Reciclar metais nunca começou para salvar o planeta

Nós não começamos a reciclar os metais para salvar o planeta. Começamos porque jogar metal fora frequentemente significava desperdiçar dinheiro.

Há expressões que se tornaram frequentes no debate industrial e ambiental nas últimas décadas. Economia circular, eficiência no uso de recursos, produção com menores emissões de CO₂, eletrificação, net zero e, no caso do aço, as expressões aço verde, aço de baixo carbono e descarbonização passaram a ocupar espaço no debate do meio ambiente. Os termos são recentes e bacanas, mas o conhecimento científico utilizado para explicar os processos aos quais eles se referem não é.

Empresas e governos já adotavam, no século passado, práticas de recuperação e de uso de sucata por razões econômicas, produtivas e de segurança no que se refere ao abastecimento.

A figura mostrada acima tem as reações químicas, de maneira esquemática e bem reduzidas, para a produção de aço. Repare que a coluna da esquerda (obter aço a partir do minério) há a necessidade de carbono(coque) e por essa razão ao final pode ser emitido até 2,5 vezes mais CO₂ em massa do que aço. Como eu dizia aos meus alunos há um fusca feito de aço e outros 2,5 de gás carbônico, iguaizinhos. Produzir aço dessa maneira gera aproximadamente 8% de todo o CO₂ que os processos emitem por ano, todos os anos. Isoladamente é o maior produtor de gás de efeito estufa feito pelo homem.

Na coluna da sucata na penúltima linha há números do consumo de energia para se produzir uma tonelada de aço. Produzir aço a partir de sucata de ferro consome menos da metade da energia do que a partir do minério.

Essas equações e a termodinâmica associada a elas, são de conhecimento público há décadas. Lá no meio da década de 80, eu perdia noites de sono por causa delas. Por outro lado, o conhecimento empírico de que a sucata como matéria-prima é mais econômica e uma rota mais prática de se obter aço é bem mais antigo, com referências de um século atrás.

A última coluna da tabela mostra as expressões divertidas criadas para dar um aspecto de novidade de algo que já consta dos livros didáticos.

Repare que dizer que fazer aço a partir da sucata tem baixo consumo de energia, ou baixa emissão, ou que é um processo de descarbonização é a simples observação das equações e nem estou falando de todas as equações, só essas que estão escritas aqui já da para ver que é assim. E claro, se vamos utilizar sucata está se falando de algo que agora se chama de economia circular.

Na Alemanha, em 1922, há mais de um século portanto, o preço da sucata de ferro era muito inferior ao preço do ferro-gusa, que é um produto intermediário da produção de aço. Por esse motivo, aumentou-se a utilização de sucata em substituição parcial ao gusa. Quando a Alemanha se preparava para a guerra, em 1936, havia uma questão estratégica: o país dependia de importações de matérias-primas baseadas em ferro. Um camarada chamado Bansen publicou em 1936 uma análise da presença do aço, ou como também é chamado dos fluxos de ferro, que permeavam a economia alemã, décadas antes de a análise de fluxo de materiais se consolidar como um campo de estudo. O documento mostrou que o retorno de sucata ao sistema produtivo tinha como objetivo conservar o ferro disponível dentro da Alemanha, diante da dependência de matérias-primas importadas. Aqui aparece uma segunda razão histórica para reciclar: além do preço, a segurança de suprimento.

Em 1928, nos Estados Unidos, o U.S. Bureau of Labor Statistics publicou um relatório sobre a produtividade dos altos-fornos. O documento discutia a qualidade das matérias-primas e o uso de sucata como matéria-prima na siderurgia, dizia que os minérios de ferro utilizados nas aciarias estavam ficando progressivamente mais pobres(menos ricos em ferro) e que a sucata era praticamente ferro puro, e por isso, sua utilização aumentava o rendimento do alto-forno e a produção de aço.

