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technologiatechnologia

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servio de coleta e destinaodo lixo urbano, efetuado pelo

eletroqumico ou biotecnolgico ,mas preciso desenvolver formasassociadas de beneficiamento eaproveitamento de produtos obti-dos a partir dos resduos produ-zidos. Esse desafio um dos obje-tivos das nossas pesquisas sobretermoprocessamento de lixos e re-jeitos e sobre os tratamentos e apli-caes posteriores para as cinzase os efluentes. Tais estudos inse-rem-se nas diretrizes da Agenda21, acordo internacional que preva busca, pelos pases a ele associa-dos, do desenvolvimento susten-tvel, que minimize impactosambientais.

Origens e destinosusuais dos lixosA demanda crescente de alimen-tos e bens de consumo faz com queo homem transforme cada vezmais matrias-primas em produ-tos acabados, gerando volumesmaiores de resduos. A quantidadede lixo recolhida, no entanto, noaumenta em proporo direta como crescimento da populao, j quegrande parcela desta (em geral ade maior crescimento demogr-fico) vive em locais onde no hcoleta regular. Os resduos no-coletados so queimados de formarstica ou lanados em terrenoslivres (lixes), em corpos dguaou mesmo em vias pblicas.

A destinao de rejeitos aetapa final de um grande ciclo, noqual os produtos mobilizados pelo

homem para satisfazer suas neces-sidades so devolvidos ao meioambiente de onde vieram. Podeconstituir tambm o incio de umprocesso de reciclagem que evitao lanamento indevido no ambien-te e permite seu uso continuadono mercado de industrializao econsumo. O estudo e a caracteriza-o de cada tipo de lixo (figura 1) fundamental para a determi-nao das melhores condies pa-ra coleta, transporte, reaprovei-tamento ou disposio final.

A acumulao de lixose seus problemasA gerao constante de lixos eresduos industriais exige a buscade reas para disposio final:vazadouros ou aterros sanitrios.A ausncia de coleta regular e ocostume de usar corpos dgua(rios, canais, lagoas) como escoa-douros de lixo complicam a solu-o administrativa do problema.Nem sempre as prefeituras tm ainfra-estrutura necessria paraoferecer a destinao adequada, oque torna necessrio buscar solu-es viveis (tcnica e economica-mente). No Brasil, foram implanta-dos processos de produo de gs do lixo e de lodo oriundo de esgo-tos (este atravs de biodigestores) para uso como combustvel emveculos e para aquecimento eminstalaes rurais. Segundo a Pes-quisa Nacional de SaneamentoBsico, realizada em 1989 pelo

poder pblico e custeado por taxase impostos, ainda visto apenascomo despesa, e no como umaatividade capaz de gerar receitas(ou lucros). A mudana desse mo-do de pensar permitiria enqua-drar a atividade como uma inds-tria de processos qumicos, comdiversas aplicaes para os produ-tos do beneficiamento dos lixoscoletados, o que atrairia interessesempresariais. Com isso, seriamagregados s receitas ou aos lucrosos benefcios sociais decorrentesde qualquer empreendimentoindustrial.

Em todas as civilizaes, odescarte de lixos e resduos slidosgerou problemas. At hoje, a dis-perso desses detritos dificulta suacoleta e transporte, alm de obs-truir vias pblicas, trazer riscos sade e degradar o ambiente. Umadas principais dificuldades parauma ao concreta no problemada destinao do lixo alm dosaspectos econmicos, polticos eadministrativos a falta de in-formaes tcnicas sobre alterna-tivas de processamento ou bene-ficiamento compatveis com asdimenses e caractersticas daslocalidades interessadas na buscade uma soluo.

Vrios tipos de processamentodos lixos so cabveis fsico,termoqumico, hidroqumico (porlixiviao natural ou induzida),

O

Cinzas da incineraode lixo: matria-primapara cermicasResduos convertidos em compostos inorgnicospodem ser usados em vrios produtos

Cinzas da incineraode lixo: matria-primapara cermicasResduos convertidos em compostos inorgnicospodem ser usados em vrios produtos

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Instituto Brasileiro de Geografia eEstatstica (IBGE), 73% dos rejei-tos, nos municpios pesquisados,vai para lixes, 13% para aterroscontrolados, 10% para aterrossanitrios e apenas 1% recebealgum tratamento (compostagem,reciclagem ou incinerao).

