Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/MBE

Apresentação em tema: "Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/MBE"— Transcrição da apresentação:

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/MBE
Gestão de resíduos e reciclagem (aula 3) Élen Beatriz Pacheco, DSc IMA/UFRJ Elen Vasques Pacheco

2 Sumário Reciclagem de metal Reciclagem de vidro Compostagem
Polímeros – algumas definições Reciclagem de papel Formas de reciclagem de plástico Reciclagem química de plástico e borracha Elen Vasques Pacheco

3 Preço do material reciclável (p=prensado, l=limpo;, www. cempre. org
Preço do material reciclável (p=prensado, l=limpo;, ) Material Preço (R$/ton) Papelão 200, PL P a p e l b r a n c o 4 0 0 , L L a t a s d e a ç o 1 5 0 , L A l u m í n i o , P L V i d r o i n c o l o r 9 0 V i d r o c o l o r i d o 7 0 P l á s t i c o r í g i d o 2 2 0 , P L P l á s t i c o f i l m e 2 5 0 , P L P E T ? ? ? L o n g a v i d a 1 0 0 , P Elen Vasques Pacheco

4 Metal Classificação: Tipos de lata: Ferrosos - ferro e aço
não-ferrosos - alumínio, cobre, chumbo, níquel, zinco e ligas Tipos de lata: Folha-de-flandres Aço revestido com estanho - Ex.: latas de conservas alimentícias; Aço revestido com cromo (Cromadas). Ex.: latas de óleo; Aço não-revestido Ex.: latas de tinta; Alumínio: Ex.: latas de cerveja. Elen Vasques Pacheco

5 OBTENÇÃO DE METAL Processo primário: Processo secundário:
metal é obtido através da redução do minério ao estado metálico. Utiliza-se altas temperaturas e elevado consumo de energia; Processo secundário: metal é obtido da fusão do metal já usado (sucata). Consumo de energia é menor que a do primário. Metais secundários podem ser tão bons quanto os primários para a maioria das aplicações. Condutividade elétrica e resistência à corrosão são afetadas por diminutos teores de impurezas metálicas ou inclusões não-metálicas. O custo de energia é o fator decisivo das industrias Elen Vasques Pacheco

6 Comparação do consumo de energia para a obtenção de metais primários e secundários
Elen Vasques Pacheco

7 Latas de alumínio Para cada tonelada de alumínio reciclado, aproximadamente 4 toneladas de minério bauxita deixam de ser consumidos. As latas de alumínio surgiram no mercado Norte Americano em 1963. Com os avanços tecnológicos com 1 kg de alumínio reciclado produzia-se Década de latas de 350 ml Década 90 – 64 latas Hoje – 73 latas Elen Vasques Pacheco

8 Etapas no processo de reciclagem das latas de alumínio:
1. Coletadas 2. Amassadas recolhidas e armazenadas por rede de sucateiros outra parte: supermercados, escolas, empresas e entidades filantrópicas. 3. Enfardadas 4. Encaminhadas à Indústria de fundição nos fornos as latinhas são derretidas e transformadas em lingotes 5. Repasse a indústria de autopeças ou 5. Venda dos blocos aos fabricantes de lâminas. Elen Vasques Pacheco

9 Reciclagem de alumínio
O processo mais utilizado para a fusão de sucatas de alumínio envolve o uso de fornos rotativos que operam a temperaturas entre 700 a 800oC. Para se obter um rendimento metálico elevado, são usados fluxos salinos. Seu objetivo é criar uma barreira protetora contra a oxidação superficial do alumínio Geralmente são usados cloreto de potássio (KCl) (40%) e cloreto de sódio (NaCl) (60%) em quantidades que variam de 10 a 40% da carga de sucata Elen Vasques Pacheco

10 Reciclagem de alumínio
Uma mesma carga de sal é usada para processar 2 a 3 corridas, e posteriormente é descartada O subproduto salt cake é formado principalmente por óxido de alumínio e sal que é facilmente lixiviado pela água Disposto em aterros industriais Elen Vasques Pacheco

