Apresentando a conexão da Anglo American com a startup NovoPoro — como realizar a descarbonização no processo de beneficiamento de minério de níquel utilizando combustíveis renováveis.

O desenvolvimento e a adoção de práticas sustentáveis são as principais garantias de um futuro para o planeta e, consequentemente, para os negócios.

Por isso, empresas que buscam o crescimento econômico de longo prazo também precisam estar atentas ao cumprimento de processos regulatórios e ampliação das próprias ações de sustentabilidade.

Utilizando as conexões proporcionadas pelo Mining Hub, a Anglo American, que possui metas de redução de carbono até 2030, lançou um desafio de inovação em busca da redução das emissões de gases provenientes da utilização de combustíveis não-renováveis.

O objetivo era se envolver ainda mais na construção e desenvolvimento de tecnologias limpas, aliando a sustentabilidade e a viabilidade técnica e econômica para a substituição dos combustíveis fósseis no processo de calcinação de minério de níquel.

Descubra como a startup NovoPoro, incubada na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), ajudou a empresa a desenvolver uma solução baseada na troca parcial de carvão mineral por biocarvão.

Saiba como a inovação aberta ajuda negócios a reduzirem impactos e custos, ampliando suas possibilidades no mercado.

O desafio
Como descarbonizar o processo de calcinação no beneficiamento de minério de níquel?

Ponto de partida para o desafio da Anglo American, essa questão moldou os problemas de utilização de combustível fóssil e produção de gases do efeito estufa no processo de calcinação e pré-redução do minério de níquel da empresa.

Diante disso, a busca foi por uma solução que, obrigatoriamente:

• Utilizasse combustível de origem renovável sem contaminantes metalúrgicos.
• Melhorasse a eficiência energética.
• Reduzisse a emissão de gases poluentes.

Contudo, segundo Mariana Ribeiro, engenheira metalurgista na Anglo American, havia uma complexidade na proposta de substituição dos combustíveis.

O processo de beneficiamento do minério de níquel realizado pela empresa contempla uma etapa de tratamento térmico em forno rotativo, alimentado com combustíveis não-renováveis, como o óleo e o carvão mineral.

Por isso, segundo ela, era necessário que fosse desenvolvida uma tecnologia capaz de garantir a eficiência e qualidade do processo, usando combustíveis de base renovável, livre de contaminantes e de baixa emissão de carbono.

O processo de calcinação possui parâmetros bem definidos e sensíveis às possíveis modificações dos seus elementos. A solução desenvolvida apresentou resultados muito positivos nos testes de bancada em relação à substituição do carvão metalúrgico fóssil pelo biocarvão. Tanto em relação à viabilidade técnica, quanto em relação à redução de emissões de CO₂ no processo de calcinação, objetivo principal deste desafio, explicou a engenheira.

Entenda como foi desenvolvido o insumo renovável e quais foram os critérios utilizados para validação da tecnologia pelas empresas envolvidas.

A solução
A Startup NovoPoro é uma startup da área de química, com o propósito de criar e implantar tecnologias que permitam a transição de processos industriais baseados na economia linear, para a economia circular e a descarbonização.

De acordo com Joziane Gimenes Meneguin, da NovoPoro, a empresa desenvolve uma estratégia de pesquisa, desenvolvimento e inovação com visão 360°, que abrange premissas de sustentabilidade aliadas a viabilidade técnica e econômica.

Ainda, ela explica que o ambiente acadêmico e de pesquisa aplicada indispensáveis para a criação de soluções de alta tecnologia corre nas veias da NovoPoro.

Sendo assim, ela está conectada a diversas universidades, empresas, institutos de pesquisa aplicada e instalada na Incubadora de Empresas de Base Tecnológica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Conforme mencionamos, a empresa foi a escolhida para resolver o desafio lançado pela Anglo American e desenvolveu um insumo renovável produzido por hidroconversão.

O processo consiste na reação da biomassa com água em uma autoclave, sob baixa temperatura e pressão autogerada.

