Governo do Estado de So PauloGeraldo Alckmin Governador

Secretaria de Estado do Meio AmbienteJos Goldemberg Secretrio

CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento AmbientalDrusio Barreto Diretor Presidente

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Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

(CETESB Biblioteca, SP, Brasil)

CDD (18.ed.) 614.781 6CDU (ed. 99 port.) 614.7.001.63 : 621.357 6 (815.6Limeira)

P118c Pacheco, Carlos Eduardo Medeiros 4.ed. Compilao de tcnicas de preveno poluio para a indstria

de galvanoplastia: projeto piloto de preveno poluio em indstrias de bijuterias no municpio de Limeira / Carlos Eduardo Medeiros Pacheco

[et al.] . - - 4.ed. - - So Paulo : CETESB, 2002. 37 p. : il. ; 21 cm. - - (Manuais ambientais)

ISSN

1. Bijuterias indstrias - poluio 2. Eletrodeposio 3. Galvanoplastia 4. Limeira Est. So Paulo 5. Poluio controle 6.

Poluio preveno projetos I. Quaresma, Marie Yamamoto do Vale II. Rocha, Maria Jos Muniz. III. Simoni, Vitor Antonio. IV. Ttulo. V. Srie.

Tiragem: 500 exemplares Junho de 2002

SUMRIOAPRESENTAO................................................................................................05

1. TCNICAS DE PREVENO POLUIO ................................................................. 06

1.1 PLANEJAMENTO DE INSTALAE ........................................................................ 06

1.1.1 RECINTO DE TRABALHO ............................................................................... 06

1.1.2 PROTEO DE EQUIPAMENTOS CONTRA A CORROSO. ........................................ 10

1.1.3 LAYOUT..................................................................................................... 11

1.2 PRTICAS OPERACIONAIS ................................................................................ 12

1.2.1 REDUO DO ARRASTE ................................................................................ 12

1.2.2 REDUO DO CONSUMO DE GUA ................................................................. 17

1.2.3 PURIFICAO E RECICLAGEM DE INSUMOS ....................................................... 29

1.3 SUBSTITUIO DE MATRIAS-PRIMAS ................................................................. 35

1.3.1 SUBSTITUIO DO CIDO NTRICO NA LIMPEZA DO LATO .................................... 35

1.3.2 SUBSTITUIO DO CIANETO NOS DESENGRAXANTES PARA NO-FERROSOS ............. 36

1.3.3 SUBSTITUIO DO CIANETO NOS BANHOS DE COBRE ........................................ 36

1.3.4 SUBSTITUIO DOS BANHOS STRIKE DE NQUEL CIDOS ............................... 37

1.3.5SUBSTITUIO DE CIANETOS NA DOURAO E FOLHEAO ................................... 37

1.3.6 SUBSTITUIO DO CROMO NO VERNIZ DE ACABAMENTO .................................... 39

1.3.7 TCNICAS PARA REDUZIR A GERAO DE LODO ................................................ 39

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................... 41

APRESENTAO

A implementao de Leis e Normas Ambientais cada vez mais restritivas e acriao de mercados cada vez mais competitivos vem exigindo que as empresassejam mais eficientes, do ponto de vista produtivo e ambiental, ou seja, o aumento daproduo industrial dever estar aliado a uma reduo de gastos com insumos emenor gerao de poluentes.

A CETESB, que tem por tradio se manter atualizada com as tendnciasmundiais, visando uma atuao mais eficiente e inovadora na proteo do Meio Ambi-ente, vem concentrando seus esforos na institucionalizao de aes de Preveno Poluio.

A comunho desses interesses propiciou uma parceria entre a CETESB e asindstrias do Setor de Bijuterias do Municpio de Limeira para o desenvolvimento deum Projeto Piloto de Preveno Poluio.

Como uma das ferramentas para o desenvolvimento deste trabalho, foi elabora-da a presente Compilao de Tcnicas de Preveno Poluio para a Indstria deGalvanoplastia com o objetivo de auxiliar os empresrios na escolha das melhoresalternativas de prticas e tcnicas de preveno poluio ou reduo na fonte. Taisalternativas visam a melhoria das condies ambientais por meio do aumento naeficincia de produo, reduo ou eliminao dos resduos gerados e a reduo doscustos envolvidos na sua disposio final.

1.TCNICAS DE PREVENO POLUIOA preveno poluio ou reduo na fonte refere-se a qualquer prtica,

processo, tcnica e/ou tecnologia que visem a reduo e/ou eliminao em volume,concentrao e/ou toxicidade dos resduos na fonte geradora. Inclui modificaesnos equipamentos, nos processos ou procedimentos, reformulao ou replanejamentode produtos, substituio de matria-prima e melhorias nos gerenciamentos adminis-trativos e tcnicos da entidade/empresa, resultando no aumento de eficincia no usoda matria-prima, energia, gua e outros recursos naturais.

As tcnicas de Preveno Poluio aplicveis Indstria de Galvanoplastiaapresentadas neste documento foram elaborados, a partir de levantamentos bibliogr-ficos realizados no Brasil e no exterior, com recomendaes referentes aoplanejamento de novas instalaes e tcnicas operacionais para melhoria do proces-so galvnico, alm de medidas para reduzir a gerao de lodo nas Estaes de Trata-mento de Efluentes das empresas.

1.1 Planejamento de InstalaesO planejamento de instalaes engloba a rea ou recinto de trabalho onde

ser desenvolvido o processo produtivo, envolvendo um estudo detalhado dos aspec-tos relacionados a dimenso da rea , ventilao, iluminao, coleta de efluentes,instalaes eltricas e piso, bem como a proteo e a disposio fsica dos equipa-mentos.

1.1.1 Recinto de Trabalho

Dimenses do recintoO prdio destinado ao desenvolvimento de processos galvnicos dever estar em

acordo com o cdigo de obras do municpio onde ser edificado, que via de regraespecifica as dimenses mnimas das construes em funo do uso. Com relaoao p direito, alturas maiores propiciam maior volume de ar dentro do recinto detrabalho, permitindo a diluio dos gases gerados no processo e maior confortotrmico, assegurando assim a sade do trabalhador.

IluminaoA iluminao dever ser adequada e bem planejada de modo a oferecer conforto

visual e segurana aos trabalhadores. A utilizao da iluminao natural, quandopossvel, trar economia de energia. Caso seja necessrio o uso de iluminao artifi-cial complementar, esta dever ser feita preferencialmente por lmpadas eltricas queapresentem uma relao favorvel entre a energia consumida e a iluminao fornecida,levando-se tambm em considerao a questo dos custos econmicos e ambientaisda utilizao de tais lmpadas. A pintura das paredes com cores claras e mais refletivaspropiciam um melhor aproveitamento da iluminao utilizada, tornando-a mais eficiente.

Sistema de coleta de efluentesAteno especial deve ser dada ao sistema de coleta de efluentes industriais,

prevendo-se a separao dos efluentes cidos dos alcalinos em linhas exclusivas.Com relao ao material das linhas de coleta, deve-se adotar aqueles resistentes aosprodutos qumicos utilizados nos banhos, evitando dessa maneira a sua corroso oudeformao, bem como possveis vazamentos.

Instalaes eltricasA instalao eltrica do prdio dever contar com vrios comandos individuais,

estrategicamente posicionados no recinto de trabalho, ligados a um quadro de co-mando geral. Todos estes comandos devero apresentar fcil acesso aos trabalhado-res e espao suficiente para sua manuteno. A utilizao de barramentos eltricosde cobre ao longo da linha de produo permitir flexibilidade nas mudanas de layout,colocao de novos equipamentos e facilidade de manuteno. Todo o sistema eltricoda empresa dever contar com um programa de manuteno preventiva especfico.

PisosO atendimento s boas tcnicas de construo civil e gerenciamento industrial,

resultam em pisos bem construdos e com manuteno preventiva especfica e requeridapara a indstria de galvanoplastia.