11 Reciclagem de alumínio
Novas tecnologias visando o não uso de sais incluem o aquecimento dos fornos recuperadores por: Plasma em atmosfera inerte Trabalho desenvolvido pelo IPT/ABAL/USP Fábrica a plasma – reciclagem de embalagens longa vida Investimento: R$ 12 milhões A nova unidade a Plasma tem capacidade para processar 8 mil toneladas por ano de plástico e alumínio – o que equivale à reciclagem de 32 mil toneladas de embalagens longa vida. A emissão de gases na recuperação dos materiais é próxima de zero, e o processamento é feito na ausência de oxigênio, sem queimas, e com eficiência energética próxima de 90%. A Tecnologia a Plasma A aplicação da tecnologia a Plasma para a reciclagem de embalagens cartonadas é inédita no mundo: o sistema usa energia elétrica para produzir um jato de plasma a 15 mil graus Celsius para aquecer a mistura de plástico e alumínio. Com o processo, o plástico é transformado em parafina e o alumínio, totalmente recuperado em forma de lingotes de alta pureza. A Alcoa, que fornece a folha fina de alumínio da embalagem, utiliza o alumínio reciclado para a fabricação de novas folhas, fechando o ciclo do material. A parafina é vendida para a indústria petroquímica nacional. Já o papel, extraído na primeira etapa da reciclagem ainda na indústria de papel, mantém seu ciclo normal de reciclagem, sendo transformado em papelão, como ocorre na fábrica da Klabin.   Elen Vasques Pacheco

12 Reciclagem de aço Aciaria elétrica – empresas que fundem as sucatas de aço 20% do aço utilizado é produzido em aciarias elétricas (fusão através de eletricidade) O material pode ser reciclado infinitas vezes sem prejudicar a qualidade Elen Vasques Pacheco

13 Reciclagem de aço No convertedor Entrada Saída
Gusa líquido: 100 t (1.250oC) Sucata: 25 t Saída Aço líquido: 115 t Escória: 10 t Obs. Os eletrodos através de descarga elétrica fazem a fusão Elen Vasques Pacheco

14 Vidro Material obtido pela fusão de compostos inorgânicos (areia de jazida, barrilha, calcário e feldspato) a alta temperatura; Seu principal componente é a sílica (SiO2) que apresenta alta temperatura de fusão; A indústria vidreira abastece o mercado com linhas de recipientes ligados a alimentos. para embalagens de alimentos: potes, garrafas, garrafões, copos para utensílios domésticos: recipientes brancos ou coloridos; utensílios para mesa; coloridos, brilhantes ou foscos; pyrex. Elen Vasques Pacheco

15 Vidro reciclado A reciclagem se dá sem perda de volume nem das propriedades. O recipiente reciclado apresenta as mesmas propriedades do material produzido a partir de matéria-prima virgem: Impermeável. Puro. inerte (não deixa sabor nem gosto no conteúdo). não sofre restrições de uso. pode ser acondicionado alimento, bebida e medicamento. Elen Vasques Pacheco

16 Podem ser reciclados Garrafas de refrigerantes e cerveja não- retornáveis. Garrafas de sucos e águas. Frascos de molhos e condimentos. Garrafas de vinho e bebidas alcoólicas. Potes de produtos alimentícios. Frascos de remédios e perfumes. Produtos de limpeza. Elen Vasques Pacheco

17 Apresentam problemas técnicos para reciclagem
Espelhos (contém prata); Vidros de janela (vidro plano) e box de banheiro; Vidros de automóveis; Produtos de cerâmica e louças; Potes de barro; Cristal (contém chumbo); Lâmpadas; Formas e travessas de vidro temperado; Utensílios de mesa de vidro temperado; Tubos de televisão (contém lítio); Ampolas de remédios. Elen Vasques Pacheco

18 Ex. Processo de reciclagem
Utiliza-se cerca de ¼ de matéria-prima reciclada na forma de cacos: 1. Cacos são reduzidos. 2. Lavados e totalmente livres de impurezas. 3. Adicionados à mistura de matérias-primas Os fornos operam de 800 oC (quando presente cacos) a 1800 oC 4. Transformados em garrafas, potes e frascos novos. Elen Vasques Pacheco