O lixo a descarga no solo, acu aberto, sem medidas de prote-o ao ambiente ou sade p-blica uma opo primria einadequada. Facilita a dissemi-nao de doenas atravs de inse-tos e ratos, gera mau cheiro e, prin-cipalmente, contamina o solo e asguas (superficiais e subterrneas)atravs do chorume. Esse lquidoescuro, mau cheiroso e de altopotencial poluidor produzido

pela decomposio da matriaorgnica contida no lixo. O lixofavorece ainda o descontrolequanto aos tipos de materiais des-pejados, que s vezes incluem re-sduos de servios de sade (hos-pitais, clnicas) e de indstrias.Atividades indesejveis, como acriao de porcos e a catao dealguns materiais (por pessoas quemuitas vezes residem no local),so freqentes.

O aterro controlado usa recur-sos e tcnicas de engenharia civilpara confinar os resduos slidosa uma rea pr-selecionada e co-bri-los diariamente com materialinerte. Em geral, a base da reaocupada no impermeabilizadae no h tratamento do chorume

(comprometendo os recursos h-dricos), nem coleta, purificao edisperso de gases gerados. No as-pecto ambiental, essa opo van-tajosa em relao ao lixo, redu-zindo os problemas, mas aindano a ideal.

J o aterro sanitrio, entendidocomo local de purificao do lixodomiciliar, composto por setoresdiversos, cada um deles dotado deuma camada inferior impermea-bilizada sobre a qual se despejamos rejeitos slidos, contendo dre-nos para coleta de chorume, guasde superfcie e gases da prolongadadigesto anaerbica. O despejo feito formando clulas de lixo.Sobre a camada de clulas dofundo so depositadas outrascamadas, at a cota mxima de-finida no projeto, e em alguns ca-sos os gases so coletados para usocomo combustveis. Esse tipo deaterro tambm pode poluir o soloe as guas, pois no possvel evi-tar totalmente a liberao de flui-dos para o ambiente nem acelerara inertizao do material, pararecuperar as reas de depsito,mas o impacto ambiental mini-mizado.

Essa concepo moderna, sur-gida em funo da escassez dereas disponveis e do aumento dosvolumes depositados, permiteconverter um lixo em aterro sa-nitrio. Para isso, escava-se o fundoat uma profundidade compatvelcom a situao hidrogeolgica e apermeabilidade dos solos naturaisencontrados, impermeabiliza-se abase e instalam-se drenos, possibi-litando a deposio das clulas delixo, que podem atingir cotas aci-ma do nvel do mar. O confinamen-to do lixo menor rea e volumepossveis obtido pela compacta-o das clulas com um trator. Olixo que fica na camada superiortambm coberto, promovendo-se sua longa (s vezes secular) de-composio por microrganismos.

Lixes e aterros so usados demaneira crescente e descontroladaem vrios municpios, alterando

Figura 1.Tipos de lixode acordo coma sua origem

T I P O S C O M P O S I O T P I C A

Domstico 1. Potencialmente combustveis ou pirolisveis: so os fibrosos orgnicos(papis, jornais, restos de alimentos, tecidos, madeiras, restos de plantas)ou artefatos plsticos (embalagens, brinquedos e peas diversas).2. No combustveis: so produtos inorgnicos (vidros, latas, estruturasmetlicas de aparelhos eletrodomsticos e outros).

Comercial 1. Hotis e restaurantes: predominam resduos de cozinha e papis.2. Escritrios: caracterizado por grande quantidade de papis.3. Supermercados e lojas: rico em embalagens de madeira e papelo.

Industrial 1. Industrial: uma frao resulta da limpeza de escritrios, ptios e jardins eoutra inclui aparas de fabricao, rejeitos, resduos de processamento eoutros (que variam para cada tipo de indstria).2. Lodos de processamento: resultantes de sedimentao, aps tratamentoqumico, de efluentes lquidos, guas e esgotos.

