Contribuição do Aço para a Economia Circular

Contribuição do aço para a economia circular

Existem dois tipos de economias que existem em todo o mundo. São elas (i) economia linear, (ii) economia circular. A economia circular é uma alternativa à economia linear tradicional em que os recursos são mantidos em uso pelo maior tempo possível, extraindo deles o máximo valor durante o uso e, em seguida, recuperando e regenerando produtos e materiais ao final de cada vida útil. . Desde a última revolução industrial, o crescimento econômico esteve fortemente atrelado ao consumo de recursos primários; os modelos de economia circular tentam dissociar o crescimento econômico e o uso de recursos, uma vez que se reconhece que os atuais padrões de consumo global não são sustentáveis. Atualmente, está em andamento uma mudança do sistema de economia linear para o sistema de economia circular. Como o aço está em toda parte em nossas vidas e está no centro de nosso futuro sustentável, a indústria do aço é parte integrante da economia circular global.

Ao longo de sua evolução e diversificação, a economia industrial nunca ultrapassou uma característica fundamental estabelecida nos primórdios da industrialização. A economia industrial é baseada em um modelo linear de consumo de recursos que segue um padrão de “pegar-fazer-descartar”. O modelo linear ‘pegar-fazer-descartar’ depende de grandes quantidades de recursos e energia de fácil acesso e, como tal, é cada vez mais impróprio para a realidade em que opera. As organizações extraem materiais, os utilizam na produção de produtos, vendem os produtos a clientes que posteriormente os descartam quando a vida útil dos produtos termina e não atendem mais aos propósitos pretendidos. Esta é a norma no caso do conceito de economia linear (Fig. 1), sem preocupações com externalidades que possam ocorrer. Além disso, esse comportamento é construído com base no pressuposto de que os recursos são infinitos e a entrada externa é necessária para sustentar o crescimento econômico.

Fig 1 Conceito de economia linear

No conceito de economia linear, o foco tem sido em melhorias de eficiência ao longo desta linha reta. Uma maior eficiência resulta em menos materiais e recursos necessários, o que, por sua vez, leva a menos externalidades por unidade produzida. No entanto, trabalhar apenas para a eficiência, ou seja, uma redução de recursos e energia fóssil consumida por unidade de produção industrial, não altera a natureza finita do estoque de recursos, mas pode apenas atrasar o inevitável. Uma mudança de todo o sistema operacional parece necessária.

No entanto, a mentalidade está mudando lentamente agora. A dependência do conceito de economia linear está ficando mais fraca na esteira de poderosas tendências disruptivas que moldarão a economia nos próximos anos. Essas tendências são (i) a escassez de recursos e os padrões ambientais mais rígidos vieram para ficar, (ii) a posse da tecnologia da informação que permite a mudança e (iii) o testemunho de uma mudança generalizada no comportamento do consumidor.





O conceito de economia circular é uma reação à abordagem linear. Vem do entendimento de que os recursos do nosso planeta não são infinitos e que o crescimento e o valor podem ser criados sem a entrada de materiais virgens externos. Em vez de descartar materiais, energia e produtos no fim de sua vida útil, o conceito de economia circular visa dobrar essa linha reta, reconectando o fim com o início, com o objetivo de formar um ciclo fechado. Este conceito não é novo, mas é algo que foi esquecido à medida que as pessoas se tornam mais ricas e as organizações lucram com as pessoas que compram novos produtos atualizados. A economia circular visa reconstruir o capital, seja ele financeiro, manufatureiro, humano, social ou natural. Esta abordagem aumenta o fluxo de bens e serviços.

O conceito de economia circular tem raízes profundas e não pode ser rastreado até uma única data ou autor. Suas aplicações práticas para sistemas econômicos modernos e processos industriais, no entanto, ganharam força desde o final da década de 1970 como resultado dos esforços de um pequeno número de acadêmicos, líderes de pensamento e empresas. O conceito geral foi refinado e desenvolvido por várias escolas de pensamento, como (i) design regenerativo, (ii) economia de desempenho, (iii) estrutura do berço ao berço, (iv) ecologia industrial e (v) biomimética que se baseia em três princípios-chave da natureza como modelo, natureza como medida e natureza como mentora.