No entanto, na maioria destas indstrias, verifica-se pisos mal projetados econstrudos, com trincas, fissuras e falta de manuteno. Como agravante desta situ-ao, tem-se o fato de que estes pisos ficam sempre molhados devido a respingosdas solues dos banhos, ocorridos durante o transporte de peas de um banho aoutro e tambm por eventuais vazamentos em vlvulas, gaxetas e tubulaes.

Via de regra, as indstrias promovem a limpeza peridica do piso da fbrica sen-do, ento, os lquidos e a sujeira l acumulados encaminhados para a estao detratamento de efluentes da empresa ou para outro local de descarte, no caso de nose dispor de estao de tratamento.

Estas remoes peridicas, porm, no impedem que as solues dos banhos,com o tempo, ataquem o material do piso provocando a sua deteriorao. Pisos malconstrudos, mal conservados e deteriorados que apresentam fissuras ou trincas,propiciam a infiltrao dos lquidos nele acumulados para o solo, provocando a conta-minao deste meio e das guas subterrneas, alm de poder atacar as fundaesdo prdio e as instalaes subterrneas (gua, esgoto, etc).

Erroneamente, pouca ateno dada ao projeto, execuo e proteo dos pisosem unidades de galvanoplastia, resultando em gastos extras e at mesmo em even-tuais interrupes no processo para a sua correo.

Assim sendo, no caso de projetos para novas instalaes ou rearranjo das atuais,devero ser considerados os seguintes tpicos na execuo do piso:

- os produtos qumicos usados nos banhos,- tipo de trfego submetido,- resistncia trmica esperada,- resistncia mecnica esperada,- impermeabilidade,- susceptibilidade dos materiais de construo ao ataque qumico,- anlise custo-benefcio.

No projeto de novos pisos dever ser ainda prevista a execuo de um contra-piso em concreto homogneo e, em casos especiais, utilizar concreto de alta resis-tncia. Este contra-piso dever ser capaz de resistir aos esforos mecnicos semdeformao permanente ou fissuras. Nas reas sujeitas a vibraes advindas de equi-pamentos, o contra-piso dever ser executado isoladamente da estrutura do prdio(alicerces e colunas), atravs de execuo de juntas de construo, que por sua vezdevero estar em conformidade com as boas tcnicas de construo.

Finalmente, a superfcie do contra-piso acabado dever ser revestida commaterial resistente s condies de trabalho existentes na indstria de galvanoplastia,atendendo sempre s especificaes do fornecedor. Como exemplos pode-se citar orevestimento cermico e com resinas, descritos a seguir:

pisos cermicos resistentes corroso que, embora caros, so os revestimentosmais antigos e ainda confiveis. A sua execuo dever ser precedida da limpeza dasuperfcie mencionada anteriormente e, em seguida, dever ser feita aimpermeabilizao na qual ser assentado o piso cermico. Nas reas onde houverjuntas de concretagem ou esforos mecnicos concentrados, ser necessria a apli-cao de manta especfica, que dever atender s recomendaes do fabricante,tanto na impermeabilizao das reas contnuas como tambm naquelas onde hou-ver juntas. revestimentos com resinas monolticas (produtos a base de epxi, poliuretano oupolister) que possuem alta capacidade de resistncia corroso. Ultimamente, es-tes revestimentos esto tendo bastante aceitao por parte das indstrias. A suaaplicao simples e poder ser efetuada com desempenadeira ou revlver, sendoque o seu custo de aplicao menor do que o de assentamento do piso cermico.

A Figura 1 apresenta detalhes construtivos dos pisos mencionados.

No caso de pisos existentes a serem reparados, todo o revestimento deverser removido, deixando a sua superfcie limpa e livre de qualquer material solto e todarea danificada ou irregular dever ser refeita e acabada, respeitando-se o nivelamentoe declividade.

O piso de uma galvnica deve ser provido de drenos e canaletes para o esco-amento dos efluentes lquidos oriundos do processo industrial. Ele deve ainda serprojetado com uma inclinao que facilite o direcionamento dos efluentes para osdrenos e canaletes que os conduziro para a estao de tratamento. A Figura 2apresenta um esquema ilustrativo para dreno, canalete e caixa de passagem.

Figura 1: Tipos de piso utilizados em galvanoplastias (em corte) [3]

A implantao de bacias de conteno deve ser considerada nas indstriasdeste setor, face ao custo e ao potencial de contaminao dos produtos qumicosenvolvidos no processo. A finalidade dessas bacias confinar a soluo dos banhosem caso de vazamento ou rompimento dos tanques.

A construo dessas bacias dever ser feita concomitantemente com a cons-truo do piso de modo a evitar as juntas de construo. Nos casos em que as juntasno puderem ser evitadas, deve-se proceder a um tratamento da superfcie, com oobjetivo de garantir a sua estanqueidade.

Figura 2: Dreno, Canalete e Caixa de Passagem (em corte)

Revestimento das paredesAs paredes do prdio devero ter proteo anti-corrosiva pelo menos at a altura

dos banhos, o que vai minimizar o ataque pelos produtos qumicos presentes nosbanhos, alm de facilitar a sua limpeza.

VentilaoO sistema de ventilao no ambiente de trabalho dever, sempre que possvel, ser

natural pois, alm de promover a adequada renovao do ar dentro da instalao, evitagastos adicionais de energia eltrica com sistemas de ventilao forada. No entan-to, caso se faa necessria a instalao de sistema de ventilao e exausto naempresa, ele dever ser adequadamente dimensionado, de modo a garantir a renova-o de todo o volume de ar contido no recinto. A vazo de exausto dever ser calcu-lada a partir do porte da empresa e da quantidade de gases gerados nas linhas deproduo.

A renovao de ar no ambiente de trabalho em uma indstria de galvanoplastia necessria, uma vez que o uso de eletrlitos a quente nos banhos provocam a ema-nao de vapores txicos, alm do aumento da umidade relativa do ar e da tempera-tura do local. Alguns banhos quente emitem gases (por exemplo, nitrosos e clordri-cos) que podem provocar danos sade dos trabalhadores.

Os gases de exausto, dependendo da sua contaminao, devero sofrer trata-mento adequado antes de serem lanados para a atmosfera.

1.1.2 Proteo de Equipamentos contra a Corroso

A proteo de equipamentos contra a corroso garante uma operao ade-quada e previne perdas acidentais de materiais durante o processo produtivo. Tam-bm permite a melhoria do aspecto esttico, causando boa impresso aos fornecedo-res, compradores, fiscais e ao pblico em geral, alm de evitar gastos extras comreparos, facilitar a manuteno e, principalmente, evitar danos ambientais provocadospor derramamentos.

Alm da proteo contra corroso dos equipamentos e das estruturas encon-tradas na unidade de galvanoplastia, a empresa dever contar com procedimentos derotina para manuteno e verificao de vazamentos e de rachaduras nos tanques etubulaes. Dois dos pontos que merecem proteo numa indstria de galvanoplastiaso descritos a seguir.

TanquesOs materiais de construo dos tanques devero atender especialmente aos re-

quisitos de resistncia aos choques trmicos, mecnicos e ruptura, nas condiesde operao dos processos galvnicos, ou seja, temperatura, presso e produtosagressivos utilizados nos processos galvnicos.

A resistncia corroso dos tanques poder ser obtida com o uso de materiais

alternativos, tais como: plsticos (polietileno e polipropileno), fibra de vidro reforadacom plstico e ao inoxidvel.

No caso do uso de tanques para os banhos galvnicos ou para o armazenamentode matrias-primas, suas armaes de sustentao, estruturas, conexes e as tubu-laes metlicas utilizadas na unidade de galvanoplastia, devero ser protegidos tam-bm contra a corroso.

A aplicao de resina monoltica, semelhante quela usada em pisos, utilizandopincel ou spray, tem dado bons resultados a um custo reduzido em relao aossistemas de pintura com tinta epxi e polivinlica. As resinas tambm apresentammelhores caractersticas que as tintas, com relao a resistncia a choque, a calor,coeficiente de expanso e durabilidade.

