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

O hexafluoreto de enxofre (SF6) não é tão infame quanto o CO2, com o último recebendo a maior parte da culpa pelas mudanças climáticas antropogênicas. No entanto, enquanto medidas estão sendo implementadas para conter a liberação de CO2, para o SF6 o mesmo não parece ser o caso, apesar do impacto potencialmente muito maior que o SF6 tem. Isso ocorre porque, quando liberado na atmosfera, o CO2 tem apenas um potencial de aquecimento global (GWP) de 1, enquanto o do metano é de cerca de 28 em 100 anos, e o SF6 tem um GWP de mais de 22.000 no mesmo período.

Também digno de nota aqui é que, enquanto o metano dura 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 abordamos o hexafluoreto de enxofre em 2019 no contexto dos gases de efeito estufa, observou-se que a maior parte do SF6 é usada para - e vaza de - aparelhagem de alta tensão (interruptores mecânicos), transformadores e relacionados, onde o gás é inerte e estável a natureza o torna ideal para prevenir e extinguir arcos elétricos.

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

O que torna o SF6 uma escolha excelente e completa para suprimir arcos elétricos e isolar sistemas elétricos de alta tensão é a sua estabilidade. Geralmente, não interage prontamente com outras substâncias, o que leva a suas propriedades de ser incolor, não inflamável e não tóxico. Infelizmente, essa falta de reatividade química também significa que ele pode permanecer, por exemplo, na atmosfera da Terra por muito tempo.

Embora o SF6 ocorra naturalmente, a esmagadora maioria é produzida por seres humanos, para uso em processos industriais e medicina, mas principalmente em sistemas elétricos de alta tensão como um 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, o objetivo do gás também deve ser extinguir o arco, 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 se transformará rapidamente em SF6, o que o torna uma opção de baixa manutenção para equipamentos 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, 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 em SF6 diminuirá significativamente o tom da voz até que o gás tenha sido expelido das vias aéreas da pessoa.

Um efeito colateral infeliz da atmosfera gasosa do nosso planeta é que quaisquer gases que escapam da contenção ou que são liberados pela atividade humana acabam se juntando a essa atmosfera. O quanto devemos nos preocupar com isso depende do gás em questão. Quando se descobriu que os CFCs estavam erodindo rapidamente a camada de ozônio da Terra, tornou-se crucial eliminar imediatamente qualquer liberação significativa desse gás. Isso foi realizado por meio 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 escopo da ameaça. Para avaliar isso, podemos olhar para os dados do AGAGE. Este é o Experimento Avançado de Gases Atmosféricos Globais, que monitora uma ampla gama de gases na atmosfera. Suas descobertas são que a quantidade de SF6 aumentou significativamente desde 2000, aumentando de cerca de 4 ppt (partes por trilhão) 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 54 ppq (partes por quatrilhão).