Encontro: Região sul mostra esforço de pesquisa

Pesquisadores da Universidade Federal do Paraná (UFPR), da Sociedade de Ensino Superior de Santa Catarina (Sociesc) e da Universidade de Campinas (Unicamp) nacionalizam uma tecnologia de POA (processo oxidativo avançado) capaz de eliminar os fenóis e derivados dos efluentes em indústrias têxteis (ver QD-409, pág. 53). Trata-se do fotoFenton. O processo encontra-se em estágio avançado em laboratório e até o final de 2002 entra na etapa de produção piloto, devendo chegar ao mercado em 2005. A pesquisa tem o apoio da Fundação de Meio Ambiente de Santa Catarina (Fatma) e foi apresentada no encerramento do 10° Encontro de Química da Região Sul. O evento realizado em Joinville-SC, de 6 a 8 de novembro, reuniu 750 participantes, em sua grande maioria acadêmicos de química do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

Química e Derivados: Encontro: O evento em Joinville -SC reuniu cerca de 750 acadêmicos.
O evento em Joinville -SC reuniu cerca de 750 acadêmicos.

O fotoFenton é uma evolução da fotocatálise, processo introduzido no Brasil há mais de dez anos pela Unicamp e que passou a receber atenção em instituições do sul do país na tentativa de resolver o problema da emissão de resíduos dos corantes azóicos nos efluentes do parque têxtil do norte de Santa Catarina.

“Alguns corantes produzem aminas que são reconhecidamente cancerígenas e as substâncias orgânicas que produzem esse tipo de compostos já estão proibidas em países como a Alemanha. Aqui no Brasil, algumas empresas montaram programas de fachada. Têm um lago com patos e peixes para causar boa impressão a visitantes. Quando os animais morrem colocam outros na água e continuam empurrando com a barriga”, adverte um dos pesquisadores envolvidos no desenvolvimento do fotoFenton, o químico Carlos Alberto Gouvêa, técnico da Fatma.

Gouvêa trabalha junto com a equipe principal da pesquisa em Curitiba. Explica que o tratamento dos efluentes têxteis conta com duas famílias de processos. Os físico-químicos, como a floculação, a filtração, a cloração e a ozonização; e os tratamentos biológicos, que utilizam fungos de decomposição e outros microorganismos produtores das enzimas degradantes de matérias orgânicas por meio de oxidação. Numa comparação, Gouvêa lembra que os processos atuais ainda são muito caros e não resultam em 100% de eficácia, tanto é assim que na eliminação dos resíduos de corantes ainda encontram-se os fenóis e seus subprodutos. Além disso, são extremamente caros. A instalação de um processo pode custar de R$ 500 mil a R$ 2 milhões, dependendo do tamanho e do tipo de emissão. No entanto, reforça, nenhum desses é eficaz o suficiente na eliminação dos componentes químicos mais perigosos.

Simples – A instalação do fotoFenton em chão de fábrica ficará em torno de R$ 100 mil, a preços atuais. Os equipamentos são simples, a presença de reagentes insignificante, necessitando apenas do gerador de energia ultravioleta da carga iônica inicial. Conforme Gouvêa, duas indústrias têxteis de Santa Catarina já encomendaram o sistema na planta e se constituirão nas pioneiras assim que o fotoFenton for industrializado. O processo consiste em colocar pequena carga de íons de ferro, junto com o resíduo a ser oxidado no reator. Submetida às cargas de ultravioleta esses íons se decompõem em hidroxila, em alta profusão, que ao reagir com a substância orgânica se transforma em gás carbônico. Esse, por sua vez, migra para a atmosfera. Uma caixa de esgoto em PVC, uma bomba peristáltica e um emissor de raios ultravioleta funcionam como reator do processo.

A lavagem na indústria têxtil exige quantidades elevadas de água. Para se ter uma idéia, dependendo da máquina, cada quilo de tecido enxaguado pode consumir até 300 litros de água. Segundo Carlos Alberto Gouvêa, embora a tecnologia fotoFenton esteja direcionada, no momento, para resolver o problema da indústria têxtil, sua aplicação pode ser muito mais ampla, adequando-se às operações de degradação de resíduos nas indústrias de alimentação para descarte de resíduos de embalagens, garrafas, agindo bem em resíduos oleosos e emulsionados.

Outra tecnologia para tratamento de corantes têxteis foi apresentada pelo doutorando em química da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Policiano de Souza. Ele utilizou o barro branco, na verdade um pó negro, subproduto da extração carbonífera, para tratar água contaminada por corantes. Segundo Policiano, a presença de cor em efluentes de indústrias têxteis é um grande problema e muitas técnicas vêm sendo empregadas com a finalidade de minimizar tal efeito. Entretanto, nenhum processo pode ser empregado como método único para a completa remoção de cor.

