Uma recente investigação realizada na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) revelou uma tecnologia promissora capaz de reinventar a produção de ferro e aço no mundo todo.
O processo de redução direta do minério de ferro utilizando hidrogênio verde — proveniente de fontes renováveis como energia solar e eólica — elimina a necessidade do coque e evita a fusão do minério, o que resulta em emissões praticamente nulas, com a liberação apenas de vapor d’água.
Impacto Ambiental e Dados Globais
Segundo o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2014), a indústria siderúrgica representa cerca de um terço das emissões industriais de dióxido de carbono (CO₂).
A Agência Internacional de Energia (IEA, 2020) aponta que esse setor é responsável por aproximadamente 7% das emissões globais dessa substância.
Pesquisa Premiadora com Modelo Matemático Multiescala
O estudo, elaborado pela pesquisadora Patrícia Metolina e vencedor da 14ª edição do Prêmio Tese Destaque USP em Engenharia, apresenta um modelo matemático detalhado que cobre desde as reações microscópicas nos grãos das pelotas de minério até a operação do forno em escala industrial.
Patrícia explica que o processo de redução direta envolve reações gás-sólido não catalíticas, nas quais o minério reage diretamente com o hidrogênio, desencadeando transformações estruturais em várias escalas.
O processo convencional de produção de ferro, realizado em alto-forno, é altamente emissor de CO₂, afirma Patrícia Metolina.
Benefícios Operacionais e Possibilidades de Otimização
O estudo identifica condições operacionais que podem melhorar o desempenho da siderurgia, como operar a temperaturas mais baixas, otimizar o uso do hidrogênio e produzir pelotas de minério com maior concentração de ferro, o que tende a elevar a eficiência e a qualidade do produto final.
Viabilidade Comercial e Desafios para o Futuro
Para que a tecnologia de redução direta com hidrogênio (H-DR) seja viável em larga escala, Patrícia destaca a necessidade de tornar o hidrogênio verde mais competitivo em termos de custo, disponibilidade e infraestrutura.
Colaborações e Apoios Financeiros
O trabalho foi desenvolvido com a colaboração do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e do Worcester Polytechnic Institute (WPI), nos Estados Unidos.
O projeto contou com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes).
Reconhecimento Oficial
A inovação foi reconhecida na cerimônia do Prêmio Tese Destaque USP, realizada em 25 de junho de 2025, na Cidade Universitária em São Paulo.
