Método para a avaliação da sustentabilidade ambiental da produção de ímãs de terras raras no Brasil: um estudo no laboratório fábrica

Abstract

Os Ímãs de Terras Raras (ITR), utilizados em turbinas eólicas e motores elétricos, são imprescindíveis para a produção de energias limpas e o controle de emissões. No entanto, os riscos ambientais e as incertezas quanto à garantia de fornecimento de elementos de terras raras (ETR), essenciais para a produção de ITR, resultam na necessidade de estratégias rumo a uma cadeia produtiva mais sustentável. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método para avaliar a sustentabilidade ambiental da produção de imãs de terras raras no Brasil, em fase de projeto, integrando as diretrizes ambientais do Global Reporting Initiative (GRI) ao fluxo produtivo. Inicialmente foi realizada a seleção dos indicadores ambientais tendo como base as diretrizes GRI, a literatura e os relatórios de sustentabilidade GRI. Na sequência, o método foi estruturado, estabelecendo-se relação entre a caracterização do fluxo produtivo e cada etapa do processo relacionada aos indicadores ambientais selecionados na fase anterior. Para facilitar a interpretação dos dados e a comparação entre indicadores, os dados foram então normalizados em CO 2 por meio da ferramenta Eco Audit®, disponível no software CES Selector®, onde foram determinados os fatores de emissões, os quais foram validados para produção nacional, por meio da análise e coleta de dados de inventários de CO 2 e relatórios de sustentabilidade. O método foi então aplicado ao contexto do LABFABITR e posteriormente a abordagem metodológica proposta foi avaliada por pesquisadores de ITR e gestores do LABFAITR. Por fim, para auxiliar na formulação de estratégias visando a melhoria ambiental, foram considerados cenários hipotéticos da produção de ITR, a fim de possibilitar a avaliação do cenário atual em relação ao ideal. Os resultados indicaram que as emissões para a produção de 8 toneladas de ITR/ano são estimadas em 51 toneladas de CO 2equivalente /ano, em que 79% das emissões são provenientes da energia utilizada. Também foi evidenciado que 31% dos elementos envolvidos na produção de ITR são classificados como perigosos. A geração de resíduos é estimada em 6,5 toneladas/ano onde 0,4 toneladas/ano de rejeitos de ETR (NdPr e NdFeB). Os processos de redução eletrolítica e revestimento apresentaram maior impacto, sendo estes os prioritários frente a ações de melhoria. Além disso, o cenário hipotético ideal, em termos de emissões de CO 2, configura o fornecimento 100% nacional combinando ao uso do transporte ferroviário ao hidroviário, com uso de energia elétrica de fonte solar. Finalmente conclui-se que o método proposto apresenta contribuições para a construção da cadeia produtiva sustentável de ITR.

Abstract: Rare Earth Magnets (REM) are essential for clean energies and emission control due to its application in wind turbines and electric motors. However, environmental risks and uncertainties regarding the supply of rare earth elements require new strategies towards a more sustainable production chain. The objective of this study is to propose a method to assess the environmental sustainability of REM production in Brazil, in the project phase, integrating the Global Reporting Initiative (GRI) environmental guidelines into the production flow. Initially, the selection of environmental indicators was carried out based on GRI guidelines, literature and reports. In the next step the method was structured connecting the production flow with the environmental indicators selected in the previous phase. In order to favor the interpretation of the data and the comparison among indicators, data were then normalized into CO 2 using the Eco Audit® tool, available in the CES Selector software. The emission factors were then determined, which were validated for domestic production, through the analysis and collection of CO 2 inventory data and sustainability reports. The method was then applied to the context of LABFABITR and later researchers and managers of LABFABITR evaluated the proposed methodological approach. Finally, to help formulate strategies for environmental improvement, hypothetical scenarios of REM production were proposed, in order to allow the evaluation of the current scenario in relation to the ideal one. Results show that for the production of 8 tons of REM/year are emitted the amount of 51 tons of CO2 equivalent/year, where 79% of these emissions are from energy production. It was also evidenced that 31% of the elements involved in the production of ITR are classified as hazardous. The generation of these waste is estimated at 6.5 tons/year. In addition, 0,4 tons/year of REE waste (NdPr and NdFeB) were identified. The processes of electrolytic reduction and coating presented the higher impact, being these the priority ones for improvement actions. In addition, the ideal scenario, in terms of CO 2 emissions, is configured by 100% of national supply, combining the use of rail and waterway transport with solar energy. Finally, it is concluded that the proposed method presents contributions for the construction of the sustainable productive chain of REM.