Resistncias eltricasAs resistncias eltricas utilizadas no aquecimento dos banhos devero ser de

boa qualidade, feitas com materiais resistentes a ataques cidos e alcalinos, evitan-do dessa forma acidentes como descargas eltricas e curto-circuitos.

1.1.3 Layout

O layout ou distribuio fsica dos equipamentos, banhos e tanques de lava-gem no recinto de trabalho, uma das prticas operacionais a ser considerada nodesenvolvimento de um programa de Preveno Poluio (P2).

Observa-se, freqentemente, na disposio fsica dos equipamentos nasempresas do setor galvnico, uma preocupao acentuada com a seqncia de ope-raes do seu fluxograma de produo, em detrimento das questes operacionaisque envolvem a passagem das peas de uma etapa para outra no processo.

Em outras palavras, a distncia entre os equipamentos, a no otimizao dosistema no que concerne seqncia operacional, a distribuio dos equipamentosno recinto de trabalho, dentre outros fatores, provocam respingos no piso da fbrica,devido ao carreamento dos lquidos pelas peas durante sua passagem de um est-gio para outro.

A Figura 3 mostra dois exemplos de layout de banhos galvnicos, sendo queno primeiro tipo (a) os respingos so evitados e o segundo (b) apresenta grandesdistncias, alm de dificultar o desenvolvimento das operaes.

Desta forma, verifica-se que tanto o planejamento de novas instalaes quan-to a reavaliao do layout, no caso de empresas j implantadas, so de grande impor-tncia para o desenvolvimento de um programa de P2.

Salienta-se, ainda que, o layout de uma empresa deve observar uma divisoadequada de espao, possibilitando uma viso geral do sistema e o escoamento livreda produo.

Figura 3: Layout dos banhos galvnicos ( a- adequado, b inadequado)

1.2 Prticas OperacionaisAs prticas operacionais abrangem as tcnicas de P2 diretamente relaciona-

das com o processo produtivo das galvanoplastias. Tais tcnicas visam basicamenteminimizar o arraste de lquidos dos banhos, melhorar a eficincia das lavagens ereduzir o consumo de gua, alm de promover a reciclagem dos insumos utilizados,substituio de matrias-primas e a reduo da gerao de lodo.

Estas prticas podem ser adotadas tanto em instalaes existentes, quantoem novas. No caso de novas instalaes, o planejamento dever contemplar o pro-cesso industrial a ser utilizado, bem como as prticas operacionais e matrias-pri-mas a serem selecionadas.

1.2.1 Reduo do Arraste

A perda por arraste ou drag-out pode ser definida como sendo a parte dasoluo de um banho de revestimento que arrastada com a pea quando retirada.

Neste processo, ocorrem respingos de parte da soluo arrastada para opiso, pela movimentao das gancheiras, at que um outro estgio da produo sejaalcanado. A Figura 4 ilustra esta situao.

Figura 4: Arraste de solues

O arraste o principal responsvel pela poluio potencial e perda de materi-al nas galvanoplastias. Numerosas tcnicas tm sido desenvolvidas para se monitorare controlar o arraste. A eficcia de cada mtodo varia em funo do processo, coope-rao do operador, modelo da gancheira ou tambor, tempo necessrio para a transfe-rncia de uma etapa para a outra e da configurao das peas a serem revestidas.Outros fatores que afetam o arraste so: temperatura, velocidade de retirada daspeas, tempo de drenagem, viscosidade e posio das peas na gancheira, dentreoutros. A seguir so apresentadas as principais tcnicas utilizadas para reduo doarraste das solues.

1.2.1.1 Agentes Tensoativos

Define-se agentes tensoativos como sendo as substncias que tem capaci-dade de diminuir a tenso superficial de lquidos. A tenso superficial existe devido fora de atrao entre as molculas do lquido, fazendo, por exemplo, com que aspequenas gotas dgua assumam a forma esfrica.

A tenso superficial tambm responsvel pela adeso das gotas de lquidosnas peas retiradas dos banhos e, portanto, do drag-out. As peas retiradas de umasoluo aquosa contendo tensoativo, no apresentam a formao de gotculas aderidasna superfcie e o lquido arrastado espalha-se como um filme contnuo, escorrendosobre as peas.

A adio de tensoativo tem a vantagem de reduzir o tempo de drenagemrequerido para as partes gancheadas, minimizar a quantidade de lquido aderida pea e propiciar uma melhor cobertura das peas no processo de eletrodeposio.

Existem vrias substncias com ao tensoativa, em geral, empregam-sesabes e detergentes. A escolha e o uso de determinado tensoativo nos banhos deveser analisada em conjunto com o fornecedor, que poder fornecer as caractersticasdo produto ou indicar aquele que melhor se adapte ao processo de eletrodeposio.

Os banhos de revestimento tais como: nquel e cianeto de cobre, em geral,usam agentes tensoativos. Em alguns banhos, o uso de agentes tensoativos permite areduo do arraste em at 50%, promovendo o aumento da vida til do banho, a reduoda contaminao e da quantidade de gua necessria para lavagem das peas.

1.2.1.2 Blow-Off ou Sistema de Sopramento de Ar

Esta tcnica consiste no emprego de jato de ar para remover a soluo dobanho aderida s peas. Pelas prprias caractersticas do processo, o blow-off mais indicado para processos galvnicos contnuos de fitas ou chapas, alguns pro-cessos de tubos ou perfis e peas com formato especfico, em gancheiras, permitin-do uma reduo considervel do arraste.

A remoo do lquido aderido no ser to eficiente nos casos em que aspeas apresentem reentrncias ou obstculos entrada do sopro de ar. A Figura 5apresenta um esquema em corte do sistema de sopramento de ar.

Figura 5: Sistema de sopramento de ar

1.2.1.3 Placas Defletoras

A tcnica de placas defletoras consiste na instalao de anteparos, no espaoentre um banho e outro. Tais placas so inclinadas, de forma a coletar as gotas quecaem das gancheiras ou cestos de peas e permitir que escorram para o tanque deorigem evitando perdas para o piso e aumentando a vida til dos banhos. Cada gotaque retorna ao banho de origem representa uma parcela a menos de contaminante aser tratado e portanto uma parcela a menos de lodo a ser gerado.

Em instalaes j em funcionamento, a colocao dessas placas ser reco-mendada desde que no interfira no trnsito do pessoal, o que ir depender do layoutdo processo. No entanto, se os banhos forem prximos entre si, a colocao dasplacas dever ser considerada.

O material de construo das placas defletoras ser o plstico ou outro ma-terial resistente aos cidos e lcalis. Na Figura 6 pode-se apreciar um esquema, emcorte, de banhos com placas defletoras entre eles.

Figura 6: Uso de placas defletoras [10]

1.2.1.4 Posio das Peas

A posio das peas na gancheira deve ser sempre estudada de forma areduzir o arraste de soluo carreadas na passagem de um tanque para o outro.Peas com formato de tubos e perfs longos, devem ficar em posio inclinada, parafacilitar o escorrimento do lquido aderido s peas antes de passarem para o tanqueseguinte.

A Tabela 1 apresenta, a ttulo de ilustrao, os valores de drenagem verifica-dos para algumas situaes.

1.2.1.5 Tempo de DrenagemAs retiradas muito rpidas causam a perda de um grande volume de soluo

por arraste.Com uma baixa velocidade de retirada das peas de dentro dos banhos e

tempos de drenagem mais longos, o arraste de solues pelas peas pode ser redu-zido em at 50%.

No caso de banhos que operam a altas temperaturas, retiradas mais lentasso necessrias para prevenir a perda da soluo por evaporao, que neste casoaumenta o arraste.

A Figura 7 mostra o volume de drag-out em funo do tempo, para peas deformas horizontais, inclinadas e verticais.