Pblico 1. Lixo: coletado pela varrio de reas pblicas. Inclui pedaos de papel,objetos metlicos, cermicos, vtreos, plsticos, madeira, terra, areia, lamas,rochas, fezes de animais, galhos de rvores, restos de vegetais e outrosdetritos lanados ao cho pelos usurios.2. Detritos da desobstruo de rios, canais e galerias, deslizamentos deencostas, alm de animais mortos e despejos domsticos clandestinos.

Patolgicos 1. Lixos hospitalares: curativos, restos de cirurgias e autpsias, seringas,ou sob roupas descartveis, gazes, bandagens, restos de gesso e outros.suspeita 2. Lixos farmoqumicos: de indstrias farmacuticos, biotrios e necrotrios.

3. Alimentos contaminados ou de origem duvidosa: de restaurantes, portose aeroportos, terminais ferrovirios e rodovirios internacionais.4. Substncias explosivas, radioativas, txicas e corrosivas:geradas em estabelecimentos especficos, como reatores nucleares,centros de pesquisa e outros.5. Resduos slidos do tratamento de esgoto: lodos secos e materialgradeado, s vezes dispostos junto com o lixo em aterros sanitrios.

Sigilosos 1. Documentos confidenciais: militares, empresariais, da administraopblica.2. Documentos de valor: papel-moeda, talonrios, selos postais.

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as caractersticas histricas dasreas que ocupam (sejam indus-triais, agrcolas ou litorneas).Entre seus efeitos nocivos esto aimprodutividade do solo, o aumen-to dos problemas de sade da po-pulao, a contaminao de corposdgua e a proliferao de insetose ratos. Alm disso, inviabilizama fixao de residncias e inds-trias nas proximidades. Uma coin-cidncia problemtica, vista emvrias cidades, a existncia delixes ou aterros perto de aeropor-tos, atraindo aves (urubus e outras)que podem danificar turbinas deavies e causar srios acidentes.Substituir o despejo de lixo a cuaberto por galpes de coleta in-dustrial para posterior incinera-o talvez possa contribuir para asoluo desse enorme problemaambiental.

A transformaoA transformaoA transformaoA transformaoA transformaotermoqumica dos lixostermoqumica dos lixostermoqumica dos lixostermoqumica dos lixostermoqumica dos lixosDiversos processos de conversoqumica de materiais podem seraplicados a lixos e resduos sli-dos, entre eles incinerao, pir-lise e mtodos biotecnolgicos. Naincinerao, o lixo queimado emtemperaturas elevadas, gerandoslidos inorgnicos inertes (cin-zas) e gases (ou fumos), com ousem recuperao da energia tr-mica. A pirlise a decomposioqumica do material por lentoaquecimento. Os processos bio-tecnolgicos utilizam microrga-nismos vivos para controlar ouacelerar a decomposio de sli-dos ou molculas maiores em me-nores. A presente abordagem, noentanto, trata apenas dos processosde incinerao e pirlise.

A incinerao, na verdade, um caso limite de pirlise, quegera cinzas e gases mas no formavapores intermedirios que pos-sam ser condensados para uso pos-terior. Certos processos de pirlisede materiais de origem mineral evegetal (figura 2) podem ser apli-cados a lixos. importante desta-car que acima de 600C os mate-

riais biolgicos so destrudos,podendo ser reduzidos a carbonoelementar ou seus xidos (CO eCO

2) e elementos oxidados.

ProcessamentoProcessamentoProcessamentoProcessamentoProcessamentode lixo no Brasilde lixo no Brasilde lixo no Brasilde lixo no Brasilde lixo no BrasilAlguns mtodos de processamentode lixos como a compostagem, acoleta seletiva para reciclagem ea incinerao j so utilizadosno Brasil.

A compostagem praticadah muito tempo na rea rural, atra-vs da mistura de restos vegetais eesterco animal. A matria org-nica do composto decompostapor microrganismos nela conti-dos. O produto final aplicado aosolo e pode melhorar suas carac-tersticas, sem riscos ambientais.A compostagem favorece e esti-mula a adoo da coleta seletiva,mas os materiais orgnicos do lixodomiciliar tambm podem ser se-parados em instalaes industriaisde triagem e compostagem. Nocontexto brasileiro, a composta-

gem importante porque cercade 50% do lixo urbano consti-tudo por materiais orgnicos.