19 Reciclagem de vidro A reciclagem se dá sem perda de volume nem das propriedades 1 Kg de vidro pode ser transformado infinitas vezes em 1 kg de vidro O emprego de um terço de cacos na mistura resulta em 20% de economia de energia O caco necessita de menos calor do que os minerais in natura para fundir; Elen Vasques Pacheco

20 Compostagem Processo de estabilização biológica da matéria orgânica pela ação controlada de microorganismos transformando-a em composto e húmus. Técnica consagrada de tratamento de lixo urbano. A produção e utilização do composto permite reconstituir e manter o ciclo da matéria orgânica indispensável ecológico do solo. Elen Vasques Pacheco

21 Compostagem Material compostado: restos de alimentos, estercos, aparas de grama, folhas, galhos. Procedimento: A fração orgânica de lixo é disposta em um pátio em pilhas. São feitos revolvimentos periódicos para aeração necessária para o bom desenvolvimento do processo de decomposição biológica O processo dura de 4 a 6 meses Elen Vasques Pacheco

22 Vantagens da compostagem
Redução de cerca de 50% do lixo destinado ao aterro Aproveitamento agrícola da matéria orgânica Reciclagem de nutrientes para o solo Eliminação de patogênicos Elen Vasques Pacheco

23 Vantagens da compostagem
Os compostos orgânicos (pobres em macronutrientes - N, P e K): fornecem às plantas diversos micronutrientes. O seu efeito mais notável é na bio- estruturação do solo: reduz a erosão > a aeração > a retenção de água > a penetração das raízes > a vida dos microorganismos do solo      Elen Vasques Pacheco

24 Exigências para um bom processo de compostagem
A pilha deve possuir resíduos orgânicos, umidade e oxigênio em proporções adequadas Principais fatores que afetam a velocidade de degradação da matéria orgânica: Umidade ( 50%) Oxigênio A relação C/N presente no material a ser degradado deve estar em torno de 25 a 30 partes de carbono para uma parte de nitrogênio Temperatura (40 a 50oC). Elen Vasques Pacheco

25 Relação C/N Elen Vasques Pacheco

26 Processo de compostagem
A temperatura no interior da pilha é 40 a 60oC quando a atividade dos microorganismos decompositores é máxima (fase termófila; quando ocorre eliminação de micróbios patogênicos). O composto está pronto para uso quando a temperatura no interior da pilha retorna a valores próximos ao da temperatura ambiente. Os microorganismos necessitam de uma mistura de matéria rica em carbono, ou seja, rica em energia (palhas e folhas) e um pouco de material rico em nitrogênio (estercos). Elen Vasques Pacheco

27 Compostagem Formas de obtenção do composto:
uso de composteira (pequenos quintais) compostagem em pilhas (geração de grandes volumes) minhocário Elen Vasques Pacheco

28 Processo de reciclagem - Composteira
Composteiras abertas menor custo são caixas abertas Fechadas mais caras feitas de plástico, metal ou madeira devem permitir circulação de ar Elen Vasques Pacheco

29 Processo de reciclagem - Em Pilhas
Compostagem em pilhas é o processo encontrado nas Usinas de Triagem e Compostagem, que consistem de esteira de catação manual, peneira e/ou moinho e pátio de cura lenta. O revolvimento é feito semanalmente (mínimo) e a cura do composto se processa após cerca de 6 meses (processo natural). Processo acelerado - A aeração pode ser forçada por tubulações perfuradas, sobre as quais se colocam as pilhas de lixo. A aeração forçada pode ser usada em reatores, dentro dos quais são colocados os resíduos A construção de pilhas abertas é a forma mais barata de se produzir composto de boa qualidade As pilhas devem ficar em locais sombreados O local do pátio onde apresentam-se as pilhas deve ser plantado cerca vivas para proteção de ventos Elen Vasques Pacheco

30 Processo de reciclagem - Minhocário
Forma de produzir excelente fertilizante orgânico com auxílio de minhocas (vermelha da Califórnia - Eisenia foetida) através do processo chamado vermicompostagem. Elen Vasques Pacheco