PERDAS POR ARRASTE

Posio das peas Arraste (L/m)

Verticais:

- Boa drenagem

- Drenagem pobre

- Drenagem muito pobre

Horizontais:

- Boa drenagem

- Drenagem muito pobre

Formas de taa:

- Boa drenagem

- Drenagem muito pobre

1,62

8,14

16,29

3,25

40,70

3,25

97,7

Figura 7: Velocidade de drenagem em funo das formas das peas [8]

Tabela 1 Valores de drenagem para alguns tipos de peas

Observa-se pela Figura 7 que, para uma retirada quase instantnea (instante bemprximo de zero segundos da retirada), os volumes de drag-out sero 150, 129 e 97L/m para peas horizontais, inclinadas e verticais, respectivamente.

Aps 3 segundos de drenagem, o drag-out reduz-se a 118, 97 e 64 L/m, ouseja 21, 25 e 50% de reduo para as peas horizontais, inclinadas e verticais, res-pectivamente. Com 15 segundos de drenagem, tem-se uma reduo aproximada nodrag-out de 47, 55 e 60% (78,6; 59,2 e 37,7 L/m) para as superfcies de peashorizontais, inclinadas e verticais, respectivamente.

Aps um tempo relativamente longo (1 minuto por exemplo), observa-se naFigura 7 que o drag-out torna-se constante, ou seja, existe um volume de equilbriocorrespondente ao lquido firmemente retido pelas peas. Comparando-se a reduono drag-out para 15 segundos de drenagem, com este drag-out de equilbrio (para1 minuto, 48,4; 32,3 e 19,4 L/m, aproximadamente, nos trs casos) obtm-se redu-es de 70, 72 e 76% (para as superfcies horizontais, inclinadas e verticais, respec-tivamente), ou seja, no haver um ganho aprecivel nos prximos 45 segundos dedrenagem, ou melhor, em 25% do tempo ter-se- o escorrimento de 75% do volumede lquido total, aproximadamente.

Portanto, a drenagem para todos os formatos de peas estar quase comple-ta aps 15 segundos da retirada de dentro do banho, indicando que este ser umtempo timo de drenagem para a maioria das peas.

Um dos melhores meios de se controlar a perda por arraste de gancheiras outambores em linhas manuais atravs da instalao de barras sobre o tanque, ondeas peas podem ser penduradas por um breve perodo, garantindo um adequadotempo de drenagem. Uma leve agitao das peas tambm ajuda a retirar a soluoaderida.

A aplicao combinada de agentes tensoativos e tempos mais longos de drenagempode reduzir significativamente a quantidade de arraste para muitos processos delimpeza e revestimento. Por exemplo, utilizando-se esta tcnicas, um arraste tpicode soluo de nquel pode ser reduzido de 1 L/h para 0,25 L/h.

Nos sistemas de tambor, o mesmo dever ser vibrado durante o tempo emque estiver drenando sobre o banho, para reduzir o volume de soluo de arraste.

1.2.2 Reduo do Consumo de guaA reduo do volume de gua de lavagem se traduz em economia de trata-

mento de efluentes e matria-prima, refletindo em ganhos ambientais. possvelatender aos requisitos do processo e ao mesmo tempo obter uma reduo expressivanos volumes das guas de lavagem.

O propsito das lavagens, nos tratamentos de galvanoplastia, reduzir, em nveisaceitveis, as substncias arrastadas do banho anterior, de forma que no interfiram,ou seja, no contaminem o processo seguinte. Na maioria dos tratamentos qumicos,uma diluio da soluo arrastada de 1:500 a 1:1000 na gua de lavagem apresenta-se como adequada.

Muitos estudos tm sido realizados e resultaram em recomendaes paranveis de contaminao. Na Tabela 2 so mostrados os nveis extremos e intermedi-rios, variando de 1 a 7500 ppm.

Uma concentrao de gua de lavagem bastante comum, para lavagens aps adecapagem ou estgios de limpeza seguidos de eletrodeposio ou aplicao decamadas de converso de 750 ppm [9]. Nveis de contaminao menores, taiscomo 375, 38 e 15 ppm, so obtidos com a introduo do estgio de lavagem seguin-te. Contaminantes restritivos, tais como cianeto e cromo solvel, so mantidos a 1ppm ou menos.

As tcnicas de lavagem mais comumente utilizadas na galvanoplastia podemser relacionadas de acordo com os tipos de circulao da gua de lavagem, equipa-mentos e processos utilizados:

Lavagem por imerso descontnua (com ou sem tanque de recuperao) contnua ou em cascata contnua com condutivmetro economizador contnua com chave de fim de curso Lavagem por jato dgua

Tabela 2: Nveis de Contaminao na Seqncia do Processo [9]

chuveiro com acionamento manual chuveiro com acionamento por pedal economizador chuveiro com acionamento automtico lavagem com spray Lavagem com turbilhonamento Lavagem quente Lavagem qumica e eletroqumica Tcnica do Skip

Como uma das tcnicas de reduo do consumo de gua tambm citado oorifcio limitante. A escolha entre as alternativas depender das necessidades decada empresa, de forma a obter o mximo de economia, eficincia no processo eganho ambiental.

1.2.2.1 Lavagem por Imerso

A lavagem por imerso, tambm conhecida como tanque de recuperao,consiste em simplesmente mergulhar as peas da gancheira ou tambor no tanquecontendo gua, de forma a transferir os contaminantes arrastados do banho anteriorpara a gua de lavagem.

As lavagens em tanques podem ser classificadas em contnuas edescontnuas. Na lavagem descontnua no h entrada ou sada de gua. Na lavagemcontnua, mais conhecida como em cascata, onde tem-se mais de um tanque comcirculao de gua entre eles.

A lavagem por imerso descontnua pode ser realizada com um ou maistanques em srie ou ento num tanque com duas ou mais divises.

Lavagem descontnua com um tanque de recuperao

Esta lavagem utilizada para remover a maior parte da soluo arrastadapelas peas, sendo a gua de lavagem usada periodicamente para repor as perdaspor evaporao e arraste dos banhos.

Em muitos casos, o uso desta tcnica de recuperao reduz em at 90% oarraste de banhos para o efluente e aumenta consideravelmente a vida til dos ba-nhos, com evidente economia pela maior freqncia de sua reposio.

Caso haja um tanque de lavagem subseqente ao tanque de recuperao, alimpeza obtida ou a contaminao desta lavagem ser bem menor do que o arraste dobanho de processo para o tanque de recuperao.

Aps cada lavagem de peas neste tanque, a concentrao de contaminantesir aumentando at o ponto em que esta torna-se praticamente igual quela do banhoanterior e a eficincia de lavagem ser praticamente nula. Esse inconveniente evita-

do com a renovao peridica do tanque de recuperao com gua limpa. Esta peri-odicidade ser determinada pelo volume do tanque de recuperao, calculado combase no volume de soluo arrastada pelas peas, contaminao mxima permitidano processo seguinte e volume de produo.

Lavagem descontnua com dois tanques ou mais

Neste sistema pode-se utilizar dois tanques em srie ou um tanque com umaou mais divises, de forma a obter uma melhor limpeza das peas. A gua provenien-te destas lavagens, aps atingir certa concentrao de sais, poder ter como destinoo tratamento de efluentes da empresa ou, ento, servir como novos tanques de recu-perao principalmente no caso dos banhos de dourao. Neste caso, o nmero detanques de recuperao ser limitado pela relao custo/benefcio econmico eambiental com o custo da recuperao e a economia de matria-prima obtida.

1.2.2.2 Lavagem Contnua ou Lavagem em Cascata

Uma tcnica que hoje j est bastante difundida, embora nem sempre aplica-da, a de lavagem em cascata contra-corrente Figura 8. A tcnica funciona como nocaso da lavagem descontnua j vista, s que com gua entrando continuamente, emsentido contrrio ao das peas, denominado de contra-corrente. Com o uso destatcnica, obtm-se redues substanciais nas vazes de guas de lavagem. A eficin-cia deste sistema depende de um controle de vazo mais rigoroso.