“A adsorção sobre sólidos, além de não exigir um aparato sofisticado, apresenta em geral baixo custo e elevada taxa de remoção. Como se trata de um método não-destrutivo, em alguns casos o corante pode ser recuperado sem perda da identidade química”, assegura o pesquisador. “Os experimentos iniciais com o corante azul de metileno têm demonstrado uma ótima capacidade adsorvente deste material”, assegurou. O barro branco foi obtido da Mina Esperança, da Carbonífera Metropolitana em Siderópolis, na região metropolitana de Florianópolis.

A faixa de granulometria utilizada foi de 0,210 – 0,297mm, com área superficial de 9m2/g, medida no Autosorb 1. Soluções de azul de metileno na concentração 10 a 150mg.L-1 foram preparadas e 50 ml adicionados ao reator termostatizado, à temperatura constante de 25oC. Para essas soluções, um grama de barro branco foi adicionado e o sistema foi deixado sob agitação a uma rotação de 600 rpm. A massa de corante adsorvida foi quantificada através da técnica de UV/Vis, acompanhando-se a absorbância da solução em intervalos de tempos regulares.

Conforme o resultado da análise, a utilização do barro branco como material adsorvente do azul de metileno apresentou os seguintes resultados: a massa (mg) de corante adsorvida por g de adsorvente e Ce (concentração de equilíbrio (mg/L)) demonstraram que o tempo necessário para atingir o equilíbrio adsorção/dessorção é de aproximadamente 74 h. Esse valor foi encontrado extrapolando a curva da concentração inicial de 110 mg/L e equivale a Ce de 14 mg/L na isoterma de adsorção. A quantidade máxima de corante adsorvida foi de aproximadamente 5,5 mg por grama de adsorvente. Isoterma para adsorção do azul de metileno na faixa de concentração inicial de 10 a 150mg/L utilizando o barro branco como adsorvente. “O produto poderá substituir o carvão ativo dos filtros que são muito caros”, adiantou Policiano.

Química Limpa – Intitulado “Química e Indústria: conhecimento e qualidade de vida”, o espírito do 10° Encontro de Química da Região Sul foi aprofundar o debate sobre os controles de processo e o embate com o passivo ambiental. O professor Nito Debacher, coordenador de Gestão Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) explicou que a natureza dos encontros da região sul é justamente difundir a filosofia da chamada “nova química”, preocupada em conciliar produção industrial com a preservação ambiental.

“O objetivo desse conceito é criar um novo profissional capaz de produzir uma reação sem provocar resíduos ou reduzindo os rejeitos ao máximo”, afirmou. Para Debacher, o mercado de trabalho para os profissionais formados nas diversas modalidades de cursos de química é promissor, justamente porque as empresas já não podem mais criar um processo produtivo sem com isso realizar todos os procedimentos para a criação de alternativas para o impacto ambiental.

PhD em gerenciamento ambiental e tratamento de resíduos, Debacher é o responsável pela destinação de todos os rejeitos produzidos no campus da Universidade Federal de Santa Catarina e responde pelo cargo de coordenador geral de gestão ambiental. Ele garante que os novos profissionais de laboratório, formados nos cursos de Engenharia Química, Farmácia, Biologia, Veterinária e Medicina daquela instituição, são devidamente orientados a desenvolverem técnicas cada vez mais eficazes na eliminação de seus resíduos e subprodutos dentro das salas de laboratórios. Ele coordena seis alunos de mestrado e doutorado no desenvolvimento de tecnologias de tratamento e redução para impactos ambientais. “Qualquer laboratório produz alguma sujeira. Num ambiente de estudos em biologia celular, os reagentes são químicos”, lembra. No caso da UFSC, existe uma resolução exigindo que os laboratórios produzam impacto ambiental zero. Diante disso, a equipe de Debacher desenvolveu uma série de procedimentos para cumprir a determinação. No final das contas, o rejeito que não pode ser eliminado no ambiente acadêmico é entregue a uma empresa privada que surgiu em Florianópolis com a finalidade de descartar corretamente qualquer tipo de resíduo industrial. Além disso, por força das normas rígidas, a UFSC avança a passos largos em tecnologias de ponta, como o sistema de redução de materiais por forno a plasma. Um reator realiza a queima química, tendo o argônio ionizado como reagente a 10 mil graus celsius, em que a matéria é destruída por meio de uma carga violenta de elétrons, produzida na reação.

O rigor adotado pela UFSC no tratamento de resíduos é fácil de ser explicado. A capital de Santa Catarina, por estar cercada de áreas de preservação permanente, com milhares de hectares da Mata Atlântica e oceano, praticamente não tem indústrias de transformação. No entanto, existem dezenas de laboratórios de análises clínicas, de fotografia e de radiografia. Diante disso, a administração local foi obrigada a conceber uma série de procedimentos com objetivo de proteger as reservas naturais da região. Uma delas foi justamente incentivar a pesquisa universitária e a abertura de uma empresa privada capacitada para destruir resíduos ou acomodá-los em aterros herméticos, capazes de impedir a infiltração dos materiais no lençol freático e a conseqüente contaminação dos manguezais, galerias e veios subterrâneos.