Uma economia circular é um sistema industrial que é restaurador ou regenerativo por intenção e design. Baseia-se na premissa, onde os produtos ou peças são reparados ou remanufaturados, reutilizados, devolvidos e reciclados. Substitui o conceito de 'fim de vida' por restauração, muda para o uso de energia renovável, elimina o uso de produtos químicos tóxicos, que prejudicam a reutilização, e visa a eliminação de resíduos através do design superior de materiais, produtos, sistemas , e, dentro disso, modelos de negócios. A Figura 2 mostra o conceito de economia circular.

Fig 2 Conceito de economia circular e hierarquia de gerenciamento de resíduos

A essência da economia circular é dissociar a criação de valor do consumo de recursos naturais finitos e substituir o conceito de fim de vida em que os produtos acabam naturalmente como resíduos. Com uma mudança no design do produto, materiais e sistemas, juntamente com uma mudança no conceito de propriedade por meio de novos modelos de negócios, o desperdício pode ser limitado e, em última análise, eliminado. Talvez o princípio subjacente mais importante para alcançar isso seja a reciclagem de materiais, pela qual os materiais são reutilizados para fazer novos produtos em vez de serem descartados por incineração ou aterros. Mas a economia circular contém mais do que reciclagem. Alcançar um sistema circular precisa de mudanças fundamentais para apoiar totalmente a reciclagem de materiais, mas também para maximizar o valor do capital natural. Isto implica um conjunto de novas abordagens, nomeadamente (i) recirculação de materiais, (ii) eficiência dos materiais do produto e (iii) novos modelos de negócio que contribuem para uma redução da procura de materiais virgens, levando a uma menor extração de matérias-primas e produção com menores emissões de dióxido de carbono (CO2).

A economia circular garante que o valor seja mantido dentro de um produto quando ele atinge o fim de sua vida útil e, ao mesmo tempo, reduz ou elimina o desperdício. Essa ideia é fundamental para o conceito de sustentabilidade triple-bottom-line, que foca na interação entre fatores ambientais, sociais e econômicos. Sem uma abordagem de ciclo de vida, é impossível ter uma economia circular genuína.

O conceito de economia circular é baseado em alguns princípios simples. Em primeiro lugar, em sua essência, uma economia circular visa “projetar” os resíduos. O desperdício não existe neste conceito. Os produtos são projetados e otimizados para um ciclo de desmontagem e reutilização. Esses ciclos apertados de componentes e produtos definem a economia circular e a diferenciam do descarte e até da reciclagem, onde grandes quantidades de energia e mão de obra incorporadas são perdidas. Em segundo lugar, a circularidade introduz uma diferenciação estrita entre componentes consumíveis e duráveis ​​de um produto. Ao contrário de hoje, os consumíveis na economia circular são em grande parte feitos de ingredientes biológicos “nutrientes” que são pelo menos não tóxicos e possivelmente até benéficos, e podem ser devolvidos com segurança à biosfera diretamente ou em uma cascata de usos consecutivos. Os bens duráveis, como motores ou computadores, por outro lado, são feitos de nutrientes técnicos impróprios para a biosfera, como metais e a maioria dos plásticos. Estes são projetados desde o início para reutilização. Em terceiro lugar, a energia necessária para alimentar este ciclo deve ser renovável por natureza, novamente para diminuir a dependência de recursos e aumentar a resiliência do sistema (por exemplo, a choques de petróleo).