A coleta seletiva (figura 3) aseparao de materiais slidoscom vistas reciclagem de vriosdeles: papel, txteis, plsticos, me-tais e vidros, em primeira instn-cia, e materiais cermicos ou mi-nerais (entulho, terra, areia), se hinteresse especfico. A reciclagem o reaproveitamento desses ma-teriais na fabricao de novos bens,substituindo a matria-primaoriginal, mas no pode ser vistacomo a principal soluo para aquesto do lixo. Essa atividadedeve fazer parte de um conjuntode medidas, pois nem todos os ma-teriais (por razes tcnicas ou eco-nmicas) podem ser reciclados. Aseparao do lixo aumenta a ofertade materiais reciclveis, mas seno houver demanda o processo interrompido e os materiais aca-bam aterrados ou incinerados.

A incinerao, que algunsconsideram uma forma de dispo-

Figura 2.Pirliseou destinaodestrutivade carvoe similaresaplicveisa lixos (A)e fases deuma pirliseutilizadaem indstriascarboqumicas(B)4

(A)

MATERIAIS PROCESSOS PRODUTOS

Carvo Aquecimento lento, sem ar, Slidos: coque (rico em carbono) e/ou cinzasou xisto de 454C a 1.300C Lquidos: gua, alcatro, leo cru leveou madeira Pirlise Gasosos: hidrognio (H

2), metano (CH

4),

(ou destilao, etileno (CH2=CH

2), monxido de carbono (CO),

ou carbonizao, gs carbnico (CO2), gs sulfdrico (H

2S),

ou coqueificao) amnia (NH3) e nitrognio (N

2)

(B)

1. Liberao de gases e vapores (etapa tpica das queimas de slidos porosos e folhelhos)

At 100C Evaporao de gua superficialDe 100C a 200C Evaporao de gua nos capilares e dessoro de gases retidos

dentro dos poros

2. Decomposio trmica ativa (desgaseificao de 3/4 da matria voltil)

De 350C a 400C Comea a rpida liberao de CO2, CO e CH

4

Em 450C Temperatura de mxima liberao de matria voltilAlm de 500C Queda rpida da liberao de matria voltil

3. Desgaseificao secundria (cracking, liberao de gases no-condensveis)

Entre 500C e 600C Rompem-se as ligaes alifticas entre carbonosAcima de 600C Rompem-se as ligaes entre carbono e hidrognio,

os compostos heterocclicos tornam-se compostos aromticose diminui a massa molecular mdia dos produtos, formando-segua, CO, H

2, CH

4 e outros hidrocarbonetos

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sio final, usa a decomposiotrmica via oxidao para tornarum resduo menos volumoso emenos txico (ou mesmo atxi-co), ou ainda elimin-lo, em al-guns casos. Incinerar queimarum material a temperatura eleva-da (1.000C, no mnimo), por umtempo conveniente e predeter-minado. No caso do lixo, os ma-teriais orgnicos so reduzidos aseus constituintes minerais, prin-cipalmente gs carbnico (CO2),vapor dgua (H2O) e slidosinorgnicos inertes (cinzas). A fu-maa gerada no processo podeconter partculas em suspenso,cuja coleta, atravs de filtros,ciclones ou colunas de lavagem,deve ser imperativa. Assim, inci-nerar o lixo uma rota tecnol-gica que pode reduzir problemasambientais, alm de gerar ener-gia trmica (de amplo uso) e ma-trias-primas (as cinzas e o ma-terial particulado coletado) paraoutros setores industriais (figura 4).

Uma incinerao bem-feitagera cinzas, em geral formadaspor metais, xidos metlicos e sais,ou minerais sintticos de compo-sio cristaloqumica variada.Existe ainda a preocupao deadministradores municipais, es-taduais e federais, empresrios emesmo da populao de que aqueima do lixo polua a atmosferapela emanao de gases (algunscom odor desagradvel), pela

formao de slidos particuladose pela presena de material malqueimado. Em funo desse re-ceio, preciso esclarecer melhoro processo e eliminar algumasdvidas.

