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  05.09.11

Sustentabilidade industrial


Dissertação de mestrado de pesquisador do IPT propõe uso de resíduos na produção de vidros e esmaltes cerâmicos


Os resíduos sólidos provenientes de processos de galvanoplastia têm potencial para uso como matérias-primas na fabricação de vidros e esmaltes cerâmicos: a conclusão está na dissertação de mestrado do pesquisador Cleiton dos Santos Mattos, do Centro de Metrologia em Química do IPT, defendida no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-USP). Os estudos feitos pelo autor comprovaram a viabilidade de incorporar os resíduos em matrizes vítreas como uma alternativa satisfatória e de baixo custo para a inertização de substâncias tóxicas.

A galvanoplastia é o processo eletroquímico de deposição de finas camadas metálicas sobre uma superfície, a fim de proporcionar proteção contra a corrosão e melhorar o aspecto estético para peças metálicas de diversos segmentos industriais. Os resíduos sólidos gerados no processo contêm metais alcalinos e de transição que podem ser agressivos ao meio ambiente e ao ser humano caso sejam armazenados ou descartados sem precauções.
Retirada de material fundido do forno a 1.500ºC
 
“Procedimentos como rotas hidrometalúrgicas seriam uma alternativa adequada para o tratamento dos resíduos, mas a alta heterogeneidade do lodo das indústrias torna inviável o uso da técnica”, explica Mattos.

Em atendimentos realizados dentro do projeto Prumo Tratamento de Superfícies do IPT, o pesquisador constatou as dificuldades para o armazenamento dos resíduos sólidos de galvanoplastia. Com base em um universo de 30 empresas de cromação atendidas pelo projeto na zona leste da cidade de São Paulo, Mattos selecionou cinco delas para a coleta de amostras. O objetivo era caracterizar os materiais por técnicas analítico-instrumentais e estudar como seria a incorporação dos metais em matrizes vítreas e a eficácia na inertização dos elementos tóxicos.

Três das empresas selecionadas atuavam exclusivamente com cromação de metais sanitários, uma trabalhava com cromação e niquelação para utensílios domésticos e aramados e a última empregava um processo diferenciado (douração e latonagem), mas também incluía banhos de cobre e níquel. As amostras foram avaliadas em suas características químicas e físico-químicas em três laboratórios do IPT para verificar a viabilidade no aproveitamento dos resíduos.

ENSAIOS – Para a caracterização química, duas técnicas foram empregadas para a detecção qualitativa dos elementos e quatro para a quantificação de seus teores com recursos do Laboratório de Análises Químicas (LAQ); para a caracterização físico-química, três técnicas foram usadas para estudar o comportamento dos materiais com o aumento da temperatura, em equipamentos instalados no Laboratório de Materiais de Construção Civil, no próprio LAQ e no Laboratório de Corrosão e Proteção, como o microscópio eletrônico de varredura.

As análises qualitativas apontaram os elementos preponderantes nos resíduos sólidos, aqueles com teores semiquantitativos entre 10% e 50% da massa. Cobre, níquel, cromo e oxigênio foram os mais encontrados. A partir de tais dados, foram realizadas análises quantitativas para detectar os teores exatos dos elementos presentes nos resíduos, incluindo aqueles em pequenas proporções e na forma de traços. Os resultados apontaram os metais pesados considerados perigosos para o meio ambiente e a saúde humana como os principais elementos presentes nos resíduos, em porcentagens que variaram de 50% até 67% em quatro das cinco amostras.

Os resultados das análises físico-químicas revelaram que os resíduos sólidos em temperatura ambiente apresentam estruturas de partículas finas aglomeradas que, quando aquecidas até 1.400°C, deram origem a compostos como cromato de níquel, cromato de cobre, cromato de bário, sulfato de cálcio, óxido de cobre e óxido de níquel.
Vidro obtido com a incorporação dos resíduos
 

Ensaios foram então executados para a incorporação dos resíduos nos materiais vítreos. Mattos concentrou-se nesta etapa em três das cinco amostras selecionadas e, com base nas composições vítreas calculadas, as misturas foram fundidas a temperaturas de até 1.500ºC. Os resultados comprovaram a viabilidade de sua incorporação em estruturas vítreas para obter produtos finais, como vidros coloridos, ou como matérias-primas para a fabricação de esmaltes cerâmicos ou pigmentos inorgânicos. “Existem várias possibilidades de destinação dos lodos galvânicos. Independentemente de qual seja adotada, é importante a sua remoção das empresas para evitar contaminações ambientais”, explica Mattos.