Dentro da economia circular, as credenciais de fim de vida dos produtos de construção são importantes. Além disso, é importante entender a diferença entre reutilização e reciclagem. Isto é particularmente importante no caso do termo reciclagem, que tem uma definição vaga na linguagem geral, mas uma definição mais específica na gestão de resíduos e na economia circular. A reciclagem é o processo de conversão de resíduos em novos materiais e produtos, que podem ser iguais ou diferentes do material ou produto original. Normalmente, o processo de reciclagem precisa de energia. A reciclagem pode ser uma reciclagem de circuito fechado ou verdadeiro ou ciclo descendente. Por outro lado, a reutilização é o uso subsequente de um objeto (em sua forma original) após sua primeira vida. Pode ser reaproveitado, mas o objeto tem apenas pequenas alterações, mantendo uma forma semelhante (ou igual). Também é importante diferenciar entre dois tipos diferentes de reciclagem uma vez que o benefício ambiental ou da economia circular (normalmente avaliado usando a avaliação do ciclo de vida) pode variar significativamente. Na “reciclagem verdadeira ou em circuito fechado”, os produtos são reciclados em produtos com exatamente as mesmas propriedades de material. Um exemplo de verdadeira reciclagem é a reciclagem de aço por refusão. No caso do ‘downcycling’, o processo de ‘downcycling’ consiste na conversão de materiais em novos materiais de menor qualidade e funcionalidade reduzida. Exemplos de “ciclagem descendente” são a britagem e moagem de materiais refratários para produzir argamassa refratária.

O diagrama de Ellen MacArthur (Fig. 3) classifica conceitualmente as opções de gestão de resíduos de acordo com o que é melhor para o meio ambiente. Este tem sido um conceito central nas estruturas de política de resíduos da União Europeia por muitos anos. A hierarquia de gerenciamento de resíduos sob este conceito é mostrada na Fig 2.

Fig 3 Diagrama de Ellen MacArthur para economia circular

Aço e economia circular

O aço tem excelentes credenciais de economia circular tanto como um material que é forte, durável, versátil e reciclável quanto, como um sistema de estrutura estrutural, que é leve, flexível, adaptável e reutilizável. Um dos principais benefícios do aço é que ele pode ser projetado para atender aos requisitos específicos de resistência, durabilidade e reciclagem no fim da vida útil de quase todas as aplicações. A combinação de resistência, reciclabilidade, disponibilidade, versatilidade e acessibilidade torna o aço único.

A pesquisa atual está resultando na produção de novos aços que são ainda mais fortes e leves do que os disponíveis hoje. As turbinas eólicas, vitais para a produção de energia eólica limpa, já são 50% mais leves do que eram há uma década. Para uma torre de 70 metros, isso se traduz em uma redução de 200 toneladas nas emissões de CO2. Com sua maior relação resistência-peso, os aços mais novos podem ser usados ​​para fabricar seções de torre de até 30 metros. Isso reduz as emissões durante o transporte e a montagem.

Aços de grau superior também estão sendo desenvolvidos para construção. Eles permitem a construção de edifícios maiores e mais altos de forma mais eficiente e produzem a menor quantidade possível de resíduos. Espera-se que o uso de aços de maior qualidade reduza a quantidade de aço usado na construção. Os custos de transporte também são reduzidos graças aos componentes de aço mais finos e, portanto, mais leves. Eles também encurtam o tempo necessário para o processamento nas fábricas e construção no local, em grande parte devido à redução no número de soldas necessárias. Utilizando estes aços, é possível reduzir o número de pilares nas estruturas dos edifícios e torná-los mais finos. Isso resulta em áreas maiores e oferece oportunidades para um melhor design e uso do espaço. Aços de maior qualidade permitem o desenvolvimento de estruturas que incorporam mecanismos de dissipação para absorver a maior parte da energia sísmica gerada por um terremoto.

Uma economia circular promove uma vida útil mais longa dos produtos. Quanto mais tempo um produto dura, menos matérias-primas são necessárias para serem obtidas. A durabilidade do produto contribui para reduzir o esgotamento das matérias-primas. Manter os produtos em sua maior utilidade e valor pelo maior tempo possível é um componente-chave da economia circular. Simplificando, quanto mais tempo um produto dura, menos matérias-primas são necessárias para serem obtidas e processadas e menos resíduos são gerados. Os produtos de aço são inerentemente duráveis, o que significa não apenas que duram muito tempo, mas também que vários aços podem ser reutilizados após sua primeira vida útil.