As cinzas podem ser empre-gadas na fabricao de produtoscermicos. Os produtos cermicosso materiais no-metlicos (emgeral xidos e sais), obtidos pelacombinao qumica (atravs dequeimas adequadas) de um oumais elementos metlicos com umou mais elementos no-metlicos.So cermicos naturais os mine-rais (e minrios) com essa combi-nao, como argilas, feldspatos,quartzo, magnesita, cromita, gra-fita, talco e gipsita. J os cermicos

manufaturados so produtos no-metlicos obtidos por reao qu-mica a altas temperaturas, comorefratrios, tijolos, telhas, louadomstica e sanitria, vidros, ci-mento Portland, abrasivos sint-ticos e outros.

O processo de incinerao co-mea com um pr-tratamento doresduo bruto coletado, para a se-parao, por catao manual oumecnica, de componentes comvalor comercial (papel, vidros,plsticos, alumnio, metais e ou-tros). O material restante pode so-frer moagem, secagem, composta-gem e enfardamento, para otimi-zar a queima. O incinerador, dealimentao manual ou mecnica(com esteiras e dosadores adequa-dos), pode ser de cmaras mlti-plas (com grelhas mveis) ou ro-tativo, dependendo de sua capaci-dade.

Os fumos (ou gases de exaus-to) gerados na incinerao soresfriados em trocadores de calor(que permitem tambm reapro-veitar a energia trmica) e soneutralizados quimicamente emcolunas lavadoras (a gua arrastapartculas slidas presentes nosgases e forma lamas e suspenses,que depois recebem tratamentoadequado). O uso de outros lava-dores, filtros e precipitadores per-mite que os gases emitidos na

Figura 3.Formasde coletaseletiva maisempregadas

Figura 4.Vantagensda incineraode lixos

Porta-a-porta Os objetos reciclveis so colocados na calada, pelosmoradores, em recipientes distintos.

Voluntria Os objetos so depositados espontaneamente peloscidados em caixes de ao espalhados na cidade, nos chamadosLocais de Entrega Voluntria (LEV).

Postos de recebimento e troca Postos de recebimento de embalagens(por exemplo, no estacionamento de um supermercado) recebemobjetos reciclveis como doao para instituies de caridade ou ostrocam por alguma compensao estimulante.

Catao individual ou coletiva Crucial para a oferta de materiaisreciclveis e uma fonte de renda alternativa para a mo-de-obrainformal, em especial diante da atual crise de desemprego.A Prefeitura do Rio de Janeiro e a empresa de limpeza urbana da cidade(Comlurb) apiam h anos a organizao de cooperativas de catadores.

Reduo drstica de peso e volume de material a descartarO volume do material original pode ser reduzido em 90% e o pesoem 80%, e as cinzas geradas so em geral inertes, o que diminuia crescente necessidade de reas de aterros sanitrios.

Reduo do impacto ambientalMinimiza a preocupao com a monitorao do lenol fretico,j que os resduos txicos podem ser destrudos, em vez de estocados.

DestoxificaoDestri bactrias, vrus e compostos orgnicos txicos (por exemplo,o leo ascarel, usado como agente refrigerador em transformadoresde energia eltrica), e permite descontaminar solos que contenhamresduos txicos, para devolv-los ao lugar de origem.

Co-gerao de energia eltricaOs gases quentes da incinerao podem ser usados na geraode vapor dgua para hospitais, hotis, restaurantes, indstrias,quartis e outros estabelecimentos.

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incinerao de lixos obedeam sexigncias da legislao ambien-tal. Tais mtodos so adotadosintensivamente em indstriastermoqumicas, como siderr-gicas, refinarias de petrleo, f-bricas de cimento e cermica eoutras, que obedecem h dcadass normas de qualidade ambien-tal, e podem ser adaptados paraincineradores.

