Couro: Gaúchos reaproveitam sal de cromo
O Rio Grande do Sul gera aproximadamente 200 mil toneladas por ano de resíduos industriais sólidos Classe I, distribuídos em 16 setores industriais. Desses, 120 mil se originam da indústria de calçados, que recicla ou reaproveita no máximo 3% dos rejeitos, destinando o restante em aterros. Aliás, do total gerado no Estado, o equivalente a 100 mil toneladas segue o mesmo destino, existindo ainda os resíduos não convenientemente tratados, abandonados em corpos de água, aterros sanitários ou em lixeiras clandestinas, com alto poder de contaminação devido à presença do cromo.
Como algumas empresas do ramo coureiro-calçadista já encontram dificuldades para conseguir licenciamento ambiental para descartar seus resíduos, uma alternativa vem sendo desenvolvida por conta da parceria entre cinco fabricantes da cidade de Dois Irmãos, a 60 quilômetros de Porto Alegre, com diversas instituições oficiais, lideradas pela equipe do Laboratório de Processamento de Resíduos (LPR) da Escola de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
Denominado “Incineração de Resíduos Sólidos da Indústria Coureiro-Calçadista”, o projeto resultou na construção de uma planta piloto para destruir as aparas provenientes da montagem de sapatos, além de permitir o reaproveitamento dos sais de cromo impregnados no material. As pesquisas contam com financiamento da Fapergs (a agência de fomento à pesquisa do governo gaúcho), do CNPQ e dos próprios empresários. A atividade do reator resulta em 75 kg/hora de material processado, o equivalente a 3 mil kilocal/hora. Porém, até a conclusão do equipamento em 2002, o projeto funcionou dentro do LPR da UFRGS. As pesquisas com a tecnologia começaram em 1997.
Inicialmente, a equipe, sob coordenação do doutor Nilson Romeu Marcílio, montou dois reatores de bancada, um em leito fluidizado e a outro em leito fixo. Naquela época eram processados 1 kg/hora de serragem de couro. Como explicou Marcílio, no mesmo período os cinco fabricantes de calçados constituíram a empresa Preservar Tratamento e Reciclagem de Resíduos, primeiramente para administrar um aterro sanitário das classes I, II e III. “O problema é que eles tinham a expectativa de obter um local adequado por 20 anos. No entanto, perceberam que a capacidade se esgotaria talvez em dez anos”, diz. Além disso, reforçou Marcílio, o órgão ambiental gaúcho (Fepam) vem dificultando cada vez mais o licenciamento ambiental para aterros destinados a resíduos da indústria do couro.
Segundo estudos da pesquisadora Mariliz Guterres (ver QD-420, outubro de 2003), um curtume de porte médio, com uma produção diária em torno de 3 mil m2 de couro, possui consumo de 0,24 kg/s de vapor saturado a uma pressão nominal de 7 bar.
Na estação de alta produção o consumo é de 0,32 kg/s. Segundo Marcelo Godinho, pesquisador do LPR, para atender essa demanda energética, seria necessária uma planta com potência térmica de 1,8 MW, a qual corresponde ao tratamento de 500 kg/h do resíduo da indústria do calçado.
Conforme Maiquel Santos Vieira, também pesquisador do laboratório, o processo projetado para a recuperação do cromo consiste na oxidação do óxido de cromo (Cr2O3) presente nas cinzas destes resíduos ao dicromato de sódio (Na2Cr2O7). O dicromato formado é, então, reduzido a sulfato básico de cromo (Cr2(OH)2(SO4)2), principal sal curtente utilizado pela indústria coureira. Os estudos da equipe do LPR revelaram ainda que substâncias com cromo de toda a região do Vale dos Sinos, devidamente recicladas, poderão gerar futuramente negócios na casa do R$ 15 milhões por ano, isso se toda a cadeia produtiva do couro implantar sistemas semelhantes.
Autocombustão – De acordo com Luiz Antônio Germano, diretor e sócio-majoritário da Luftech, de Porto Alegre-RS, empresa a quem coube construir o equipamento-piloto, o incinerador ou reator para tratamento térmico, como preferem denominar os pesquisadores, funciona por autocombustão. No caso do sistema em operação de Dois Irmãos foi escolhido o modelo por leito fixo. O querosene é usado apenas para a partida do equipamento, pois após esta etapa inicial a reação de combustão ocorre por meio do vapor gerado das aparas incineradas, constituindo-se num sistema auto-sustentável.
Outros tipos de combustíveis, como gás natural, também podem ser utilizados na partida. O reator foi montado com a estrutura em chapas de aço carbono, reforçado externamente por cantoneiras e revestido internamente por camadas de isolante térmico e refratário à base de alumínio. Detém alta resistência à temperatura e a determinados agentes químicos. A grelha (onde se deposita o material a ser incinerado) é fabricada para conferir resistência ao calor e aos agentes corrosivos.
