O desenvolvimento de um método para a separação e purificação de metais presentes em painéis fotovoltaicos danificados ou que atingiram o fim de sua vida útil traça caminho para a reciclagem desses equipamentos. O engenheiro químico Pedro Forastieri de Almeida Prado estudou a utilização de um solvente acessível para facilitar o processo de reutilização de metais como a prata, o índio e o cobre presentes nos painéis, que geram energia elétrica a partir dos fótons, partículas de luz solar que incidem em suas células.
A pesquisa, conduzida no Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP), se enquadra em um setor ainda não muito explorado na ciência e nas políticas públicas brasileiras: o descarte das ferramentas usadas para a geração de energia solar. Prado, que é formado em engenharia química na Universidade Federal de São Carlos, se dedicou ao tema para a construção de sua dissertação de mestrado.
Com a crescente popularidade de meios de geração de energia sustentáveis, entre eles a energia solar, são esperados 78 milhões de toneladas de resíduos fotovoltaicos para o ano de 2050, de acordo com dados da International Renewable Energy Agency (em tradução livre, Agência Internacional de Energias Renováveis). Prado explica que se interessou pelo tema ao visitar uma usina fotovoltaica experimental em Limeira, São Paulo, e descobrir que um dos problemas apontados por funcionários era a falta de diretrizes para descarte dos resíduos.
“Eu estava no final da graduação e vi a oportunidade de transformar esse problema em um projeto de mestrado e, ao invés de procurar especialista em painéis solares, procurei quem entendesse de reciclagem”. Sob a orientação da professora Denise Crocce Romano Espinosa, do Departamento de Engenharia Química da Poli, o engenheiro estudou a reciclagem de dois tipos de painéis de silício: o multicristalino, mais comum; e o amorfo, utilizado em aplicações menores.
Traçando a rota
Uma das dificuldades enfrentadas por Prado durante seu trabalho foi a de encontrar amostras para que a análise pudesse ser feita. “A grande vantagem do painel fotovoltaico é ter uma duração de vida de 25 anos, e, aqui no Brasil, onde a tecnologia é relativamente recente, é difícil encontrar um [painel] que já tenha atingido essa idade”, explica Pedro.
O modo encontrado para driblar o problema foi utilizar painéis danificados doados pelo Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (IEE-USP), por intermédio do professor Roberto Zilles. A partir da doação, Prado estudou a composição dos equipamentos e focou seu trabalho nas etapas de separação e purificação de materiais que poderiam ser reaproveitados.
As amostras de painel multicristalino, que é formado basicamente por uma superfície de vidro, camadas de silício cristalino, backsheet – filme plástico para proteção dos componentes – e fitas de metais, foram cortadas em pedaços e imersas em uma solução de isopropanol, um solvente facilmente encontrado, por dois dias a temperatura de 25°C.
A backsheet, que é um poliéster, não foi dissolvida pelo isopropanol e pode ser completamente recuperada para reutilização. O silicone, encapsulante do restante do material, foi dissolvido após a imersão no isopropanol e assim o vidro, silício e a fita de metais também puderam ser recuperados. O próprio encapsulante também pode ser recuperado posteriormente.
Já para as amostras de painéis amorfos, que não têm o silicone em sua composição, foi desenvolvido um método com a utilização de ácido fosfórico para a reciclagem. Por meio dele, foi possível recuperar o índio, metal com diversas aplicações na fabricação de ligas metálicas e espelhos mais resistentes à corrosão, por exemplo.
A pesquisa e os ensaios concluíram que é possível reciclar os painéis solares. Porém, Prado ressalta que a criação de políticas públicas para descarte e coleta desses materiais é essencial para o desenvolvimento de um possível segmento de reciclagem fotovoltaica no Brasil.
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