O aumento exponencial do comércio eletrónico transformou as caixas de cartão numa presença constante em várias casas, com destino traçado para o ecoponto azul. No entanto, este resíduo do quotidiano poderá ter uma segunda vida inesperada: servir de combustível para a produção de eletricidade em larga escala.
De resíduo a recurso energético
O problema da reciclagem de cartão é uma realidade global, mas no Reino Unido, uma equipa de engenheiros da Universidade de Nottingham poderá ter encontrado uma solução inovadora. Pela primeira vez, demonstraram que o cartão usado pode ser aproveitado como uma fonte eficaz de biomassa em centrais elétricas.
A investigação, cujos resultados foram publicados na revista Biomass and Bioenergy, coloca o cartão em comparação direta com o eucalipto, uma referência comum na biomassa industrial.
A abordagem dos engenheiros foi meticulosa e foi muito além de simplesmente queimar o material. O cartão foi triturado, a sua morfologia analisada, a sua composição química decomposta e o seu comportamento sob altas temperaturas foi estudado em detalhe.
A equipa desenvolveu até um método próprio, baseado em análises termogravimétricas, para quantificar com precisão o carbonato de cálcio presente em cada amostra. Este composto, comum no cartão impresso, confere rigidez, mas também influencia a sua combustão. Graças a este procedimento, é possível prever que tipo de cartão terá melhor desempenho numa caldeira industrial e qual poderá causar problemas.
A ciência por detrás da combustão
Para validar as suas teorias, o estudo testou a combustão do cartão em dois sistemas que simulam as condições de uma central elétrica real:
- Drop Tube Furnace: este sistema replica a combustão rápida de biomassa pulverizada. Aqui, os investigadores descobriram que as partículas de cartão geram chars (os resíduos carbonosos resultantes da fase inicial da combustão) altamente reativos. Estes chars possuem estruturas finas e porosas, o que promove um burnout (combustão completa) mais acelerado.
- Muffle Furnace: simula sistemas de leito fluidizado ou de grelha. Mesmo com tempos de permanência mais longos na fornalha, o cartão demonstrou um excelente perfil de combustão.
Adicionalmente, os cientistas caracterizaram o tamanho e a forma de mais de um milhão de partículas por amostra. Observaram que, durante a moagem, o cartão tende a formar “agregados esponjosos”, um desafio para o manuseamento industrial. Esta análise detalhada permite prever a eficiência da combustão e desenvolver estratégias para integrar o cartão no fluxo de combustível das centrais.
O resultado final foi bastante positivo: embora o cartão possua menos carbono (38%) e um poder calorífico inferior (15,9-16,5 MJ/kg) em comparação com o eucalipto (46,7% e 21 MJ/kg, respetivamente), os seus chars mais reativos aceleram a combustão. Contudo, contém um teor de cinza muito superior (8,9-10,6%, face a 0,6% do eucalipto), um fator crítico a considerar nas caldeiras.
Os desafios para a implementação em larga escala
Apesar do potencial técnico ser evidente, o estudo sublinha que o cartão não está pronto para ser introduzido de imediato nas caldeiras industriais. Existem três desafios fundamentais que precisam de ser superados:
- Processamento e manuseamento: ao ser moído, o cartão não se comporta como a madeira. Forma aglomerados esponjosos de baixa densidade que dificultam o transporte interno, complicam a alimentação contínua das caldeiras e aumentam o risco de entupimentos. Será necessário adaptar os sistemas de moagem e alimentação para assegurar um fluxo estável.
- O comportamento do cálcio: o elevado teor de CaCO3, especialmente em cartão impresso, pode ter efeitos variáveis. Em certas condições, aumenta a temperatura de fusão das cinzas (o que é positivo), mas noutras pode promover a formação de escórias ou alterar a qualidade do combustível. É crucial analisar o seu comportamento consoante a tecnologia da central.
- Validação industrial: os ensaios laboratoriais são promissores, mas falta o passo decisivo: testar o cartão em condições de operação reais. A indústria terá de realizar testes em diferentes tipos de caldeiras, avaliar as emissões, estudar a acumulação de cinzas e verificar a sua compatibilidade com outras fontes de biomassa.
O cartão protege as nossas encomendas, desde livros a eletrodomésticos, e é um material que reciclamos quase por instinto. Esta investigação sugere que este resíduo tão comum pode vir a desempenhar um papel na transição energética, ajudando a diversificar os combustíveis e a aproveitar um recurso abundante e local.
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