Hexafluoreto de enxofre: o gás de efeito estufa do pesadelo que é útil demais para parar de usar

Sep 23, 2023

O hexafluoreto de enxofre (SF6) não é tão famoso como o CO2, sendo este último responsável pela maior parte da culpa pelas alterações climáticas antropogénicas. No entanto, embora estejam a ser implementadas medidas para reduzir a libertação de CO2, relativamente ao SF6 o mesmo não parece ser o caso, apesar do impacto potencialmente muito maior que o SF6 tem. Isto porque, quando libertado na atmosfera, o CO2 tem apenas um potencial de aquecimento global (GWP) de 1, enquanto o do metano é de cerca de 28 ao longo de 100 anos, e o SF6 tem um potencial de aquecimento global bem superior a 22.000 durante o mesmo período.

Também digno de nota aqui é que, embora o metano dure apenas cerca de 12,4 anos na atmosfera, o SF6 é tão estável que dura milhares de anos, atualmente estimado em cerca de 3.200 anos. Quando tocamos no hexafluoreto de enxofre em 2019 no contexto dos gases de efeito estufa, notou-se que a maior parte do SF6 é usado para - e vaza de - quadros de distribuição de alta tensão (interruptores mecânicos), transformadores e afins, onde o gás inerte e estável a natureza o torna ideal para prevenir e extinguir arcos elétricos.

Com o rápido crescimento da produção de energia altamente distribuída, principalmente na forma de turbinas eólicas (offshore) e parques solares fotovoltaicos, isto também significa que cada um deles está equipado com o seu próprio painel de distribuição (a gás). Com o SF6 ainda altamente prevalente neste mercado, esta parece ser uma excelente oportunidade para analisar até que ponto o uso de SF6 caiu e se poderemos conseguir evitar um desastre potencial.

O que torna o SF6 uma escolha excelente e completa para suprimir arcos elétricos e isolar sistemas elétricos de alta tensão é sua estabilidade. Geralmente, não interage facilmente com outras substâncias, o que faz com que suas propriedades sejam incolores, não inflamáveis ​​e não tóxicas. Infelizmente, esta falta de reactividade química também significa que pode permanecer, por exemplo, na atmosfera da Terra durante muito tempo.

Embora o SF6 ocorra naturalmente, a esmagadora maioria é produzida por seres humanos, para utilização em processos industriais e na medicina, mas principalmente em sistemas elétricos de alta tensão como gás dielétrico. O principal objetivo de um gás dielétrico aqui é aumentar a tensão de ruptura para que tensões mais altas possam ser usadas em menos espaço, geralmente em relação ao ar.

Pois quando ocorre algum arco voltaico, o objetivo do gás também deve ser extinguir o arco voltaico, que é onde o SF6 brilha. Embora uma pequena parte do gás possa ser decomposta no tóxico S2F10 (decafluoreto de dissulfureto), a maioria dos produtos de decomposição irá rapidamente se transformar em SF6, o que o torna uma opção de baixa manutenção para painéis de distribuição. Especialmente para equipamentos que acabam sendo instalados em algum lugar remoto e relativamente inacessível, esta é uma propriedade muito útil.

Como o SF6 não é tóxico e tem um alto peso molecular, ele também encontrou uso como uma piada inversa ao hélio: onde a baixa densidade molecular do hélio aumenta o tom percebido ao falar através de um meio cheio de hélio, respirando SF6 diminuirá significativamente o tom da voz até que o gás seja expelido das vias respiratórias da pessoa.

Um efeito colateral infeliz da atmosfera gasosa do nosso planeta é que quaisquer gases que escapem da contenção, ou que sejam libertados através da actividade humana, acabem por se juntar à referida atmosfera. Até que ponto devemos estar preocupados com isto depende do gás em questão. Quando se descobriu que os CFCs estavam a erodir rapidamente a camada de ozono da Terra, tornou-se crucial eliminar imediatamente qualquer libertação significativa deste gás. Isto foi conseguido através do Protocolo de Montreal, que viu uma rápida cessação da maioria dos usos de CFCs.

No caso do SF6, parece justo perguntar qual é o alcance da ameaça. Para avaliar isto podemos olhar para os dados da AGAGE. Este é o Experimento Avançado de Gases Atmosféricos Globais, que rastreia uma ampla gama de gases na atmosfera. As suas conclusões são que a quantidade de SF6 aumentou significativamente desde 2000, aumentando de cerca de 4 ppt (partes por trilião) para cerca de 10 ppt até 2020, com um aumento linear tornando-se perceptível por volta de 1970. Os níveis da troposfera pré-industrial eram aproximadamente cerca de 54 ppq. (partes por quatrilhão).