Figura 8: Lavagem em cascata [10]

A vazo de gua de lavagem necessria (Q), a ser calculada, ser dada pelas seguin-tes frmulas[10]:Q = T . DO

onde: T = taxa de lavagemQ = vazo da gua de lavagem (L/h)DO = arraste de banho (L/h)

T = (CiI /Cn

n)1/N

onde: Ci = Concentrao inicial

Cn = Concentrao no tanque N (ltimo tanque)

N = nmero de tanques de lavagem

Tomando-se como exemplo uma linha de niquelao, pode-se calcular o con-sumo de gua necessrio em funo do nmero de tanques de lavagem em cascataadotado.

Considere, neste exemplo, um banho de nquel com 82.000 mg/L de nquel.Aps o banho, tem-se um tanque de recuperao, que se considera, de forma conser-vadora, com concentrao provvel de 8.200 mg/L de nquel.

A concentrao inicial (Ci) de 82.000 mg/L, sem tanque de recuperao e

de 8.200 mg/L com tanque de recuperao. Deseja-se na ltima lavagem, uma con-centrao (C

n) de no mximo 150 mg/L de nquel o que, por experincia, representa

uma excelente qualidade de lavagem.A quantidade de banho arrastado pelas peas de um banho para o seguinte,

denominado DO (Drag-Out), varia na maioria dos casos de 2 a 10 L/h. Neste exem-plo, considera-se DO= 10 L/h. Resumindo tem-se:

Sem tanque de recuperao:Ci = 82.000 mg/L Ni

Com tanque de recuperao:Ci = 8.200 mg/L Ni

DO = Arraste de Banho = 10 L/h

Substituindo os valores adotados nas frmulas, obtm-se a Tabela 3. evidente que quanto maior for o nmero de tanques de lavagem, em sistema cascataem contracorrente, menor ser a vazo de gua de lavagem necessria para obter amesma qualidade de lavagem, at o limite terico em que o valor de Q tender a seigualar ao valor de DO.

Note que, em todos os clculos, no apareceu o volume dos tanques, sendoapenas importante o valor de DO.

Ocorre que cada lavagem adicional representa um custo de investimento,Tabela 3: CLCULO DE Q (VAZO DE GUA DE LAVAGEM) COM E SEM TANQUE DE RECUPERAO

mo-de-obra e tempo de operao industrial. Para fins prticos, recomenda-se queaps banhos menos nobres, como desengraxe e decapagem, sejam adotadas lava-gens duplas.

Para banhos onde existe interesse em recuperar metais ou se queira repor asperdas por evaporao, recomendado o uso de lavagens triplas ou mesmo qudru-plas. Em banhos onde h muita evaporao, a sada do ltimo tanque de um sistemade lavagem qudrupla pode ser utilizada para lavar as peas na sada do banho, soba forma de spray, evitando-se qualquer descarte de guas de lavagem contendocromatos.

Eficincia do tanque contnuo sem trabalho (operando no vazio)Uma lavagem contnua eficiente quando a quantidade de produtos qumicos

introduzida no tanque igual a quantidade eliminada. Quando um tanque permanececom fluxo de renovao correndo livremente, sem trabalho, a eficincia decresce rapi-damente. Um exemplo pode ser visto na Figura 9, onde se pode observar no eixo dasordenadas a eficincia de lavagem.

Neste grfico verifica-se que se a eficincia de lavagem desejada for 100%,ela cair para 50% em aproximadamente sete minutos. Haver ento uma demandade gua duas vezes maior para remover a mesma quantidade de sais do que foiconseguido no incio. Aps 10 minutos, o fluxo total ser equivalente ao volume dotanque e a eficincia de lavagem ser de aproximadamente 37%. Isto porque a curvasegue uma equao exponencial, e, dentro dos limites do erro experimental, a con-centrao cair de acordo com a equao:C = C

i e -kt

Figura 9: Eficincia da lavagem [9]

onde: C =concentrao em qualquer instante;C

i=concentrao inicial;

k =constante de tempo (1/min)t = tempo (min)

Nesse caso, k a taxa de lavagem (50/500, ou 1/10). Para t = 10 min, C/Ci = 0,37 ou

37% da concentrao inicial.

Lavagem contnua com condutivmetro economizador

A instalao de um condutivmetro economizador, acoplado ao sistema de lava-gem, reduz de forma substancial o consumo de gua nos tanques de lavagem. Ocondutivmetro consiste de um sensor que colocado em posio estratgica notanque, mede a condutividade ou o grau de saturao da gua, enviando um sinal aogabinete eletrnico do condutivmetro, que por sua vez comandar a entrada autom-tica de gua atravs de uma vlvula solenide (Figura 10).

Um fator importante para o bom uso deste sistema uma boa homogeneizao dobanho para garantir a ausncia de reas com diferentes nveis de saturao.

Um determinado valor ajustado no aparelho de modo que reflita o maior graude saturao da gua de lavagem, ou seja, a partir desse grau, a lavagem das peasestar comprometida.

Uma vez ajustado, sempre que o aparelho acusar um valor superior a este,uma vlvula solenide ser acionada automaticamente, permitindo a entrada de gualimpa no processo. Com a entrada desta gua, o analisador desliga a vlvula, somen-te voltando a abri-la quando necessrio, evitando-se assim o desperdcio e garantindoa qualidade da lavagem das peas.

Figura 10: Uso de condutivmetro economizador [9]

Desta forma, somente haver consumo de gua quando esta for realmentenecessria. um sistema com boa relao custo/benefcio, com prazo estimado deretorno do investimento de poucos meses, dependendo do porte da empresa.

Lavagem contnua com chave de fim-de-curso

Consiste na instalao de uma vlvula solenide na linha de alimentao de gua,acionada por uma chave de fim-de-curso, de forma que, somente quando a gancheirafor colocada no tanque de lavagem, sua barra de sustentao acionar a chave de fim-de- curso que abrir a vlvula solenide, permitindo a entrada de gua no tanque.

A gancheira, ao subir, desligar a chave de fim-de-curso e assim, quando nohouver gancheira para ser lavada, no estar correndo gua de lavagem para o tan-que.

Determinao prtica dos valores de controle da lavagem contnua

Dentre os parmetros mais importantes para o controle das lavagens contnu-as pode-se citar: concentrao de contaminantes da gua de lavagem, volume dearraste (DO) e vazo de gua de lavagem. Existem trs maneiras para se determinara concentrao de contaminantes (C) na gua de lavagem: por meio de estimativa da composio nominal e conhecida para a montagem do

banho, usando-se a mesma para clculos da gua de lavagem; anlise por via mida ou por outro mtodo analtico desejado, permitindo a obten-

o de resultados mais precisos, ou, pelas medidas de condutividade da soluo, realizando-se uma srie de adies

da soluo em questo na gua de lavagem, medindo-se a condutividade apscada adio. Obtm-se com isso uma curva de calibrao ou a relao entre aconcentrao e a condutividade, que serviro de padro para analisar a gua delavagem.

Para se determinar o volume de soluo arrastada para o tanque de lavagem(DO), mede-se sua condutividade inicial, adiciona-se certa quantidade de soluo emede-se a condutividade final, estabelecendo-se o aumento de condutividade paraeste volume de calibragem.

Processando-se um nmero sucessivo de gancheiras ou tambores em umagua de lavagem no usada, mede-se a condutividade aps a remoo de cadagancheira e, por meio de um grfico, traa-se uma linha entre os pontos de leitura queexpressa o aumento de condutividade contra o nmero de gancheiras. Pela confronta-o do aumento de condutividade com o volume de calibragem, obtm-se os mililitrosarrastados por gancheira ou tambor.

O fluxo de gua (Q) obtido pela equao de equilbrio, sendo este funodos elementos citados anteriormente.

