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Elen Vasques Pacheco1 Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/MBE Gestão de resíduos e reciclagem (aula 3) Élen Beatriz Pacheco, DSc IMA/UFRJ.

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1 Elen Vasques Pacheco1 Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/MBE Gestão de resíduos e reciclagem (aula 3) Élen Beatriz Pacheco, DSc IMA/UFRJ

2 Elen Vasques Pacheco2 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

3 Elen Vasques Pacheco3 Preço do material reciclável (p=prensado, l=limpo;, 2006)www.cempre.org.br MaterialPreço (R$/ton) Papelão200, PL Papel brancoPapel branco 400, L 400, L Latas de açoLatas de aço 150,L150,L AlumínioAlumínio 2800, PL2800, PL Vidro incolorVidro incolor 9090 Vidro coloridoVidro colorido 7070 Plástico rígidoPlástico rígido 220, PL220, PL Plástico filmePlástico filme 250, PL250, PL PETPET 1200???1200??? Longa vidaLonga vida 100, P100, P

4 Elen Vasques Pacheco4 Metal Classificação: 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.

5 Elen Vasques Pacheco5 OBTENÇÃO DE METAL Processo primário: 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

6 Elen Vasques Pacheco6 Comparação do consumo de energia para a obtenção de metais primários e secundários

7 Elen Vasques Pacheco7 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 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

8 Elen Vasques Pacheco8 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.

9 Elen Vasques Pacheco9 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 800 o C. 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

10 Elen Vasques Pacheco10 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

11 Elen Vasques Pacheco11 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

12 Elen Vasques Pacheco12 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

13 Elen Vasques Pacheco13 Reciclagem de aço No convertedor Entrada Gusa líquido: 100 t (1.250 o C) Sucata: 25 t Saída Aço líquido: 115 t Escória: 10 t Obs. Os eletrodos através de descarga elétrica fazem a fusão

14 Elen Vasques Pacheco14 Vidro Material obtido pela fusão de compostos inorgânicos (areia de jazida, barrilha, calcário e feldspato) a alta temperatura; Seu principal componente é a sílica (SiO 2 ) 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.

15 Elen Vasques Pacheco15 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.

16 Elen Vasques Pacheco16 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.

17 Elen Vasques Pacheco17 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.

18 Elen Vasques Pacheco18 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 o C (quando presente cacos) a 1800 o C 4. Transformados em garrafas, potes e frascos novos.

19 Elen Vasques Pacheco19 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;

20 Elen Vasques Pacheco20 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.

21 Elen Vasques Pacheco21 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

22 Elen Vasques Pacheco22 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

23 Elen Vasques Pacheco23 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

24 Elen Vasques Pacheco24 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 50 o C).

25 Elen Vasques Pacheco25 Relação C/N

26 Elen Vasques Pacheco26 Processo de compostagem A temperatura no interior da pilha é 40 a 60 o C 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).

27 Elen Vasques Pacheco27 Compostagem Formas de obtenção do composto: uso de composteira (pequenos quintais) compostagem em pilhas (geração de grandes volumes) minhocário

28 Elen Vasques Pacheco28 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

29 Elen Vasques Pacheco29 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

30 Elen Vasques Pacheco30 Processo de reciclagem - Minhocário Forma de produzir excelente fertilizante orgânico com auxílio de minhocas (vermelha da Califórnia - Eisenia foetida) através do processo chamado vermicompostagem.

31 Elen Vasques Pacheco31 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

32 Elen Vasques Pacheco32 Resíduos domiciliares potencialmente perigosos

33 Elen Vasques Pacheco33 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

34 Elen Vasques Pacheco34 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/curtaPapéis de impressa (jornais); papelão ondulado

35 Elen Vasques Pacheco35 Constituição das árvores

36 Elen Vasques Pacheco36 Papel

37 Elen Vasques Pacheco37 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

38 Elen Vasques Pacheco38 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)

39 Elen Vasques Pacheco39 Mercado fornecedor de aparas Fonte geradora de resíduo Catador Sucateiro/ aparista Fábrica de papel