Dessa forma, a biomassa é submetida a reações gerando um produto sólido rico em carbono, chamado de biocarvão, e um produto líquido viscoso, rico em hidrocarbonetos, isento de metais e com alto poder calorífico.

Em busca de aproveitar a experiência da Anglo American, a biomassa escolhida no desenvolvimento da Prova de Conceito (PoC) foi o eucalipto.

Ainda para o desenvolvimento da solução, foram identificados o nível de CO2 equivalente, o PCI e a comparação do potencial redutor do biocarvão obtido com o carvão mineral anteriormente usado no processo da Anglo American.

Para a validação da solução, foi realizada a simulação do processo de calcinação no beneficiamento do minério de níquel em escala de laboratório.

Resultados alcançados e potenciais
De forma específica ficou constatado que o teor de carbono e o PCI nos biocarvões foram maiores, com 71,8% de carbono e PCI máximo de 30,6 KJ.g-1, o que tornou a sua aplicação promissora.

Assim, os resultados mostraram maior eficiência no biocarvão em comparação com carvão mineral e eucalipto in natura, com aumento da eficiência energética atuando em todas as premissas de sustentabilidade no processo de hidroconversão.

A solução da NovoPoro não apenas apresentou uma alternativa que reduz os impactos negativos, que era a proposta original do desafio, como também mostrou mais eficiência que o procedimento atual. É um ganho duplo, na substituição de procedimento para um método mais renovável e no aumento de eficiência do processo, afirmou Guilherme Marinho — Líder de projetos na Neo Ventures à frente do Mining Hub.

A solução da NovoPoro é inovadora devido à aplicação da hidroconversão na área de mineração como alternativa para gerar combustíveis e agente redutor de origem renovável, obtidos a partir de eucalipto, contribuindo com a descarbonização do processo de beneficiamento do minério de níquel, pois o dióxido de carbono gerado durante o processo de calcinação será contrabalanceado pela quantidade de carbono em que a floresta de eucalipto captura durante seu ciclo de vida, além de ter maior poder calorífico do que o eucalipto in natura, completou Joziane — NovoPoro.

Além disso, a redução de 21,6% de CO2 em relação à emissão de CO2 gerado na pré-redução em comparação ao carvão mineral é um indicativo positivo para a descarbonização.

Assim, em um processo de única etapa, foram obtidos um bio-óleo e um biocarvão de origem renovável, que podem substituir parcialmente os insumos de óleo e carvão mineral não renováveis usados atualmente.

Com isso, há redução da emissão de gases de efeito estufa gerando menor dependência de combustíveis fósseis e fortalecendo estratégias do mercado global de carbono.

Logo, pode-se afirmar que a execução da PoC confirmou a viabilidade técnica da tecnologia, não apenas indicada para descarbonizar o processo de mineração, mas de todos os que utilizam carvão mineral como agente redutor, ou como combustível.

Conclusão
A substituição por um produto de origem renovável como o biocarvão traz benefícios ambientais e econômicos para o processo de hidroconversão e outros comuns no setor de mineração.

Dentre as vantagens, há a redução da emissão de gases do efeito estufa e o fortalecimento das estratégias no mercado global de carbono.

Além disso, o processo de colaboração entre as empresas fortalece a ideia de que a inovação aberta ajuda empresas a reduzir custos e as startups a se desenvolverem com cases de sucesso no mercado!

A execução desta PoC confirmou a viabilidade técnica de uma tecnologia disruptiva e extremamente promissora para descarbonizar o processo de mineração, não apenas de níquel, mas de todos os processos que utilizam carvão mineral como agente redutor ou como combustível. Nesse sentido, a Equipe da NovoPoro mantém motivação para continuar estudando o processo com riqueza de detalhes, para suportar a tomada de decisão da equipe Anglo American e escalar o TRL, disponibilizando uma tecnologia alternativa, sustentável, de fonte renovável e de baixo carbono, finalizou Joziane — NovoPoro.

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