1.2.2.3 Lavagem por Jato Dgua

A lavagem por jato dgua, comumente conhecida como chuveirinho, con-siste em empregar jatos mltiplos de gua, com ou sem presso, sobre as peas deforma a remover a contaminao. Os jatos podem ser operados manual ou automati-camente, sob as mais diferentes formas e configuraes, sendo as mais utilizadascitadas a seguir. Estas tcnicas propiciam uma grande economia de gua na lavagemde peas.

Chuveiro de acionamento manual

O chuveiro de acionamento manual pode ser do tipo fixo ou removvel. O chuveirofixo consiste em bocais ou tubos que liberam os jatos dgua quando o operador abreuma vlvula, devendo ento movimentar as peas sob os jatos para lav-las, aps oque ele fecha a vlvula e interrompe o fluxo dgua. Esse sistema tem o inconvenientede desperdiar gua no caso do operador esqueer a vlvula aberta ou quando forgrande a distncia entre ele e a vlvula.

O chuveiro removvel consiste de uma mangueira flexvel acoplada a uma vlvula ea um chuveiro com bocais perfurados na extremidade, sendo que este conjunto podeser movimentado em todas as direes. A liberao do fluxo de gua faz-se quando ooperador pressiona o gatilho manual da vlvula. O operador segura as peas com umadas mos e, com a outra, aperta o gatilho liberando a gua na quantidade desejada,direcionando-a onde achar conveniente. Quando bem operado, este sistema permitegrande economia de gua.

Chuveiro com acionamento por pedal economizador

Neste sistema, dois chuveiros com o formato de tubo perfurado so normalmentefixos dentro de um tanque. O fluxo de gua controlado por um registro localizado nopiso, acionado pelo p do operador. Neste caso, o operador tem as duas mos livres,podendo segurar dois conjuntos de peas ao mesmo tempo. Sempre que o operadortirar o p do registro, interromper o fluxo de gua.

A desvantagem deste sistema a necessidade de manuteno peridica, pois omaterial pode quebrar com mais facilidade ou sofrer corroso.

Chuveiro com acionamento automtico

Este um sistema em que a gua acionada por meio de sensores, sem ainterveno do operador, liberando gua por tempo controlado. Um dos tipos de chu-veiros de acionamento automtico consiste de foto-clulas colocadas na parede dotanque de lavagem. Toda vez que o operador introduz peas no tanque, as foto-

clulas enviam um sinal ao sistema de controle que acionar uma vlvula solenideque abrir e permitir o fluxo de gua para os bocais ou chuveiros instalados sobreo tanque. Aps um tempo pr-determinado, o sistema interrompe o fluxo de gua, oque torna este sistema bastante econmico quanto ao consumo de gua.

Lavagem com Spray

A lavagem com spray feita pela aplicao de uma nvoa fina de gua que tema capacidade de aderir s peas, escorrendo e levando consigo o arraste do banhoanterior. A vantagem sobre o chuveiro o reduzido consumo de gua.

Em alguns casos possvel se fazer a lavagem de peas com um spray que acionado no instante em que as gancheiras so removidas do banho (Figura 11). uma prtica comum em instalaes automticas, onde o acionamento do spray feito por uma chave de fim-de-curso, cujo desligamento temporizado.

A lavagem em spray devolve a soluo para o tanque de origem, reduzindo seuarraste para as guas de lavagem. Em banhos com muita perda ou evaporao, otanque de recuperao pode ser substitudo por uma lavagem em spray diretamentesobre o banho.

1.2.2.4 Lavagem com Turbilhonamento

O turbilhonamento promove um maior contato entre as peas e a gua delavagem, aumentando a eficincia de limpeza das peas.

Esta tcnica consiste na agitao do tanque de lavagem por meio de agita-o mecnica, recirculao da soluo por bomba ou insuflamento de ar , sendo esteltimo o mais empregado pelas indstrias.

O turbilhonamento, quando combinado com as outras tcnicas de reduo

Figura 11: Lavagem em spray

de consumo de gua, como na lavagem em cascata, possibilitar o aumento da suaeficincia.

A prtica mais comum a utilizao de insuflamento de ar no tanque delavagem, tendo-se o cuidado de filtr-lo para evitar a entrada de poeira e leo docompressor, que poderiam contaminar as guas e sujar as peas, prejudicando seuacabamento. Ao invs da utilizao de ar comprimido, que pode estar contaminadocom leo, pode-se usar ar oriundo de um soprador ou bomba tipo Roots, que tem acapacidade de fornecer ar com grande vazo e baixa presso, necessitando apenasde filtro para poeira.

1.2.2.5 Lavagem a Quente

A lavagem em gua quente reduz o tempo de lavagem. Quanto maior for atemperatura, menor a viscosidade da gua e maior a velocidade de difuso dos ons,havendo portanto um duplo efeito de melhoria da eficincia de lavagem. Em todocaso, necessrio cuidado no emprego de gua quente, pois algumas vezes o efeito negativo, acelerando reaes de oxidao da superfcie, causando manchas eescurecimento nos acabamentos.

As galvanoplastias costumam utilizar um tanque de gua quente parada,isto , com temperatura mantida alta e que no renovado constantemente. Estetanque tem a finalidade de manter as peas aquecidas e livres da oxidao do ar,entre um banho e outro.

prtica comum esvaziar o tanque de gua quente uma vez por semana.Quando isto feito, perde-se de uma s vez a carga trmica da gua e, dependendodo volume descartado, poder prejudicar a estao de tratamento de efluentes.

No caso de indstrias de galvanoplastia que operem com grandes volumes degua quente, possvel evitar o descarte e a perda de toda carga trmica, utilizando-se a tcnica de alimentao controlada, que consiste em prover o tanque com vazocontnua.

Por exemplo, um tanque de gua quente com 900 litros de capacidade, ope-rando 16 h/dia, 6 dias por semana, poderia ser alimentado com uma vazo mdia de9,4 L/h, que corresponde a uma renovao semanal do seu contedo, sendo neces-srio aquecer apenas esta vazo por hora e, a carga trmica no ser perdida de umas vez, pois o tanque no precisar ser descartado. Com a adoo desta tcnica,obtm-se uma qualidade de gua quente constante ao longo de toda a semana.

Nos fins de semana, assim como no perodo noturno, o tanque deve sercoberto para evitar perdas de calor na superfcie e, com isso, ganha-se tempo noreincio do processo quando realizado o aquecimento do tanque.

O efluente deste tanque poder ainda ser utilizado num tanque de lavagemanterior, cuja alimentao poder ser reduzida na mesma proporo.

Havendo necessidade, a entrada de gua tambm poder ser controlada pela

instalao de um sistema de ajuste automtico de pH, que permitir a entrada degua no sistema sempre que este cair abaixo de um valor pr-determinado, prevenin-do-se com isso a corroso da bomba de recirculao e mantendo-se sempre umalavagem eficiente dos gases.

1.2.2.6 Lavagem Qumica e Eletroltica

A gua de uma neutralizao ou ativao cida pode ser recirculada para agircomo lavagem aps um tanque de desengraxe alcalino. Isso foi utilizado com suces-so nos EUA e Europa com economia considervel de gua.

Dependendo do processo e solues usadas, tambm pode-se sugerir umalavagem eletroltica, que acelera o processo pela movimentao de ons, podendo-seaplicar corrente alternada ou contnua.

1.2.2.7 Tcnica do Skip

A tcnica do skip (Figura 12) consiste em utilizar a gua de lavagem dasada de um tanque para alimentar outro tanque de lavagem em outra etapa do pro-cesso. Como exemplo, cita-se o aproveitamento da gua de lavagem da decapagempara lavar as peas que saem do desengraxe.

Para que isto possa ser feito, necessrio antes verificar alguns requisitosfundamentais:

o nvel de sada dos tanques de lavagem deve ser ajustado para que a gua fluapor gravidade;

o tanque de lavagem, aps o desengraxe, deve ter revestimento anti-cido; preciso certificar-se de que o desengraxante no tem cianetos em sua formu-

lao.