40 Elen Vasques Pacheco40 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

41 Elen Vasques Pacheco41 Impurezas Materiais que devem ser removidos para a utilização das aparas Terra Clipes Adesivos Plásticos Pedras Arame Cordas

42 Elen Vasques Pacheco42 Etapas para reciclagem de papel Aparas Desagregação - Hidrapulper Limpeza e depuração da massa obtida Destintamento e alvejamento (opcional) Refinação da massa Adição ou não de fibras virgens Formação e secagem da folha de papel Pasta celulósica de fibras secundárias

43 Elen Vasques Pacheco43 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

44 Elen Vasques Pacheco44 Destino das aparas no Brasil:

45 Elen Vasques Pacheco45 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)* Recuperação (mil t)Recuperação (mil t) Taxa de recuperação (%) Embalagem em geral 123,015,312,4 Cartões e cartolinas 685,0685,0 122,6 17,917,9 Imprimir e escrever 1.456,01.456,0 356,124,5 KraftKraft 466,0120,9 25,925,9 Jornais e revistasJornais e revistas 658,0658,0 204,8 31,131,1 Ondulado2.069, ,01.475,0 71,3 TotalTotal 5.457,05.457, ,742,1

46 Elen Vasques Pacheco46 HDPE e LDPE HDPE - poli(etileno de alta densidade) (High Density polyethylene) LDPE - poli(etileno de baixa densidade ) (Low Density polyehtylene) (CH 2 - CH 2 ) n

47 Elen Vasques Pacheco47 PP Polipropileno (polypropylene) (CH 2 - CH) n CH 3

48 Elen Vasques Pacheco48 PET - Poli(tereftalato de etileno) (poly(ethylene terephthalate))

49 Elen Vasques Pacheco49 PVC Poli(cloreto de vinila) poly(vinyl chloride) (CH 2 - CH) n Cl

50 Elen Vasques Pacheco50 PS (CH 2 - CH) n

51 Elen Vasques Pacheco51 Classificação dos polímeros Fusibilidade Termoplásticos – fundem por aquecimento e solidificam por resfriamento Termorrígidos – quando aquecidos, assumem estrutura tridimensional com ligações cruzadas; insolúveis e infusíveis

52 Elen Vasques Pacheco52 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

53 Elen Vasques Pacheco53 Madeira plástica > quantidade de contaminantes na separação mais caro sua recuperação Etapas intermediárias mão de obra tempo energia produtos químicos equipamentos especiais

54 Elen Vasques Pacheco54 Madeira plástica Recuperação de plásticos misturados Madeira plástica (substituição da madeira)

55 Elen Vasques Pacheco55 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

56 Elen Vasques Pacheco56 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 para para 5.

57 Elen Vasques Pacheco57 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

58 Elen Vasques Pacheco58 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.

59 Elen Vasques Pacheco59 Reciclagem química da borracha A borracha regenerada é utilizada em produtos com menor exigência técnica, como em tapetes e solados.

60 Elen Vasques Pacheco60 Reciclagem energética

61 Elen Vasques Pacheco61 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

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63 Elen Vasques Pacheco63 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...

64 Elen Vasques Pacheco64 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

65 Elen Vasques Pacheco65 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= o C e usado para bateria Ni é recuperado por fusão (Ni e Fe para aço inoxidável)

66 Elen Vasques Pacheco66 Processos de reciclagem TecnologiaPaísProcessoProcesso Tipo de pilhaTipo de pilha Atech-MineroMinero todas InmeticoUSAPiroNi-Cd RecytecSuíçaPiro e hidro Todas - Ni-Cd Sab-nifeSuéciaPiroNi-CdNi-Cd Snam-savamSnam-savam FrançaFrança Ni-Cd SumimotoSumimoto JapãoPiroTodas - Ni-Cd SuzaquimSuzaquim Brasil- WaelzPiroPiro

67 Elen Vasques Pacheco67 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.

68 Elen Vasques Pacheco68 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...

69 Elen Vasques Pacheco69 BIBLIOGRAFIA 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:


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