O aço também facilita sua própria longevidade. Os edifícios com estrutura de aço podem ser facilmente adaptados se a configuração da estrutura precisar ser alterada. O edifício pode ser desmontado e reconstruído com o mínimo de perturbação para as comunidades locais e o meio ambiente. Estruturas de aço externas fortes e duráveis ​​podem acomodar várias reconfigurações internas para atender às necessidades em constante mudança. Armazéns ou edifícios industriais feitos de aço podem ser facilmente convertidos em modernos espaços de vida ou de trabalho. Isso prolonga a vida útil do edifício (e a vida útil do aço que ele contém) para economizar recursos e reduzir custos.

O aço é um material versátil tanto em termos de sua metalurgia/química quanto como produto. É um material infinitamente reciclável. Os elementos estruturais do produto s são duráveis, robustos e dimensionalmente estáveis ​​que podem ser aparafusados ​​para formar conjuntos que são inerentemente desmontáveis ​​e reutilizáveis. As estruturas de aço podem ser facilmente estendidas e reconfiguradas no local. O aço não é um material único. Existem vários tipos diferentes de aços, desde aços convencionais suaves até aços de alta resistência, aços avançados de alta resistência e aços especiais, como aços inoxidáveis. Cada grau de aço possui propriedades projetadas para sua aplicação específica. Na verdade, existem mais de 3.500 composições diferentes ou graus de aço com diferentes propriedades físicas, químicas e ambientais. Se os diferentes tamanhos e formas de produtos forem adicionados a isso, o número de 3500 será aumentado várias vezes. Cada variedade de aço é adaptada para aplicações específicas em setores tão diversos como embalagens, engenharia, produtos brancos e amarelos, veículos e construção. Cerca de 75% dos aços modernos disponíveis hoje foram desenvolvidos nas últimas duas a três décadas. Se a Torre Eiffel for reconstruída hoje, a necessidade de aço é apenas um terço do aço que foi originalmente usado (em 1889) devido às melhorias de resistência e qualidade alcançadas pela indústria siderúrgica no século passado.

A versatilidade do aço promove a reciclagem uma vez que a sucata de aço pode ser misturada, por meio do processo de reciclagem, para produzir diferentes tipos de aço (diferentes graus e produtos) que atendem às demandas em constante mudança ao longo do tempo. Por exemplo, o aço de maquinário industrial redundante pode ser reciclado em produtos mais contemporâneos, como automóveis ou produtos da linha branca que, por sua vez, podem ser reciclados em novas aplicações, talvez ainda não descobertas, no futuro.

Prolongar a vida útil dos produtos é outro aspecto fundamental da economia circular. Em teoria, todo aço novo pode ser feito de aço reciclado. No entanto, isso não é viável na prática devido à longa vida útil dos produtos siderúrgicos, dada a resistência e durabilidade do aço. Cerca de 75% dos produtos de aço já fabricados ainda estão em uso hoje. Edifícios e outras estruturas feitas de aço podem durar de 40 anos a 100 anos ou mais se for realizada a manutenção adequada.

Prolongar a vida útil dos produtos pode ser alcançado tornando os produtos flexíveis e adaptáveis ​​a mudanças, para que possam durar mais e maior valor possa ser extraído dos materiais e recursos usados ​​para produzi-los. O ritmo de mudança em todas as esferas da vida nunca foi tão grande. Mudanças nos padrões de trabalho, novos serviços de construção e tecnologias da informação, mudanças demográficas e nova legislação estão colocando novas e diferentes demandas sobre os produtos siderúrgicos. Os produtos sustentáveis ​​devem ser flexíveis à mudança de uso e adaptáveis ​​às necessidades e requisitos futuros, sejam eles regulatórios ou orientados pelo mercado.

Componentes de aço estrutural grandes e pesados ​​precisam de planejamento para gerenciamento de fim de vida. No entanto, com a sucata de aço tendo valor, o incentivo para recuperar e reciclar esses componentes é alto e mais econômico do que pagar para que sejam colocados em aterros sanitários.