O caso do alumínio é bem semelhante, também haviam incentivos econômicos e estratégicos para a reutilização. Em 1941, o governo dos Estados Unidos organizou uma campanha nacional para a coleta de alumínio. O país ainda não havia entrado formalmente na Segunda Guerra Mundial — isso ocorreria no final daquele ano, mas já ampliava a produção destinada à defesa. Essa campanha buscou recuperar alumínio para as fundições ligadas à produção de peças para a equipamentos que acabariam sendo usados na guerra. A população foi convocada a entregar panelas, utensílios e outros objetos de alumínio. Nesse caso, a recuperação da sucata estava ligada à segurança de abastecimento e à produção de produtos voltados a defesa.

No Brasil, em 1950, já se consumiam cerca de 200 mil toneladas de sucata comercial de ferro para uma produção de aproximadamente 750 mil toneladas de lingotes. A sucata era uma matéria-prima importante da siderurgia, segundo um documento elaborado pela Escola Politécnica.

Para ficar mais fácil de acompanhar, uma síntese histórica é apresentada a seguir:

Ano	País	Metal	O que o documento mostra
desde 1914	EUA	Alumínio	Estatísticas oficiais já contabilizavam a produção de alumínio secundário.
1922	Alemanha	Ferro/aço	Maior uso de sucata associado ao preço inferior ao do gusa.
1924–1925	EUA	Al, Cu, Pb, Zn etc.	Mercado de metais secundários e preços de sucatas registrados em estatísticas minerais.
1928	EUA	Ferro/aço	Relatório oficial sobre produtividade de altos-fornos;
1936	Alemanha	Ferro/aço	Bansen analisa fluxos de ferro e destaca cerca de 3,7 Mt de retorno de sucata velha.
1941	EUA	Alumínio	Campanha nacional de coleta de alumínio para suprimento da produção de defesa.
1941	EUA	Al, Zn e aço	Intervenção governamental nos preços de sucatas durante a mobilização industrial.
1946	Brasil	Ferro/aço	Suspensão temporária de direitos de importação e taxas aduaneiras sobre sucata de ferro e aço.
1950	Brasil	Ferro/aço	Cerca de 200 kt de sucata comercial para aproximadamente 750 kt de lingotes.
década de 1950	Brasil	Ferro/aço	Documentos técnicos discutem preço e suprimento de sucata em comparação ao gusa.

Nas fontes históricas citadas aqui, as razões predominantes para o uso de sucata são menor preço, eficiência produtiva, economia de matérias-primas e combustíveis e segurança de abastecimento. A bonita linguagem ambiental não aparece como motivação central nesses documentos.

Os fundamentos termodinâmicos que explicam a diferença entre produzir um metal a partir de seu minério e produzi-lo a partir de sucata são conhecidos há muitas décadas. A relação entre energia livre, entalpia e entropia remonta aos trabalhos de Josiah Willard Gibbs, publicados no século XIX. Na metalurgia extrativa, essas relações foram aplicadas aos equilíbrios entre metais, óxidos, carbono e gases. Os diagramas de Ellingham, publicados em 1944, são um exemplo dessa aplicação e continuam sendo utilizados. Um camarada chamadoTerkel Rosenqvist reuniu esses princípios em um livro o Principles of Extractive Metallurgy, cuja primeira edição foi publicada em 1974 — e foi com esse livro que aprendi termodinâmica metalúrgica.

Acho que porque os cursos de metalurgia estão minguando pelo mundo as pessoas que escolheram essas palavras e expressões simpáticas simplesmente se esqueceram de verificar que tudo isso já existia. Ou seja, com a reorganização de muitos cursos de Metalurgia dentro de programas mais amplos de Engenharia de Materiais, parte dessa linguagem histórica pode ter se afastado do debate atual. Ainda assim, os princípios físicos e químicos utilizados hoje permanecem os mesmos.

A termodinâmica metalúrgica permite explicar por que a utilização de sucata diminui as necessidades de energia e de reagentes de um processo. A Análise de Ciclo de Vida (ACV) amplia essa análise. Em vez de observar apenas a transformação que ocorre dentro do forno ou do reator, contabiliza os fluxos de matéria e energia e as emissões associados às etapas incluídas na fronteira do sistema.