31 Cuidados na compostagem
Não deve ser adicionado ao material a ser compostado: Madeira tratada com pesticidas contra cupim ou envernizadas Vidro Metal Óleo Tinta Couro Plástico Papel Elen Vasques Pacheco

32 Resíduos domiciliares potencialmente perigosos
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33 Obtenção do papel Papel - composto basicamente por fibras celulósicas (madeira: Eucalipto e Pinus); As empresas produtoras de celulose possuem seus próprios reflorestamentos. O processo da extração da celulose consiste na separação da lignina da madeira. A seguir é feita a pasta celulósica, que pode ser de: Fibra curta dependem do tipo de madeira usada Fibra longa Elen Vasques Pacheco

34 Obtenção do papel Tipo de fibra Árvore de origem Produção no Brasil
Propriedades Utilização Curta (1 a 2 mm) Folhosas: Eucalipto, Bétula, Faia, Álamo (árvores duras – mais celulose) 5 milhões de toneladas (1998) baixa resistência ao rasgo opacidade, maciez e suavidade papéis para imprimir, escrever e para fins sanitários Longa (2 a 5 mm) Coníferas: Pinheiros, Araucárias, Pinus (árvores moles – ricas em resina) 1,2 milhões de toneladas (1998) grande resistência ao rasgo Papéis kraft (cimento) Longa/curta Papéis de impressa (jornais); papelão ondulado Elen Vasques Pacheco

35 Constituição das árvores
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36 Papel Elen Vasques Pacheco

37 Cartões e cartolinas outros Fins sanitários Fins especiais
Classificação do papel de acordo com sua utilização (segundo Associação Brasileira de Celulose e Papel – Bracelpa) Imprensa Imprimir Escrever kraft Embalagem ondulado Cartões e cartolinas outros Fins sanitários Fins especiais Elen Vasques Pacheco

38 Reciclagem de papel Todos são recicláveis com exceção das categorias
Fins sanitários representam 12% do consumo brasileiro Fins especiais de papel (1998) Papelão ondulado – material comum para a reciclagem Composição: Parte externa - fibras melhores; Parte interior - fibras de qualidade inferior; Miolo - fibras de pior qualidade (corrugadeira) Elen Vasques Pacheco

39 Mercado fornecedor de aparas
Fonte geradora de resíduo Catador Sucateiro/ aparista Fábrica de papel Elen Vasques Pacheco

40 Papéis que não podem ser reciclados
Vegetal ou glassine – são papéis cujas fibras são fundidas uma às outras. Portanto, não são desfibriladas facilmente Carbono – são feitos de papéis altamente refinados e impermeabilizantes, contendo revestimento de graxo-carbono, material resistente a dispersão, tornando-se uma fonte de manchas Celofane – papel de celulose regenerada Betuminado, parafinado ou com gordura – deve-se eliminar papéis gordurosos ou parafinados, pois não misturam na massa Papéis sanitários, guardanapos – aqueles contaminados com material orgânico Fotografias Fitas e etiquetas adesivas Elen Vasques Pacheco

41 Materiais que devem ser removidos para a utilização das aparas
Impurezas Materiais que devem ser removidos para a utilização das aparas Terra Clipes Adesivos Plásticos Pedras Arame Cordas Elen Vasques Pacheco

42 Etapas para reciclagem de papel
Aparas Desagregação - Hidrapulper Limpeza e depuração da massa obtida Pasta celulósica de fibras secundárias Destintamento e alvejamento (opcional) Refinação da massa Adição ou não de fibras virgens Formação e secagem da folha de papel Elen Vasques Pacheco

43 Destino das aparas no Brasil
Fibras recicladas - utilizadas nos segmentos de embalagem e sanitários, cujo custo de recuperação é mais baixo (exige somente as operações de desagregação e limpeza) Recicla-se até 3 vezes a apara até a perda da fibra Elen Vasques Pacheco