Em uma economia circular bem estruturada, o aço possui vantagens competitivas significativas em relação aos materiais concorrentes. Quatro palavras-chave que definem essas vantagens são (i) reduzir, (ii) reutilizar, (iii) remanufaturar e (iv) reciclar, conforme mostrado na Figura 2.

Reduzir significa reduzir o peso dos produtos e, portanto, a quantidade de material utilizado. É uma chave importante para a economia circular. Por meio de investimentos em pesquisa, tecnologia e bom planejamento, os produtores de aço reduziram drasticamente a quantidade de matéria-prima e energia necessária para produzir aço nos últimos 50 a 60 anos. Além disso, os produtores de aço estão promovendo e desenvolvendo ativamente o uso de classes de aço de alta resistência e alta resistência avançada para diversas aplicações. Esses graus contribuem para o peso leve de aplicações que variam de turbinas eólicas a automóveis e painéis de construção. Por causa disso, menos aço é necessário para fornecer a mesma resistência e funcionalidade.

As características de reutilização do aço se devem à sua durabilidade. O aço pode ser reutilizado ou reaproveitado de várias maneiras, com ou sem remanufatura. Isso já ocorre com componentes automotivos, edifícios, trilhos e muitas outras aplicações. A reutilização do aço não se limita à sua aplicação original. Ela remonta aos tempos antigos, quando as espadas eram convertidas em arados. A reutilização é normalmente feita nas áreas onde é tecnicamente possível sem reduzir a segurança, propriedades mecânicas e/ou garantias. A taxa de reutilização aumentará à medida que o design ecológico, o design para reutilização e reciclagem e a eficiência de recursos se tornarem mais populares.

A reutilização é vantajosa, pois pouca ou nenhuma energia é necessária para o reprocessamento. A durabilidade do aço garante diversos produtos que podem ser reaproveitados parcial ou totalmente no final de sua vida útil. Isso pode estender consideravelmente o ciclo de vida do produto de aço. No entanto, o design inicial baseado no pensamento do ciclo de vida é fundamental para que a reutilização seja bem-sucedida.

A indústria da construção foi uma das primeiras a adotar a reutilização de componentes de aço, como vigas estruturais, coberturas e elementos de parede. Cada vez mais esses elementos estão sendo projetados para reutilização. Embora o aço de reforço seja atualmente reciclado em vez de ser reutilizado, existem oportunidades para criar elementos modulares de concreto armado, como lajes de piso padrão.

A reutilização por meio de reaproveitamento envolve um sistema de coleta e reprocessamento especialmente projetado para tornar o produto adequado para uma nova aplicação. A quantidade de energia e recursos necessários para aplicações de reutilização pode ser consideravelmente menor do que produzir uma nova aplicação a partir de matérias-primas. Por exemplo, chapas de aço usadas para construir navios podem ser relaminadas e usadas na construção de novas embarcações. A única entrada é a energia necessária para reaquecer, relaminar e transportar o aço.

A remanufatura de vários produtos de aço pode ser feita. Uma ampla gama de produtos siderúrgicos já está sendo remanufaturada. Eles incluem máquinas-ferramentas, motores elétricos, transmissões automáticas, móveis de escritório, eletrodomésticos, motores de automóveis e turbinas eólicas. Remanufaturado para reutilização é feito para aproveitar a durabilidade dos componentes de aço. A remanufatura restaura produtos usados ​​duráveis ​​à condição de novos. Difere do reparo, que é um processo limitado a tornar o produto operacional, em oposição à desmontagem e restauração completas com a possível inclusão de novas peças.

A remanufatura restaura produtos duráveis ​​e usados ​​à condição de novos. Envolve a desmontagem de um produto, durante o qual cada componente é completamente limpo, examinado quanto a danos e recondicionado de acordo com as especificações de fabricação do equipamento original (OEM) ou substituído por uma nova peça. O produto é então remontado e testado para garantir o funcionamento adequado. Esse processo difere do reparo, que se limita a tornar o produto operacional, em oposição à restauração completa. Além disso, ao projetar produtos de aço para reutilização ou remanufatura, ainda mais recursos podem ser conservados.