A comparação entre a produção primária de metais, a partir de minérios, e a produção a partir de sucata pode começar pela própria termodinâmica. Na produção primária, o metal encontra-se na matéria-prima mineral combinado com outros elementos e, nos dois exemplos tratados aqui, o oxigênio tem papel central. Para obter o metal é necessário realizar reações e operações que levem à separação do oxigênio e à formação do metal. Quando a matéria-prima é sucata de aço ou de alumínio, o ferro ou o alumínio já se encontram no estado metálico porque essa redução ocorreu quando o metal foi produzido pela primeira vez. O processamento da sucata continua exigindo energia e operações de separação, preparação, aquecimento, fusão e refino, mas não é mais necessário repetir toda a rota de produção do metal a partir do minério.

A ideia aqui é mostrar dois casos: aço e alumínio. Em ambos, a produção primária parte de matérias-primas minerais nas quais o elemento metálico está, direta ou indiretamente, associado ao oxigênio; a rota metalúrgica precisa convertê-lo ao estado metálico.

Vamos começar com o aço. Uma representação muito simplificada da redução da hematita por monóxido de carbono é:

Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO₂(g)

A reação mostra a remoção do oxigênio ligado ao ferro. O monóxido de carbono atua como agente redutor e pega o oxigênio do minério sendo convertido em dióxido de carbono.

159,69 kg Fe₂O₃ → 111,69 kg Fe

132,03 kg CO₂ / 111,69 kg Fe ≈ 1,18 t CO₂/t Fe

Esse valor de 1,18 t CO₂/t Fe corresponde apenas à estequiometria da reação simplificada de redução por CO. Uma usina integrada real possui outras fontes de emissões, incluindo a produção e o uso de coque, a geração dos gases redutores, a sinterização, a calcinação e o aquecimento. Em escala global, a siderurgia responde por cerca de 7–8% das emissões antropogênicas(geradas pelo homem) totais de CO₂, dependendo da fronteira e da fonte utilizada; esse valor se refere ao setor siderúrgico mundial, não a uma usina individual.

Quando se utiliza sucata de aço — proveniente, por exemplo, de veículos, eletrodomésticos, estruturas e chapas descartadas — ela pode ser fundida em um forno elétrico a arco. A expressão abaixo representa uma mudança de fase(passa do estado sólido indicado pela letra s, para o estado líquido indicado pela letra l) e não uma reação química de redução:

Fe(s) → Fe(l)

A sucata já contém ferro metálico. Portanto, não é necessário repetir a redução:

Fe₂O₃ → Fe

e assim não haverá aquela emissão enorme de CO₂. Se chama redução porque o átomo de ferro quando está ligado ao oxigênio tem valência +2 por exemplo e quando está no estado metálico a valência é zero, reduz do número +2 para zero, normalmente pode-se escrever Fe⁰ mas também Fe sem nenhum número. A principal exigência passa a ser fornecer energia para aquecer e fundir o metal e realizar o refino.

Isso não significa emissão zero. Fornos elétricos consomem eletricidade (e na matriz energética pode haver emissão) e utilizam carbono, oxigênio, eletrodos e outros insumos. A vantagem é evitar a etapa de redução do minério e o CO₂ gerado.

Um caso recente é Port Talbot, no País de Gales, pertencente à Tata Steel. Os altos-fornos foram desligados em 2024 e a empresa está construindo forno elétrico a arco, previsto para entrar em operação em 2027, com uso predominante de sucata como matéria-prima. A Tata estima redução de cerca de 90% das emissões diretas de CO₂ da planta quando a nova rota estiver em operação. A mudança foi apresentada com termos como aço verde, produção siderúrgica descarbonizada, produção de aço com menores emissões de CO₂, eletrificação, economia circular, eficiência no uso de recursos, transição dos altos-fornos para o forno elétrico a arco, net zero e descarbonização industrial.