Figura 12: Lavagem com skip [10]

1.2.2.8 Orifcios Limitantes

A tcnica dos orifcios limitantes traduz-se no uso de restries, em geralplacas de orifcio, em tubulaes e linhas de alimentao de guas de lavagem, taiscomo em chuveiros, tanques, etc. Estes orifcios permitem a passagem de uma certavazo fixa de sada de gua, que, dentro de certos limites, no varia com a pressode entrada do orifcio da placa.

Essa tcnica deve ser empregada quando a presso de entrada no tanque foralta e o operador no tiver um meio adequado de controle da vazo. Normalmente,dentro dos processos, existem diversos registros ou vlvulas de gaveta que funcio-nam totalmente abertos ou fechados, permitindo ou interrompendo a entrada de guano sistema, porm no se prestando ao ajuste da vazo. Uma vez determinada avazo mxima necessria ao processo, escolhe-se o dimetro de orifcio que permiti-r essa vazo. O operador poder ento abrir totalmente o registro de entrada degua que a vazo a jusante do orifcio limitante ser praticamente constante.

Os orifcios limitantes caseiros podem ser construdos de modo bastantesimples, intercalando-se um disco plstico de 5 mm de espessura em uma unio oualgum ponto da tubulao, de preferncia na entrada do processo que se desejacontrolar. Fazem-se uma srie de discos, cada qual com um furo central de dimetrodiferente (por exemplo, brocas de 1/8, 3/6, 1/4 e etc), instala-se um de cada vez etesta-se a vazo de sada, selecionando-se o mais indicado.

1.2.3 Purificao e Reciclagem de InsumosComo tcnicas para purificao e reciclagem de insumos, pode-se citar:

colunas trocadoras de ons ou resinas de troca inica; evaporadores vcuo; ultrafiltrao; osmose reversa.

A seguir tem-se a descrio sucinta de cada uma destas tcnicas.

A Figura 13 apresenta um esquema de um desses orifcios.

Figura 13: Orifcio Limitante

1.2.3.1 Colunas Trocadoras de onsA troca inica uma tecnologia promissora em termos de ganhos econmicos

e ambientais. A tcnica consiste no uso das chamadas resinas trocadoras de ons epode ser empregada nas indstrias de galvanoplastia para remover todos os metais eons dissolvidos nos efluentes e ainda permitir o reaproveitamento da gua.

As resinas so, em geral, polmeros sintticos (molculas longas de altopeso molecular) insolveis (slido granulado), possuidoras de stios ativos, capazesde reagir com os ons positivos (ctions) ou negativos (nions) presentes nas solu-es. As resinas catinicas reagem com os ctions de metais pesados usados nasgalvanoplastias como o cobre (Cu+ Cu+2), nquel (Ni+2), cromo (Cr+3, Cr+6), prata (Ag+),ouro (Au+), e o amnio (NH4+). Por sua vez,as resinas aninicas reagem especifica-mente com nions, como o sulfato (SO4-2), nitrato (NO3-), carbonato (CO3-2), cloreto(Cl-), hidrxido (OH-) e cianeto (CN-). As resinas so bastante seletivas pois existemas de carter forte ou fraca, conforme tenham a capacidade de reagir com nionsfortes (sulfato, cloreto) ou fracos (cianeto, carbonato) e ctions fortes (metais) oufracos (amnio).

Uma das vantagens do emprego das resinas que, uma vez esgotados seusstios ativos ou pontos na molcula capazes de reagir, ou melhor, depois de saturadas,podem ser regeneradas atravs da recuperao de sua capacidade de reteno deons. A regenerao das resinas catinicas realizada pela passagem de uma solu-o concentrada de cido forte pelas resinas e no caso da aninica uma soluo debase forte. Outra vantagem que passando-se os efluentes galvnicos pelas resinascatinica e aninica sucessivamente, pode-se obter gua praticamentedesmineralizada, que poder retornar ao processo. Na realidade, a obteno de guadesmineralizada mais complexa, pois exige o uso de pelo menos mais um estgiocom resina aninica fraca. A Figura 14 apresenta um esquema do sistema de trocainica, utilizando trs estgios (resina catinica forte, aninica forte e fraca).

Figura 14: Sistema de Troca Inica [5]

Mecanismo de funcionamento da troca-inica

Inicialmente, a gua passa por uma coluna que contm quartzo de granulometriavariada e carvo ativo, para reteno de slidos e adsorso de matria orgnica. Esteprocedimento garante um melhor funcionamento das resinas trocadoras de ons.

O primeiro estgio de troca inica do sistema efetuado na coluna com resinacatinica forte. A troca ocorre entre o on hidrognio (H+) da resina com todos osctions dos metais (Cu++, Ni++, Zn++, Fe++) presentes na gua. A medida que estes vose acumulando nos stios ativos ocorre a liberao do H+ para a gua.

No segundo estgio, a gua passa pela coluna que contm a resina aninicafraca, na qual ocorre a troca entre os nions dos cidos fortes (SO42 e NO3-, porexemplo) com a hidroxila (OH-). Nesta etapa ainda restam na gua todos os nionsdos cidos fracamente dissociveis (CO3-2 e CN-, por exemplo).

Com a introduo de um terceiro estgio de troca inica, atravs de uma colunacom resina aninica forte, ocorre a troca com o OH- de todos os nions dos cidosfracamente dissociveis que ainda estavam presentes na gua.

Finalmente, aps a percolao das guas de lavagem pelos leitos de resina, pode-se retornar a gua ao processo produtivo, obtendo-se uma grande economia.

Quando as resinas atingem a saturao, deve-se efetuar sua regenerao e oefluente proveniente deste sistema, denominado eluato, dever ser enviado estaode tratamento convencional. A vantagem a gerao de um menor volume de eluato,porm, mais concentrado em metais, que requer um perodo maior para o tratamentoe, com isso, maior segurana e melhor monitoramento.

As colunas de troca inica so geralmente constitudas por cilindros de fibra devidro transparente ou no, possuindo internamente aspersores e captadores especi-ais de gua nos leitos de resinas. So dotadas de tubulaes externas para opera-es de funcionamento normal, lavagem ou regenerao, com vlvulas especiais einstrumentos de controle de ciclos (hidrmetros).

A carga de resinas acondicionada nas colunas trocadoras de ons previamentecalculada em funo do projeto e constitui uma das principais partes do equipamentode troca inica.

Finalmente, cabe ressaltar que a quantidade de lodo a ser gerado no tratamentodo eluato ser estequiometricamente igual de um sistema convencional que tratadiretamente os efluentes provenientes do processo produtivo.

1.2.3.2 Evaporadores Vcuo

O uso de evaporadores vcuo visa proporcionar um mtodo economicamentevivel e ambientalmente vantajoso de concentrao de guas por meio de destilaoe com isso reduzir o volume de lquidos a serem tratados ou recuperados. Permitetambm que a gua destilada seja retornada e reaproveitada nos processos galvnicos.

O sistema de evaporao baseia-se na combinao de duas tcnicas quepermitem uma notvel facilidade de instalao e de controle com baixo consumoenergtico, representados por: bomba de calor e vcuo. O processo de ebulio vcuo utiliza exclusivamente energia eltrica que, mediante ciclo frigorfico, permiteuma destilao a custo moderado.

Mecanismo de funcionamento do evaporador vcuo

De acordo com a Figura 15, basicamente o evaporador vcuo consiste de umacmara de ebulio, cmara de condensao, compressor frigorfico e cmara deresfriamento.

O compressor frigorfico ao comprimir o gs eleva sua temperatura para cerca de60 a 70C. Este gs circula por uma serpentina instalada dentro da cmara de ebuli-o que opera sob vcuo. A serpentina funciona como trocador de calor, elevando atemperatura da soluo na cmara e mantendo-a em ebulio.

O vapor desprendido da soluo em ebulio encaminhado para a cmara decondensao e o gs que circula pela serpentina passa por uma outra serpentina(trocador de calor auxiliar), onde sofre resfriamento adicional por um fluxo de ar ou degua, sendo ento direcionado para a cmara de condensao.

