Avaliação do Ciclo de Vida da produção e reciclagem de ímãs de terras raras

Abstract

RESUMO: A crescente demanda por tecnologias verdes e a transição para uma economia de baixo carbono têm impulsionado o uso de elementos de terras raras (ETRs), especialmente em ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (NdFeB), aplicados em turbinas eólicas, veículos elétricos e equipamentos eletrônicos. A produção primária desses elementos, entretanto, gera impactos ambientais significativos, além de depender fortemente da China, principal produtora global. Diante desse cenário, esta dissertação, estruturada no formato multipaper, avalia, por meio da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), os impactos ambientais da reciclagem de ímãs de ETR em comparação com à produção virgem. A primeira etapa apresenta uma revisão sistemática da literatura sobre a reciclagem de ETRs e o uso da ACV como ferramenta analítica, identificando 19 publicações relevantes entre 2013 e 2023, com destaque para os estudos que tratam de métodos de reciclagem e seus efeitos ambientais. Os resultados apontam a predominância de análises comparativas e um crescente interesse científico no tema, embora ainda haja lacunas quanto à abordagem dos impactos ambientais específicos da reciclagem. A segunda etapa realiza um estudo do processo de reciclagem de ímãs de NdFeB pós-consumo, com inventário do ciclo de vida e avaliação dos impactos ambientais pelos métodos ReCiPe 2016 e IPCC 2021. Os resultados demonstram que a reciclagem apresenta menores impactos em categorias como aquecimento global, toxicidade humana e ecotoxicidade em comparação à produção primária, além de redução nas emissões de gases de efeito estufa. A dissertação conclui que a reciclagem de ímãs de ETR é ambientalmente mais viável do que sua produção virgem e que a ACV é uma ferramenta essencial para apoiar decisões sustentáveis e promover uma economia circular. Além disso, destaca-se o papel estratégico do Brasil, que, embora possua vastas reservas de ETRs, ainda apresenta uma participação pequena na produção global, reforçando a importância de políticas públicas voltadas à autossuficiência e desenvolvimento tecnológico nacional na cadeia produtiva de ímãs. Por fim, os resultados obtidos contribuem para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS),especialmente os ODS 7 (Energia Acessível e Limpa), ODS 12 (Consumo e Produção Responsáveis) e ODS 13 (Ação Contra a Mudança Global do Clima).

ABSTRACT: The growing demand for green technologies and the transition to a low-carbon economy havedriven the use of rare earth elements (REEs), especially in neodymium-iron-boron (NdFeB)permanent magnets, widely applied in wind turbines, electric vehicles, and electronic devices.However, the primary production of these elements generates significant environmentalimpacts and relies heavily on China, the world’s leading producer. In this context, thisdissertation, structured in a multipaper format, assesses the environmental impacts of recyclingREE magnets compared to virgin production, using the Life Cycle Assessment (LCA)methodology. The first stage presents a systematic literature review on REE recycling and theuse of LCA as an analytical tool, identifying 19 relevant publications from 2013 to 2023, withemphasis on studies addressing recycling methods and their environmental effects. The resultshighlight the predominance of comparative analyses and a growing scientific interest in thetopic, although gaps remain regarding the assessment of specific environmental impacts ofrecycling. The second stage consists of a case study of the recycling process of post-consumerNdFeB magnets, including life cycle inventory and impact assessment using the ReCiPe 2016and IPCC 2021 methods. The findings show that recycling leads to lower impacts in categoriessuch as global warming, human toxicity, and ecotoxicity when compared to primary production,in addition to reducing greenhouse gas emissions.The dissertation concludes that recyclingREE magnets is environmentally more viable than their virgin production and that LCA is anessential tool to support sustainable decision-making and promote a circular economy.Furthermore, it highlights Brazil’s strategic role, as the country holds vast REE reserves but still has a minor share in global production, reinforcing the importance of public policies aimedat self-sufficiency and national technological development in the magnet supply chain. Finally,the findings contribute to the Sustainable Development Goals (SDGs), especially SDG 7(Affordable and Clean Energy), SDG 12 (Responsible Consumption and Production), and SDG13 (Climate Action).