Então uma série de palavras arrumadinhas e novas apareceram para explicar o que já se sabia pela termodinâmica metalúrgica há décadas. O que aparentemente foi esquecido é de explicar que o processo é outro e que só foi possível fazer essa produção com essas palavras bacanas apenas porque o Reino Unido tem sucata suficiente para isso. A decisão de não se utilizar mais minério de ferro como matéria-prima (e ter todas aquelas emissões) de uma vez por todas foi cancelada pelo governo britânico provavelmente porque eles perderiam a capacidade de produzir aço por outro caminho ou como dizemos os metalurgistas por outra rota.

Colocando os números de emissão de CO₂ e de consumo de energia numa tabela para facilitar a leitura, temos:

Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO₂(g)

Fe(s) → Fe(l) → aço líquido

Rota (worldsteel, dados de 2024)	Uso típico de sucata	CO₂ (t CO₂/t aço bruto)	Energia (GJ/t aço bruto)
BF–BOF (alto-forno + conversor a oxigênio)	≈10%	2,34	23,88
Scrap–EAF (forno elétrico a arco)	>70%	0,69	9,84

Com os dados de 2024 da worldsteel, a rota Scrap-EAF apresenta intensidade média de CO₂ aproximadamente 70,5% menor que a rota BF-BOF. Lembrando sempre que a comparação não significa que a sucata produza aço sem emissões. Outro dado é a diferença de intensidade energética entre as rotas:

23,88 − 9,84 = 14,04 GJ/t de aço bruto

[(23,88 − 9,84) / 23,88] × 100 = 58,8%

A intensidade energética média da rota Scrap-EAF é aproximadamente 58,8% menor que a da rota BF-BOF, segundo os dados de 2024 da worldsteel.

A worldsteel estima que cada tonelada de sucata de aço utilizada evita cerca de 1,5 t de CO₂ e o consumo de aproximadamente 1,4 t de minério de ferro, 740 kg de carvão e 120 kg de calcário.

Dados já conhecidos, ensinados nas escolas de metalurgia pelo mundo desde o século passado quando fiz faculdade, apresentado há anos em congressos da área e presentes nos livros especializados que hoje se encontram empoeirados nas bibliotecas.

O alumínio é um clássico, como eu dizia para meus alunos da Especialização se você arranjar um ginásio de esportes cheio de sucata por semana eu faço de você um cara rico. Ao se utilizar sucata de alumínio há uma economia de aproximadamente 95% na energia elétrica gasta na produção e a energia é ~30% do valor da produção. Então a sucata de alumínio é um bem precioso, o primeiro projeto que se tem notícia no Brasil é o da Latasa, começa em 1991. Em 97 havia uma estimativa de quase 100 mil pessoas trabalhando como catadores. Quase trinta anos atrás já havia um pequeno exército de pessoas trabalhando com reciclagem. Se você gosta de praia repare que as praias do Rio de Janeiro são loteadas para catar as latinhas dos banhistas.

No alumínio, a lógica termodinâmica é semelhante, mas a rota industrial é diferente. A bauxita é refinada para produzir alumina (Al₂O₃), e o alumínio metálico é obtido pela eletrólise Hall-Héroult. Essa etapa consome grande quantidade de eletricidade e também carbono nos ânodos.

Depois da produção de alumina a partir da bauxita, o processo Hall-Héroult reduz eletroliticamente o alumínio. Uma reação global simplificada é:

2 Al₂O₃ + 3 C → 4 Al + 3 CO₂

Na reciclagem, o alumínio presente nas latas e em outras sucatas já está no estado metálico. A transformação principal é a fusão e, igualmente há a passagem de sólido para líquido:

Al(s) → Al(l)

A tabela abaixo apresenta a demanda de energia primária nos dois casos; não se trata apenas de eletricidade.

Rota	Demanda de energia primária	Equivalente energético
Alumínio primário (mina → cast house)	186 GJ/t	51,67 MWh/t
Alumínio reciclado	8,3 GJ/t	2,31 MWh/t

Dados do International Aluminium Institute (IAI).