Os ventiladores foram desenvolvidos especialmente para o equipamento, garantindo pressão constante a fluxos de volumes diferentes, sendo acionados por motores elétricos. A vazão dos resíduos depende do poder calorífico e do peso específico do material. A câmara de alimentação é composta por duas comportas, evitando-se, desta forma, a fuga dos gases da câmara geradora. Por meio de um sistema especial, a eclusa é lavada com ar antes da abertura da tampa superior, a fim de eliminar os gases.
A operação é iniciada a partir da colocação do resíduo, com ou sem secagem prévia, na câmara de alimentação do incinerador. Fechada a câmara, a próxima comporta é aberta automaticamente, levando o resíduo ao reator de gaseificação. Ali, o material passa do estado sólido para gasoso a 650ºC, sem haver queima. O gás gerado neste reator passa à câmara de combustão de três estágios até atingir 1.200ºC na última. “Isto reduz a formação de NOx e permite uma maior eficiência de combustão para evitar a formação de dioxinas e nitrosaminas devido ao ambiente redutor sub-estequiométrico”, explica o diretor da Luftech.
A câmara de combustão em forma de ciclone foi concebida de tal forma a reter a quase totalidade dos particulados originados na queima do resíduo. Na seqüência, as substâncias particuladas se precipitam para um cinzeiro situado na parte inferior do equipamento. Na queima de materiais com alto poder calorífico, a temperatura da câmara de combustão pode atingir até 1.600 graus centígrados. Na seqüência, acrescenta Germano, o gás quente originado no ciclone, pode ser utilizado para gerar energia térmica ou elétrica. Posteriormente ao resfriamento, o ar passa pelo lavador de gases para eliminação de eventuais materiais particulados ou outros compostos. Ao final da operação as cinzas são coletadas, resfriadas e removidas do incinerador. O gás é totalmente queimado em razão da sua boa mistura e do tempo de residência no ciclone.
O reator conta com sensores de temperatura para monitorar e acompanhar todas as etapas do processo de queima e possui um dispositivo para manter a temperatura na faixa desejada a partir de um sistema de controle automático, o qual pode acionar o compartimento do combustível auxiliar se assim for necessário. Por liberar grande quantidade de calor, sem utilizar combustível auxiliar, apenas lixo, esse tipo de reator oferece três formas possíveis de aproveitamento da energia, como produção de vapor ou água quente, por meio de um boiler para lavanderias, duchas ou cozinhas, processos de secagem industriais, estufas de pintura ou outras; produção de água gelada, através de um sistema chiller para ar-condicionados de médio e grande porte; e processos de resfriamento industriais em injetoras de plástico e câmaras frias.
Embora a pesquisa com incineração de calçados seja nova no Rio Grande do Sul, aproximadamente 200 reatores similares foram construídos pela Luftech a partir de uma parceria com o governo alemão. A empresa tem instalado esses sistemas em diversas regiões do país com a finalidade de destruir lixos hospitalares, resíduos de aeroportos, clínicas odontológicas, laboratórios de análises clínicas e outras formas de resíduos sólidos gerados nas indústrias de transformação. A Luftech, revelou Germano, já adquiriu inclusive a tecnologia para tratamento térmico de lixo radioativo. “Ainda não existe licenciamento ambiental para esses resíduos no Brasil, mas quando houver estaremos prontos para atender o mercado”, garantiu o diretor da empresa. Ele contabiliza ter montado pelo menos 200 incineradores em território brasileiro desde a fundação da Luftech.
É um sistema muito eficaz em termos ambientais, econômicos e de saúde pública. Depois de iniciado o processo o reator não necessita de combustível auxiliar, o próprio resíduo é o combustível. Com possibilidade de aproveitamento da energia térmica gerada em instalações existentes, há uma economia de 98% em espaço físico. “A alta eficiência energética ocorre pela otimização na injeção de ar”, completou Germano.
No entanto, o licenciamento ambiental obtido para a operação do reator do setor coureiro-calçadista é para a etapa experimental. A expectativa é que a Fepam autorize a atividade em caráter industrial ainda no primeiro semestre de 2005. Essa pelo menos é a expectativa do coordenador do LPR. Nilson Romeu Marcílio. Enquanto isso, os estudos prosseguem. Atualmente, a equipe do laboratório está colocando a serragem e o pó de couro provenientes dos curtumes, como forma de ampliar as possibilidades do sistema quando sua operação industrial for possível. Há ainda o processo de construção de uma sonda para aprofundar os testes com aproveitamento dos gases e do potencial energético da planta piloto.
