas? Ele ainda é um material fundamental em estações de recarga e nos veículos elétricos. Segundo analistas do Goldman Sachs, “não há descarbonização sem cobre”, que eles chamam de “o novo petróleo”.

A expectativa é que com a demanda de energia verde, na década atual, a procura pelo cobre aumentará em cinco vezes, levando-o a uma escassez significativa, prevista para começar nos meados da década de 2020, de acordo com um relatório de Nicholas Snowdon, analista de commodities do Goldman. Nicholas vê o cobre atingindo US$ 6,80 em 2025 (perto de US$ 15 mil a tonelada). O estrategista de commodities do Bank of America, Michael Widmer, acha que o preço pode chegar a US$ 6,00 neste ano. O metal iniciou o ano valendo cerca de US$ 7.918,00 por tonelada e já atingiu US$ 10.724,5, no dia 06 de maio de 2021.

As minas de cobre produzem anualmente cerca de 20 milhões de toneladas de minério concentrado — cerca de 45 bilhões de libras-peso. Chile, Peru e China figuram entre os maiores produtores do minério (dados de 2020) e juntos são responsáveis por 48% da produção mundial. O Brasil é responsável por 7% da produção mundial de minério de cobre. Segundo dados da ANM, em 2020, as minas brasileiras produziram 1,3 milhão de toneladas de minério de cobre. As exportações brasileiras totalizaram cerca de 1,15 milhão de toneladas em 2020, sendo 75% deste volume correspondente ao minério de cobre, e 25% na forma de sulfetos. Cerca de 10% das importações minerais brasileiras em 2020, em dólares, corresponderam a produtos de cobre.

Ana Julia da Silva Doebber

Formação do Carvão

O carvão mineral ou carvão fóssil é originado de restos de vegetais que viveram há milhões de anos em locais pantanosos. À medida que esses vegetais morriam suas partes foram se acumulando nos fundos lodosos dos terrenos.

Devido à ação da temperatura e da pressão ao longo de milhares de anos esses restos se transformaram em rochas, formando as jazidas de carvão. Esse processo é denominado encarbonização e envolve condições biológicas e geológicas específicas, por exemplo, uma vegetação densa em solo pantanoso.

Tipos de Carvão

O carvão é composto de hidrocarbonetos, ou seja, na sua composição há principalmente carbono e hidrogênio, além de enxofre e outros elementos. A quantidade de carbono presente na sua estrutura determina o tipo de carvão. Quanto maior o teor de carbono, mais puro e maior o poder energético do carvão.

São quatro os tipos de carvão: Turfa, Hulha, Linhito e Antracito .

Turfa

É um material composto de camadas com restos de vegetais, como galhos e raízes bem conservados. É o primeiro estágio da formação do carvão, formado num tempo geológico relativamente curto. Apesar de inflamável, não é usado como combustível nas indústrias, por conter baixo teor de carbono.

É reconhecido o seu poder de absorver e isolar outros compostos de hidrocarbonetos, desse modo é usado em derramamentos de petróleo.

Linhito

Na etapa seguinte à turfa é formado o primeiro tipo de carvão chamado linhito. Nesse estágio, a massa vegetal está mais compacta e com maior teor de carbono, formando uma massa escura. Por suas características é empregado na siderurgia.

Hulha

A hulha é composta de restos vegetais parcialmente conservados, elementos voláteis, minerais e água. Seu teor de carbono é maior do que o linhito (cerca de 80%), e é empregada tanto como combustível quanto como redutor de óxidos de ferro. Além disso, possui impurezas usadas para produzir substâncias de emprego industrial.

A partir da hulha pode ser produzido o coque através de processos artificiais. Aquece-se o carvão em ambiente fechado, sem que ele entre em combustão. O coque produzido desse modo é muito utilizado nas indústrias modernas.

Antracito

O antracito é o estágio mais puro e com maior teor de carbono, além disso possui poucos elementos voláteis. Apresenta cor preta e brilhante e alto poder calorífico, queimando mais lentamente e produzindo pouca fuligem, o que o torna mais caro.

Vantagens e Desvantagens

O carvão é extraído do solo em minas a céu aberto o que representa grandes riscos para o meio ambiente e para os operários, principalmente das variedades mais inflamáveis de carvão.

Os impactos das usinas que usam o carvão como combustível também são grandes. Elas produzem resíduos sólidos tóxicos, além das emissões de gases altamente poluentes, como mercúrio, cádmio e chumbo e da poluição térmica produzida com o aquecimento de caldeiras.

Kauã Rogerio da Silva Chula

As fontes de energia não renováveis também são conhecidas como fontes de energia convencionais, quando formam a base de suprimento (fornecimento) de energia.

Como podemos usá-las sem que o estoque acabe rapidamente? Explorando racionalmente os recursos existentes; promovendo a eficiência no uso e investindo em ciência e tecnologia para o desenvolvimento de fontes renováveis (eólica, hidrelétrica, solar, entre outras) que possam substituir as não renováveis.

Atualmente, grande parte de energia consumida no mundo é proveniente de fontes não renováveis, porque as características dessas fontes são bem conhecidas, possuem um rendimento energético elevado (poucas perdas de energia no processo de transformação), preços atrativos, geram muitos empregos e possuem infraestrutura construída para geração e distribuição (usinas, dutos, ferrovias e rodovias). Os principais usos das fontes não renováveis são: 1- na geração de eletricidade, 2- como combustível nos transportes de cargas e de pessoas e 3- no aquecimento de casas.

Algumas fontes não renováveis de energia, como o petróleo e o carvão mineral, são responsáveis por grande parte da emissão (liberação) de gases de efeito estufa na atmosfera, visto que estas fontes são combustíveis (precisam ser queimadas para gerar energia) e liberam gases poluentes, que impactam a saúde e o meio ambiente.

Gabriele Waclawski dos Santos