Energia relativa da reciclagem = (8,3 / 186) × 100 = 4,46%

Economia de energia = 100 − 4,46 = 95,54%

Diferença = 186 − 8,3 = 177,7 GJ/t = 49,36 MWh/t (equivalente energético)

Portanto, a demanda de energia do alumínio reciclado equivale a aproximadamente 4,46% da demanda do alumínio primário; a redução é de aproximadamente 95,5%.

É importante não interpretar os 186 GJ/t como consumo exclusivamente elétrico. Trata-se da demanda de energia primária para a cadeia global do alumínio primário, da mina até produzir o alumínio. O valor de 8,3 GJ/t é para o alumínio reciclado. A comparação mostra a ordem de grandeza da diferença energética, mas se for necessário ser mais rigoroso na matemática, o que não é o caso aqui, as fronteiras do sistema devem ser explicitadas em uma análise de ciclo de vida.

Em termos econômicos, a eletricidade representa aproximadamente um terço do custo total de produção do alumínio primário. Essa participação varia de acordo com o preço contratado da energia, a eficiência da planta, os preços da alumina e dos ânodos, entre outros fatores.

A tabela abaixo apresenta um recorte dos primeiros anos da reciclagem de latas de alumínio no Brasil. Dados históricos da Abralatas e da ABAL indicam que a taxa de reciclagem passou de 36,9%, em 1991, para 56,3%, em 1994. Nas décadas seguintes, o índice brasileiro superou 95% em vários anos.

Ano	Evidência	O que mostra
1991	Latasa inicia programa brasileiro de reciclagem de latas.	A recuperação organizada acompanha a introdução da lata de alumínio no mercado brasileiro.
1994	Reportagem registra economia de 8–10% no custo de produção associada à reciclagem.	A reciclagem já apresentava motivação econômica mensurável.
1994	Latasa anuncia investimento de US$ 10 milhões em fábrica dedicada à reciclagem.	A sucata justificava investimento industrial específico.
1995	Folha de S.Paulo: “Latasa lucra com alumínio reciclado”.	A reportagem registra redução de 8–14% no preço da chapa feita com material reutilizado.
1997	Folha de S.Paulo usa a expressão “ouro da rua” para a latinha.	A reportagem registra alumínio a cerca de R$ 700/t, contra R$ 50/t para papelão.

A reciclagem de metais ocorre há pelo menos um século, e essa prática começou por gerar benefícios econômicos e técnicos.  Cabe perguntar: por que dar novos nomes a uma prática tão antiga?

Como sempre, para mais informações seguem as referências.

ABRALATAS. Revista da Lata: Relatório Anual 2015. Tabela histórica de índices de reciclagem de latas de alumínio no Brasil, 1991–2013.

BANSEN, H. Metallurgische Aufgaben und Möglichkeiten zur Anpassung an die Rohstofflage. Stahl und Eisen, v. 56, p. 1–10, 1936.

BRASIL. Decreto-Lei nº 9.597, de 16 de agosto de 1946.

ELLINGHAM, H. J. T. Reducibility of oxides and sulphides in metallurgical processes. Journal of the Society of Chemical Industry, v. 63, p. 125–133, 1944.

INTERNATIONAL ALUMINIUM INSTITUTE (IAI).

ISO. ISO 14040:2006. Environmental management — Life cycle assessment — Principles and framework.

ISO. ISO 14044:2006. Environmental management — Life cycle assessment — Requirements and guidelines.

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STAHL UND EISEN. Artigo técnico sobre carga de gusa e sucata e relação entre Schrottpreis e Roheisenpreis. Stahl und Eisen, 1922.

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WORLD STEEL ASSOCIATION. Sustainability Indicators Report 2025. Dados de 2024 por rota: BF–BOF = 2,34 t CO₂/t e 23,88 GJ/t; Scrap–EAF = 0,69 t CO₂/t e 9,84 GJ/t.

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