Outra experiência apresentada em Joinville tem mais de 20 anos. É a disciplina de Química Inorgânica em Recuperação de Resíduos, iniciativa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS): diretamente relacionada com o projeto “O Ensino e a Química Limpa”, onde os conceitos de redução, reutilização e reciclagem e o pré-tratamento dos resíduos são levados a sério.

Atualmente trabalham no projeto, dez alunos por turma. Nesta disciplina desenvolvem-se estudos teóricos e práticos relativos aos elementos e às propriedades de seus principais compostos, além do tratamento de resíduos e rejeitos, visando reduzir a quantidade e a toxicidade dos resíduos formados.

Um exemplo é o dessecante óxido de bário substituído por sulfato de sódio, sem nenhum prejuízo dos experimentos. A análise coordenada pela química Tatiana Santos mostra que a síntese do alúmen KCr(SO4)2.12H2O foi substituída pelo KAl(SO4)2.12H2O, sem nenhum problema. Em todas as aulas práticas, os resíduos passaram a ser segregados, sendo alguns inertizados pelos próprios alunos e descartados na pia, quando possível. As aulas práticas de recuperação de resíduos foram modificadas.

“Os alunos têm duas aulas (oito períodos) para tratar o resíduo escolhido. A disciplina encerra com um novo seminário, onde cada grupo apresenta o resultado do seu tratamento e o levantamento de custos, além da entrega de um relatório escrito”, assinala Tatiana. Nesse seminário, acrescenta ela, são discutidos os resultados positivos e negativos dos trabalhos efetuados, tentando-se justificar as eventuais falhas e sugerindo-se novas estratégias para tratamento dos resíduos em semestres posteriores. “As ações tomadas resultaram numa diminuição dos resíduos gerados na disciplina e na conscientização dos estudantes quanto ao seu papel enquanto químicos”, finaliza Tatiana Santos.

Química e Derivados: Encontro: Siqueira - divulgação do Atuação Responsável.
Siqueira – divulgação do Atuação Responsável.

Atuação responsável – O sinal de alerta sobre as exigências e necessidades da indústria química, a partir da difusão de novas legislações ambientais, do cerco da fiscalização e da pressão internacional, partiu do engenheiro químico José Carlos Nunes Siqueira, da Du Pont, já na abertura do X Encontro de Química da Região Sul. O técnico da gigante do náilon fez um balanço histórico da evolução da indústria química mundial. Lembrou que a explosão produtiva do setor tem como origem o pós-guerra. “Muitas tecnologias que foram aplicadas na indústria bélica entraram em linha de produção em larga escala e chegaram ao conjunto da humanidade trazendo conforto e melhoria da qualidade de vida”, reforçou Siqueira. Surgem a partir daí, continuou, os grandes complexos químicos e petroquímicos. “Só que o tempo trouxe os questionamentos sobre o impacto da produção industrial sobre as fontes renováveis, a natureza como um todo e ao homem em particular”.

De acordo com Siqueira foi com a 1ª Conferência Mundial sobre Meio Ambiente, de 1982, que a associação entre poluição e desenvolvimento tomou contornos definitivos e demonstrou que a indústria química em larga escala havia cometido um grande equívoco, ao se preocupar apenas com a relação processo e produto, sem levar em conta o impacto nas gerações futuras. O técnico da Du Pont advertiu que não existe saída paras as empresas. Devem enquadra-se no sentido de atender as normas ambientais, reduzir emissões e quando possível eliminá-las. Ele explicou que foi a Associação Canadense da Indústria Química quem estabeleceu os critérios mais rígidos sobre a atuação do segmento, criando mecanismos de auto-regulamentação rigorosos e exigindo a adoção da gestão ambiental por parte de seus integrantes. Essa política, finalizou, foi copiada posteriormente nos EUA e já está incorporada aos padrões éticos da Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim).

No entender de Siqueira, qualquer empresa pode resolver plenamente seu problema com passivo ambiental, bastando para isto, vontade política.

Com relação ao náilon, também dos laboratórios universitários, chega uma novidade. Pesquisadores estão conseguindo substituir o ácido nítrico – um dos vilões da destruição da camada de ozônio – pela água oxigenada como agente oxidante na obtenção do ácido adípico, intermediário na produção do náilon 6.6, cuja produção mundial é de cerca de 2,2 milhões de toneladas/ano. “Estes processos industriais são responsáveis pelo lançamento na atmosfera de 5 a 8% de todo N2O antropogênico, considerado um dos principais contribuintes para o efeito estufa e pela destruição da camada de ozônio”, afirma o professor da Universidade de Pelotas, Eder João Lenardão. Segundo ele, em testes com água oxigenada, os pesquisadores empregaram condições de catálise de transferência de fase (CTF). A água oxigenada em estado aquoso como agente oxidante, eliminou a necessidade de ácido nítrico no processo, como garantiu Lenardão. Boas notícias sopram dos laboratórios do sul.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.