A reciclagem do aço tem sido realizada na indústria siderúrgica desde que o aço foi fabricado pela primeira vez. Garante que o valor das matérias-primas investidas na siderurgia dure muito além do fim da vida útil de um produto siderúrgico e que o aço continue sendo um recurso permanente para a sociedade. Todos os produtos de aço são inerentemente recicláveis ​​e os elementos estruturais de aço também são inerentemente reutilizáveis. Além disso, o aço é 100% reciclável e pode ser reciclado várias vezes para criar novos produtos de aço em um ciclo fechado de materiais. O aço reciclado mantém as propriedades inerentes do aço original. O alto valor da sucata de aço garante a viabilidade econômica da reciclagem. Por isso, o aço é hoje o material mais reciclado.

Duas principais matérias-primas para a fabricação de aço são o minério de ferro, um dos elementos mais abundantes da Terra, e o aço reciclado (sucata). Uma vez produzido o aço (a partir do minério de ferro), torna-se um recurso permanente para a sociedade, desde que seja recuperado ao final de cada ciclo de vida do produto, pois é 100% reciclável sem perda de qualidade.

A propriedade magnética do aço garante sua recuperação barata e fácil para reciclagem. Usando a separação magnética, a sucata de aço dos produtos pós-consumo pode ser facilmente recuperada de praticamente qualquer fluxo de resíduos. Uma análise mundial do aço mostrou que as taxas de recuperação para diferentes setores variam de 50% para pequenos aparelhos elétricos e domésticos, até mais de 90% para máquinas. Níveis de até 98% para aço estrutural em edifícios comerciais e industriais estão sendo alcançados.

O aço é o material mais reciclado do mundo. Cerca de 650 milhões de toneladas de sucata pré-consumo e pós-consumo são recicladas anualmente, levando a uma economia significativa no uso de energia e matéria-prima. Toda a sucata da produção de aço e do processamento a jusante (frequentemente chamada de sucata pré-consumo) é coletada e reciclada diretamente nos processos de produção de aço. O conteúdo reciclado de qualquer produto de aço pode variar de 5% a 100%. Mais de 23 bilhões de toneladas de sucata foram recicladas desde o início da produção de aço.

O uso do termo “reciclagem” deve ser esclarecido. Todos os tipos de aço podem ser reciclados em novos aços de vários graus, mantendo suas propriedades materiais inerentes. Assim, a sucata de aço de produtos siderúrgicos de menor valor também pode ser convertida em aços de alto valor usando processamento e metalurgia apropriados. Para outros materiais, isso normalmente não é possível. De fato, a qualidade do material reciclado é frequentemente rebaixada ou rebaixada, como no caso do concreto, madeira e alumínio.

A reciclagem é importante na economia circular, pois conserva recursos valiosos. Além dos esforços da indústria siderúrgica para aumentar as taxas de recuperação, também existem iniciativas, em conjunto com outras indústrias metalúrgicas e institutos de pesquisa, para identificar perdas ao longo do ciclo de vida dos produtos. O objetivo é minimizar essas perdas e melhorar ainda mais a taxa de reciclagem de aço e outros materiais.

A indústria siderúrgica continua a integrar ainda mais essas vantagens em suas operações para destacar os benefícios do aço para as pessoas que estão tomando decisões sobre escolhas de materiais. A cooperação de toda a cadeia produtiva é essencial para garantir que os produtos reutilizados ou remanufaturados tenham as mesmas propriedades dos aços novos. Além disso, para contribuir ainda mais para a economia circular, uma série de áreas-chave nas quais a indústria siderúrgica deve se concentrar incluem as seguintes questões.