Incinerao de lixosIncinerao de lixosIncinerao de lixosIncinerao de lixosIncinerao de lixosaeraeraeraeraeroporoporoporoporoporturioturioturioturioturioe urbanoe urbanoe urbanoe urbanoe urbanoComo as rotas dos vos interna-cionais incluem pases com nor-mas sanitrias diferentes, osavies so potenciais dissemina-dores de doenas, principalmenteatravs das pessoas a bordo e dosdejetos recolhidos. Por isso, essesdejetos recebem tratamento dife-rente do de outros tipos de lixo,devendo ser incinerados. A Em-presa Brasileira de Infra-estru-tura Aeroporturia (Infraero), queadministra os aeroportos no Bra-sil, cumpre os procedimentos tc-nicos obrigatrios para a queimados resduos de vos internacio-nais previstos na ConvenoInternacional de Aviao Civil.

O lixo aeroporturio (dosavies e da administrao) in-cinerado diariamente a 1.000Cnominais, pelo tempo mnimo de60 minutos em incinerador decmara fixa, ou 30 minutos emincinerador de forno rotativo eas cinzas so remetidas para oaterro sanitrio conveniente.Apesar do perigo potencial do lixode aeroportos, portos e estabele-cimentos de sade, uma resoluo(n 006, de setembro de 1991) do

Conselho Nacional do Meio Am-biente (Conama) diz que a incine-rao desses resduos no obriga-tria, ressalvando apenas os casosprevistos em lei e acordos interna-cionais. Talvez fosse melhor, parao pas, reconsiderar tal determi-nao, em favor da incineraodesses resduos e, tambm, doslixos urbanos.

AplicaesAplicaesAplicaesAplicaesAplicaescermicascermicascermicascermicascermicasdas cinzas de lixodas cinzas de lixodas cinzas de lixodas cinzas de lixodas cinzas de lixoAs pesquisas com cinzas de lixoaeroporturio desenvolvidas noLaboratrio de Compostos Cermi-cos, do Departamento de ProcessosInorgnicos da Escola de Qumicada Universidade Federal do Rio deJaneiro (UFRJ), permitiram obtermatrias-primas de uso potencialna indstria cermica. A partir darequeima de amostras beneficia-das de cinzas desse tipo de lixo,coletadas no Aeroporto Internacio-nal do Rio de Janeiro, foram produ-zidos ps e snteres (materiaisaglutinados e porosos) com pers-pectivas de amplo emprego indus-trial (figura 5).

Os ps, obtidos aps incinera-o, moagem e peneirao, podemser utilizados como fleres (nadiluio de pigmentos, por exem-plo), aditivos em diversos mate-riais ou agregados finos e grados

para argamassas e microconcretos.As pastilhas cermicas frgil edura (figura 6), obtidas da requei-ma das cinzas a 1.100oC, podemser consideradas, respectivamen-te, semimanufaturados e confor-mados. O primeiro tipo pode serusado em elementos de filtrao,substitutos de tijolos solo-cimento,argamassas e artefatos diversos. Osegundo tipo possibilita a fabri-cao de telhas, tijolos estruturais,manilhas, pisos, azulejos, agre-gados artificiais, peas domsticase outros produtos. As amostras ob-tidas representam o primeiro es-tgio de desenvolvimento em labo-ratrio e sero caracterizadas tec-nologicamente quanto s proprie-dades de textura, cristaloqumicase fsico-mecnicas e quanto toxidez.

Os resultados alcanados, como uso dos fornos eltricos e dopeneirador do Laboratrio deCompostos Cermicos, adquiri-dos com recursos do ConselhoNacional de DesenvolvimentoCientfico e Tecnolgico (CNPq)e da Fundao Universitria JosBonifcio (FUJB), indicam apossibilidade de aproveitamentotecnolgico dos ps e snteres emvrias aplicaes cermicas (subs-tituindo ou complementando asargilas) e como agregados paraconstruo civil.

Luiz Carlos de AbreuNascimento,Nefitaly Batistade Almeida Filho eAbraham ZakonEscola de Qumica,Universidade Federaldo Rio de Janeiro

Figura 5.Cinzascoletadasno AeroportoInternacionaldo Riode Janeiro,produzidaspelaincineraodo lixo a 900C(A e B), e grosmodose peneirados,requeimadosa 1.100Cdurante umminuto (C)

Figura 6.Pastilhassinterizadasfrgil (A)e dura (B)obtidaspela requeimade grosde cinzasa 1.100Cdurante,respectivamente,30 e 60 minutos

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