44 Destino das aparas no Brasil:
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45 Consumo aparente (mil t)* Taxa de recuperação (%)
Taxa de recuperação de papéis por tipo de geração (1998) Fonte: Associação Brasileira de Celulose e Papel, Bracelpa * não inclui papéis para fins sanitários e papéis especiais Tipo de papel Consumo aparente (mil t)* R e c u p e r a ç ã o ( m i l t ) Taxa de recuperação (%) Embalagem em geral 123,0 15,3 12,4 Cartões e cartolinas 6 8 5 , 0 122,6 1 7 , 9 Imprimir e escrever , 0 356,1 24,5 K r a f t 466,0 120,9 2 5 , 9 J o r n a i s e r e v i s t a s 6 5 8 , 0 204,8 3 1 , 1 Ondulado 2.069,0 , 0 71,3 T o t a l , 0 2.294,7 42,1 Elen Vasques Pacheco

46 HDPE e LDPE HDPE - poli(etileno de alta densidade) (High Density polyethylene) LDPE - poli(etileno de baixa densidade) (Low Density polyehtylene) (CH2 - CH2)n Elen Vasques Pacheco

47 PP Polipropileno (polypropylene) (CH2 - CH)n CH3 Elen Vasques Pacheco

48 PET - Poli(tereftalato de etileno) (poly(ethylene terephthalate))
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49 PVC Poli(cloreto de vinila) poly(vinyl chloride) (CH2 - CH)n Cl
Elen Vasques Pacheco

50 PS (CH2 - CH)n Elen Vasques Pacheco

51 Classificação dos polímeros
Fusibilidade Termoplásticos – fundem por aquecimento e solidificam por resfriamento Termorrígidos – quando aquecidos, assumem estrutura tridimensional com ligações cruzadas; insolúveis e infusíveis Elen Vasques Pacheco

52 Recuperação de plástico e borracha
Definição quanto ao processo Mecânica – envolvidos processos mecânicos Química - transforma os resíduos poliméricos em monômeros ou oligômeros Energética - incineração com recuperação de energia Elen Vasques Pacheco

53 Madeira plástica > quantidade de contaminantes na separação
mais caro sua recuperação Etapas intermediárias mão de obra tempo energia produtos químicos equipamentos especiais Elen Vasques Pacheco

54 (substituição da madeira)
Madeira plástica Recuperação de plásticos misturados Madeira plástica (substituição da madeira) Elen Vasques Pacheco

55 IMAWOOD Pode ser serrado, aparafusado, pregado e aplainado
Resistente ao ataque de insetos Pode ser utilizado em: Tábuas, blocos Formas para concreto Moirões para cerca em estradas, áreas rurais Bancos de jardim Rodapés, portais, parapeitos de janela Deck marinho Blocos para separação de trânsito, meios-fios Elen Vasques Pacheco

56 Cronograma da Resolução Conama 258/99 e 301/03
Dispõe sobre a coleta e a destinação final de pneus inservíveis 01/01/ para cada 4 pneus novos fabricados ou importados no País, as empresas deverão dar destinação final a 1 pneu inutilizável proporção de 2 para 1 para 1 para 5. Elen Vasques Pacheco

57 Destinos - no Brasil Reutilização - brinquedos, protetor de rodovias
Reciclagem mecânica - pneu adicionado ao asfalto (carga) química recauchutagem (aumenta a vida do pneu em 40%) regeneração - quebra de ligações energética – combustível co-processamento em cimenteiras Elen Vasques Pacheco

58 Composição asfáltica Incorporação da borracha (em pedaços ou em pó) no asfalto empregado na pavimentação de rodovias. Principais características: maior custo pode dobrar a vida útil das estradas - confere ao pavimento maiores propriedades de elasticidade frente a mudanças de temperatura reduz o ruído dos veículos que passam por ele reduz o armazenamento de pneus velhos. Elen Vasques Pacheco

59 Reciclagem química da borracha
A borracha regenerada é utilizada em produtos com menor exigência técnica, como em tapetes e solados. Elen Vasques Pacheco

60 Reciclagem energética
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61 Pilhas e batérias Pilha - transforma energia química em elétrica
O teor de mercúrio nas pilhas de zinco-carvão e alcalinas - média de 0,01% A função do mercúrio nas pilhas – revestir o eletrodo de zinco e reduzir sua corrosão e aumentar sua performance Também pode ser encontrado nas pilhas: zinco, chumbo e cádmio para evitar a corrosão Elen Vasques Pacheco