• A água utilizada no processo de produção deve ser devolvida à sociedade nas mesmas ou melhores condições em que foi recebida, e que as emissões para a atmosfera sejam minimizadas ao máximo.
• No que diz respeito às matérias-primas consumidas, como carvão de coque e minério de ferro, a adesão estrita à sustentabilidade é impossível, pois as matérias-primas, uma vez consumidas, claramente não podem ser substituídas e, como tal, reduzem a capacidade das gerações futuras de produzir aço da mesma forma maneira como hoje. Esse desafio pode ser superado pela construção de reutilização, remanufatura e reciclagem, para projetar produtos para fácil reutilização e reciclar o máximo possível de aço dos produtos no final de sua vida útil para fabricar novos produtos de aço. Claramente, isso exige que, com o tempo, quantidades suficientes de aço reutilizável e reciclável estejam disponíveis para satisfazer a demanda do mercado por aço. Além disso, o conceito de fornecimento responsável precisa ser mais abordado, levando em consideração o fornecimento de materiais na cadeia de suprimentos.
• As emissões para a atmosfera (por exemplo, CO2 e outros gases de efeito estufa) podem ser reduzidas garantindo que a aplicação de aço leve a emissões reduzidas durante a fase de uso do produto. Isso pode ser feito usando, por exemplo, aços de alta resistência ou aços mais eficientes usados ​​em motores.
• Muitos materiais concorrentes têm propriedades "leves" (mais especificamente materiais de densidade mais baixa) e podem ajudar a reduzir as emissões de produtos com uso intensivo de energia na fase de uso. No entanto, esses materiais geralmente consomem muito mais energia e CO2 do que os produtos de aço, negando os benefícios da fase de uso que esses materiais alternativos oferecem. 

Pensamento do ciclo de vida

O aço está em toda parte na vida das pessoas hoje e está no centro do futuro sustentável. A indústria siderúrgica é parte integrante da economia circular global. A economia circular promove o desperdício zero, reduz a quantidade de materiais utilizados e incentiva a reutilização e reciclagem de materiais, todas as vantagens fundamentais do uso do aço. Uma abordagem de ciclo de vida é muito importante para fornecer a verdadeira sustentabilidade.

Normalmente, as políticas estão sendo feitas nas instalações que afetam apenas a "fase de uso" da vida de um produto, por exemplo, o consumo de energia para um refrigerador ou as emissões de CO2 durante a condução de um automóvel. Esse foco na “fase de uso” pode levar ao emprego de materiais alternativos de menor densidade mais caros, mas que normalmente têm uma carga ambiental mais alta quando todo o ciclo de vida é considerado. Esta limitação da fase de uso não pode continuar. O pensamento do ciclo de vida (LCT) é necessário para todas as decisões de fabricação.

Todo produto que é vendido e comprado tem um ciclo de vida. Todo produto é fabricado, usado e, em seguida, pode ser reutilizado, reciclado ou descartado no final de sua vida útil. Além disso, o aço que entra no fluxo de resíduos pode ser facilmente separado e coletado de outros materiais para reciclagem, pelo uso de ímãs. LCT é um termo que é usado para descrever o pensamento holístico que é necessário para a solução sustentável dos problemas da sociedade. Ele precisa considerar as matérias-primas utilizadas, consumo de energia, resíduos e emissões de um produto em cada fase de sua vida. Isso começa com o design e termina no ponto em que o produto chega ao fim de sua vida útil. No LCT, prevê-se que um produto bem projetado contendo aço seja submetido à reutilização ou reciclagem de seus componentes no final da vida útil.

Só calculando os recursos e a energia utilizados, e os resíduos e emissões produzidos em cada etapa desta jornada, é possível definir o verdadeiro impacto ambiental de um produto. Isso também permite identificar onde sua sustentabilidade ambiental de longo prazo pode ser melhorada. Por exemplo, o pequeno aumento no consumo de energia ou a adição de elementos de liga necessários para produzir aços de alta resistência é compensado várias vezes quando se considera o ciclo de vida do produto. A utilização destes aços de alta resistência significa que os produtos podem ser mais leves e, portanto, frequentemente economizar energia durante a fase de uso de sua vida, por exemplo, quando aplicado ao setor automobilístico proporciona economia de combustível, e ao longo de todo o ciclo de vida do produto, menos energia é usada.

