Life Cycle Assessment of Coconut Residue Valorization via Pyrolysis

Todos os dias, o mundo gera vastas quantidades de resíduos, desde cascas de frutas até cascas de nozes, grande parte dos quais acaba enterrada em grandes fossos conhecidos como aterros sanitários. Embora enterrar o lixo seja uma prática comum, isso cria um problema de movimento lento: à medida que a matéria orgânica se decompõe no subsolo sem ar, ela libera metano, um gás que retém o calor na atmosfera de forma muito mais eficaz do que o dióxido de carbono. Ao mesmo tempo, a humanidade continua a depender fortemente de combustíveis fósseis, como petróleo e carvão, para alimentar nossas vidas, um hábito que impulsiona as mudanças climáticas e esgota recursos finitos. Cientistas estão cada vez mais procurando maneiras de transformar esse resíduo em algo útil, um conceito chamado economia circular, onde os materiais são mantidos em uso em vez de serem descartados. Um método promissor envolve aquecer resíduos de origem vegetal em um recipiente selado sem oxigênio, um processo que decompõe o material em combustível e carbono sólido. Para entender se essa abordagem é verdadeiramente melhor para o planeta do que simplesmente enterrar o resíduo, os pesquisadores devem olhar para toda a vida do produto, desde o momento em que a planta é cultivada até o descarte final de seus restos, pesando cada gota de água, cada grama de fertilizante e cada milha de transporte contra os benefícios obtidos.

Em um estudo focado no coqueiro, pesquisadores no Brasil investigaram o impacto ambiental de transformar cascas de coco em materiais úteis através deste processo de aquecimento, conhecido como pirólise, comparando-o com o método padrão de enviar as cascas para um aterro sanitário. A equipe, trabalhando na Universidade Federal Fluminense, começou coletando cascas de coco verde, que representam uma parte significativa do peso do fruto e são frequentemente descartadas após o consumo da água. Eles trituraram as cascas e as deixaram secar naturalmente ao sol antes de aquecer pequenas amostras em um forno de laboratório a temperaturas entre 400 e 600 graus Celsius. Esse processo decompôs as cascas em três produtos distintos: uma substância sólida semelhante ao carvão chamada biochar, um combustível líquido conhecido como bioóleo e um gás que poderia ser usado para energia. Os pesquisadores então utilizaram um método de contabilidade detalhado chamado Avaliação de Ciclo de Vida para rastrear cada custo e benefício ambiental deste processo. Eles o compararam diretamente a um cenário onde a mesma quantidade de resídu de coco seria simplesmente enterrada em um aterro sanitário, onde ela se decomporia e liberaria gás, parte do qual seria capturado para produzir combustível, mas muito do qual escaparia para o ar.

O estudo descobriu que o aquecimento do resíduo de coco era significativamente melhor para o meio ambiente do que enterrá-lo. Para cada 100 gramas de casca de coco tratada, o processo de pirólise evitou a liberação de 0,081 quilogramas de equivalente de dióxido de carbono, uma medida padrão de gases de efeito estufa, e economizou 2,02 megajoules de energia não renovável. Esse resultado positivo ocorreu em grande parte porque o carvão sólido produzido poderia substituir o carvão ativado comercial, um material geralmente feito de combustíveis fósseis, enquanto o gás e o óleo poderiam substituir o diesel e o gás natural. Ao criar esses substitutos, o processo efetivamente apagou o dano ambiental que teria sido causado pela fabricação daqueles produtos convencionais. Em contraste, o cenário do aterro sanitário, mesmo com esforços para capturar o gás para energia, resultou em maiores ônus ambientais em todos os aspectos. O aterro liberava metano, um gás potente que retém o calor, e exigia o uso de maquinário pesado e combustível diesel para operar, tudo isso sem gerar o mesmo nível de materiais de substituição úteis.

Curiosamente, os maiores custos ambientais não vieram do processo de aquecimento em si ou das operações do aterro, mas sim da etapa agrícola antes mesmo do resíduo ser criado. Os pesquisadores descobriram que o uso de fertilizantes e pesticidas para cultivar os cocos, juntamente com o tratamento de estacas de madeira usadas para apoiar as árvores, representou a maioria dos impactos negativos, como toxicidade para a água e o solo. Isso sugere que, embora a pirólise seja uma maneira superior de lidar com o resíduo, a pegada ambiental total poderia ser reduzida ainda mais se os métodos agrícolas fossem aprimorados. O estudo também testou diferentes maneiras de secar as cascas de coco antes do aquecimento. Eles descobriram que o uso de um forno elétrico para secar as cascas consumia tanta eletricidade que tornava todo o processo muito mais poluente, enquanto deixar as cascas secarem ao sol manteve os benefícios ambientais elevados. Isso destaca que etapas simples e de baixo consumo de energia são, muitas vezes, as escolhas mais sustentáveis.

Os pesquisadores também exploraram se a captura de mais gás do aterro sanitário poderia tornar essa opção competitiva. Eles simularam um cenário em que todo o gás proveniente da decomposição dos resíduos fosse coletado e transformado em combustível, em vez de apenas metade. Mesmo com esse esforço máximo, o aterro sanitário ainda não conseguia igualar o desempenho ambiental da pirólise. O equipamento extra necessário para capturar e processar todo esse gás introduzia novas demandas de energia e emissões que cancelavam os benefícios de evitar que o gás escapasse. O estudo conclui que, para as cascas de coco, transformar as cascas em combustível e materiais através do aquecimento é um caminho mais sustentável do que enterrá-las. Oferece uma maneira de reduzir os gases de efeito estufa, economizar recursos fósseis e apoiar um sistema onde o resíduo se torna um recurso, desde que as práticas agrícolas que levam à geração do resíduo também sejam geridas com cuidado.