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63 Efeitos de metais pesados
Cádmio: acumula principalmente nos rins, no fígado e nos ossos pode levar à disfunções renais e osteoporose Mercúrio: metal líquido a temperatura ambiente. É facilmente absorvido pelas vias respiratórias quando está sob a forma de vapor ou em poeira em suspensão, também é absorvido pela pele. Pode prejudicar o cérebro, o fígado,o desenvolvimento de fetos, causar tremores, distorções da visão e da audição, problemas de memória... Elen Vasques Pacheco

64 Resolução Conama 257 (30/06/99) Regulamenta a fabricação e o descarte de pilhas e baterias A fabricação, importação e comercialização de pilhas tipo zinco-manganês e alcalina devem atender a partir 01/01/2001 aos limites para: 0,010% em peso de Hg 0,015% em peso de cádmio 0,015% em peso de Cd 0,200% em peso de Pb Elen Vasques Pacheco

65 Reciclagem de pilhas e baterias
Processos: Hidrometalúrgico – separação do metal por extração/solubilização/reação Pirometarlúrgico – separação do metal por calor Normalmente baterias Ni-Cd são recuperadas separadamente Dificuldade de separação de Cd do Hg e Ni do Fe Cd é destilado a T= oC e usado para bateria Ni é recuperado por fusão (Ni e Fe para aço inoxidável) Elen Vasques Pacheco

66 Processos de reciclagem
Tecnologia País Processo Tipo de pilha Atech - Minero todas Inmetico USA Piro Ni-Cd Recytec Suíça Piro e hidro Todas - Ni-Cd Sab-nife Suécia Snam-savam França Sumimoto Japão Suzaquim Brasil Waelz Elen Vasques Pacheco

67 Reciclagem de lâmpadas fluorescentes
Cada lâmpada fluorescente contém cerca de 15 miligramas de mercúrio Recicladora – faz a descontaminação e recuperação do mercúrio contido nas lâmpadas, termômetros, resíduos de processos industriais É separado o soquete de alumínio, o vidro e o mercúrio (os vapores são aspirados) Óxido de níquel – para indústrias de cerâmica, vidro e metal duro Sulfato de níquel – para galvanoplastia Nitrato de níquel – tintas e indústria de fibra Carbonato de níquel – p/ indústria de tintas Outros componentes: vidro de chumbo usado para suporte dos eletrodos, eletrodos e filamento de aço doce, revestimento de apatita enriquecida com fósforo. Elen Vasques Pacheco

68 Reciclagem de outros Fibra de coco Materiais de entulho
É feito uma trituração para obter agregado Materiais compostos de cimento, cal, areia e brita: concretos, argamassas, blocos de concreto Materiais cerâmicos: telhas, manilhas, tijolos e azulejos Aplicação: elementos não-estruturais: blocos de concreto de vedação, sub-base de vedação, guias e sarjetas, argamassa de revestimento, assentamento... Elen Vasques Pacheco

69 BIBLIOGRAFIA Elen Vasques Pacheco
Manual de Gerenciamento Integrado, CEMPRE, 1995; E.B.Mano, Introdução a Polímeros, Editora Edgard Blucher Ltda; Cadernos de Reciclagem, Cempre; E.B.AV.Pacheco, Seminário de Mestrado: Reciclagem terciária de polímeros, IMA/|UFRJ (1991); J.Evangelista, Tecnologia de Alimentos - embalagens; A.AC.Cruz & J.AS.Tenório, Inovações no processo de fundição de sucata de alumínio, Seminário Nacional sobre Reciclagem de Resíduos Sólidos Domiciliares, São Paulo, SP (2000); AFPires, Aspectos Gerais da Atividade de Reciclagem de Papel no Brasil, Seminário Nacional sobre Reciclagem de Resíduos Sólidos Domiciliares, São Paulo, SP (2000); J.Giosa, Reciclagem de Alumínio, Recicle show, São Paulo, SP (1999); F.Miranda, Reciclagem de aço, Recicle Show, São Paulo, SP (1999); Disklata: Elen Vasques Pacheco