Há outra razão pela qual o pensamento do ciclo de vida é muito importante. Conhecendo o impacto real de cada etapa da vida de um produto, as melhores decisões podem ser tomadas sobre quais materiais devem ser usados. Como exemplo, além de aços de alta resistência, materiais de baixa densidade, como alumínio, fibra de carbono, magnésio ou plásticos, às vezes são usados ​​para tornar as aplicações mais leves. À primeira vista, esses materiais pesam menos ou, mais precisamente, têm uma densidade menor que o aço e por isso podem parecer alternativas interessantes. No entanto, quando o ciclo de vida total do material é levado em consideração, o aço permanece competitivo, devido à sua resistência, durabilidade, reciclabilidade, versatilidade e custo. A comparação das emissões de CO2 desses materiais é mostrada na Fig 4. Além disso, no final da vida útil do produto, esses materiais podem precisar ser enviados para aterros sanitários, pois não há uma maneira econômica de reciclar ou reutilizar o material. Alternativamente, eles podem ser rebaixados para um produto de qualidade inferior. É importante que essas informações sejam conhecidas antes que as principais decisões materiais sejam tomadas. Todo o ciclo de vida, desde a extração da matéria-prima até a reciclagem ou descarte em fim de vida, deve ser considerado.

Fig 4 Comparação das emissões de CO2

Uma abordagem de ciclo de vida deve ser considerada dentro do conceito de economia circular para criar um mundo mais eficiente em termos de recursos, com foco na minimização de resíduos. A indústria siderúrgica vem fazendo a minimização de resíduos há muito tempo por questões econômicas. A economia circular promove o desperdício zero, reduz a quantidade de materiais utilizados e incentiva a reutilização e reciclagem de materiais, todas as vantagens fundamentais do uso do aço. Uma abordagem de ciclo de vida é muito importante para fornecer a verdadeira sustentabilidade.

Subprodutos de aço

A eficiência do material é parte integrante do moderno processo de fabricação de aço. O objetivo é aproveitar todas as matérias-primas em sua capacidade máxima e eliminar os resíduos da siderurgia. Essa abordagem inclui simbiose industrial na qual quase todos os subprodutos formados durante a fabricação do aço são usados ​​em novos produtos. Isso minimiza a quantidade de resíduos enviados para aterros sanitários, reduz as emissões e preserva as matérias-primas.

Como em todos os processos de fabricação em larga escala, a produção de ferro e aço gera subprodutos. Em média, a produção de 1 tonelada de aço resulta em 200 kg (rota de sucata-forno a arco elétrico) a 400 kg (rota de alto-forno-forno de oxigênio básico) de subprodutos. Os principais subprodutos produzidos durante a produção de ferro e aço são escórias (90%), poeiras e lamas. The worldwide average recovery rate for slag varies from over 80 % for steelmaking slag to nearly 100 % for ironmaking slag. Slag is used to make a range of products including cement, fertilizers, and asphalt. Process gases from ironmaking and steelmaking are typically used within the steelmaking plant, replacing steam and electricity, or exported to the local grid. Other by-products such as dust are reclaimed for their high metallic content. The generation of the by-products and their uses are shown in Fig 5.

Fig 5 By-product generation and their uses

In order to achieve better results, over the last few years, several initiatives and activities have been undertaken in order to apply new approaches and techniques aiming at by-product management in iron and steel plants for increasing their recycling. For example, the internal recycling of some of the by-products in the sintering and pelletization processes for achieving high quality of sinter and pellets while simultaneously reducing the environmental impacts and operating costs. In addition, dust recovered from electric arc furnace gas treatment has been used for substituting clays in traditional brick manufacturing, for the purpose of energy savings, environmental impact reduction and possible economic benefits. Furthermore, simulation models development has allowed identifying the slag quality of basic oxygen furnace, electric arc furnace, and ladle furnace to be internally reused and to provide significant economic and environmental improvements, compared to the present slag use in the steel plants. However, there is still significant room for improvement for increasing the recovery rate of by-products, achieving environmental and economic benefits, also according to the principles of industrial symbiosis.