Na cmara de condensao este gs resfriado passa por outra serpentina, ondeele expandido, ocorrendo troca de calor, entre o vapor advindo da cmara de ebuli-o e a serpentina. Nesta troca de calor o vapor condensa-se retornando ao estadolquido e produzindo o vcuo necessrio na cmara de ebulio. Este efluente lquidoda cmara de condensao tem boa qualidade e aproveitado no processo produtivo.O gs aps passar pela serpentina de condensao, direcionado novamente para ocompressor, completando o ciclo.

Algumas vantagens na utilizao do equipamento:

extrema compatibilidade com os processos de tratamento de superfcie; funcionamento totalmente automtico sem necessidade de controle; alimentao com energia da rede; baixo consumo energtico; total ausncia de fumos e odores; constncia no resultado; funcionamento contnuo.

Na Figura 15 pode-se visualizar um esquema simplificado de um evaporador vcuo.

1.2.3.3 Ultrafiltrao e Osmose Reversa

Est comprovado que nveis de contaminao de 1 a 5% elevam os custos daunidade de galvanoplastia e prejudicam a qualidade do produto final. O controle dequalidade deve ter uma nova abordagem no sentido de determinar as possveis fontesde contaminao e escolher a melhor forma de elimin-las, para que a produoocorra em condies limpas.

Em geral, muita ateno dispensada aos banhos de deposio, embora amaioria dos meios filtrantes utilizados sejam incapazes de remover contaminantesantes que sejam co-depositados no substrato. Portanto, a ateno deve ser direcionadaaos limpadores, guas de enxge, substncias qumicas utilizadas nos banhos eoutras fontes de contaminao. O uso de sistemas adequados de filtrao permitema remoo de at 99,9% de contaminantes.

Os sistemas de ultrafiltrao e osmose reversa tm sua operao baseadano princpio de separao dos slidos em suspenso ou dissolvidos na soluo atra-vs do uso de membranas. A passagem do lquido (chamado eluato) e a reteno dosslidos depende do tamanho dos poros da membrana, do tamanho dos contaminantese da magnitude da presso aplicada.

Figura 15: Sistema de Evaporao Vcuo [8]

O sistema de osmose reversa retm quase todos os slidos dissolvidos. Osistema de ultrafiltrao muito eficaz na separao de gua e leos emulsificados,sendo muito utilizado pelas unidades de galvanoplastia para separar os metais emsuspenso das guas de lavagem.

Nas Figuras 16 e 17 visualiza-se esquemas tpicos de ultrafiltrao e osmose reversa,respectivamente.

Figura 16: Sistema de Ultrafiltrao [8]

Figura 17: Sistema de Osmose Reversa [8]

1.3 Substituio de Matrias-PrimasA substituio de matrias-primas nas galvanoplastias, por outras menos

agressivas ambientalmente, iniciou-se h pouco tempo nos EUA, com o advento deregulamentos mais rgidos no controle da poluio.

A substituio de materiais txicos e poluentes como cianeto e cromohexavalente, usados nos banhos, alm de ser benfica ao meio ambiente e ao traba-lhador, proporciona a reduo dos custos de tratamento.

A deciso pela substituio de matrias-primas nem sempre fcil, cabendoantes alguns questionamentos:

os substitutos so prticos e esto disponveis no mercado? a substituio estar solucionando um problema e criando outro? a qualidade do produto ou a produo sero afetadas? a substituio trar alterao nos custos?

Uma relao favorvel entre os benefcios e custos esperados na substituioser indicativa para que a substituio possa ser vivel.

Os banhos que utilizam produtos qumicos txicos e requerem um tratamen-to de alto custo so os focos principais da estratgia de substituio de matrias-primas. Dentre as passveis de substituio e, de acordo com o processo ou banhoem que normalmente so empregados na indstria de bijuterias, podem ser citados: cido ntrico na limpeza de lato; cianeto dos desengraxantes para no-ferrosos; cianeto nos banhos de cobre; nquel no banho de nquel strike cido; cianetos nos banhos de pr-ouro alcalino, ouro alcalino, cor final; cromo no banho de verniz para acabamento.

1.3.1 Substituio do cido ntrico na limpeza do lato

A denominada decapagem brilhante um processo de limpeza para peasde lato que utiliza uma soluo de perxido de hidrognio, conhecida como guaoxigenada, adicionada de cido sulfrico.

Algumas caractersticas e vantagens desse processo em relao quele comcido ntrico so:

no existe formao de xido nitroso, apenas gua e oxignio; menos agressivo, evitando a decapagem excessiva; fcil remoo do arraste por simples lavagem; utilizado tanto em tambores como em cestos para peas a granel;

o tratamento do efluente simples, havendo somente a necessidade de neutra-lizar o cido sulfrico diludo;

permite recuperao do cobre por simples eletrlise ou precipitao porresfriamento da soluo a 15C.

1.3.2 Substituio do Cianeto nos Desengraxantes para No-Ferrosos

Atualmente existem no mercado novos desengraxantes de base alcalina,isentos de cianeto, usados para limpeza de cobre, lato, ao e zamak. Estesdesengraxantes tem como principais caractersticas:

pode ser usado por imerso ou processo eletroltico, para peas em gancheirase a granel em tambores rotativos, assegurando superfcies limpas e ativas paraetapas posteriores;

contm produtos qumicos (quelantes e dispersantes) que auxiliam a sua aodetergente, assegurando perfeita remoo de resduos (xidos, gorduras e ou-tras substncias) que possam impedir a perfeita aderncia do metal a ser depo-sitado;

tem tima ao sobre metais no-ferrosos, sendo indicado para limpeza de pe-as de zamak (liga de estanho) e lato polidas, antes da eletrodeposio. Nessecaso, o processo pode ser de imerso e eletroltico, sucessivamente, sem enxgeintermedirio. Remove as sujeiras, sem escurecer ou manchar as peas;

pode utilizar tanque de ao munido de exausto para remover o vapor formadopela temperatura de operao e aquecedores eltricos de imerso ou trocadoresde calor para aquecimento a vapor.

1.3.3 Substituio do Cianeto nos Banhos de Cobre

A utilizao de banhos de sulfato de cobre em meio cido ao invs do cianetode cobre em meio alcalino, permite uma reduo significativa nas emisses de cianeto,como tambm melhora a segurana do trabalhador.

O banho de cobre base de pirofosfato de cobre outra alternativa parasubstituir os banhos convencionais, apesar de ser ainda pouco aplicado, em partepelo seu alto custo de implantao e operao. Como caractersticas e vantagensprincipais, podem ser citadas:

baixa concentrao de cobre, acarretando menor toxicidade; menor gerao de lodos devido s concentraes inferiores de cobre; pH mais baixo que os processos convencionais (8,8 a 9,8) ; alta penetrao, facilitando o processo de tambor rotativo; permite alta densidade de corrente e, portanto, menor tempo de deposio; maior sensibilidade a impurezas; pr-tratamento deve ser mais exigente.

1.3.4 Substituio dos Banhos Strike de Nquel cidosUma alternativa para os banhos strike de nquel cidos e altamente concen-

trados so os de pH alto, para os quais valem as seguintes consideraes:

menos txico que o strike cido; tratamento dos efluentes mais simples e de menor custo; no exige exausto; custo operacional mais baixo; maior sensibilidade a impurezas; menor poder de penetrao da camada maior cuidado com a manuteno do pH.

Outra alternativa so os banhos de paldio cujos depsitos so dcteis, pou-co porosos, resistentes corroso e abraso devido a sua elevada dureza (500 HV).Possibilita camadas de at 0,3 mm brilhantes e sem fissuras. Recomendado paraaplicaes decorativas, na substituio do nquel e strike de ouro, antes da folheao.Como camada final, o processo oferece uma tonalidade clara e bastante agradvel.Uma desvantagem seu alto custo em relao ao banho de strike de nquel. Entre-tanto, devido problemas com os efeitos txicos do nquel para alguns consumidores(causando alergia e irritaes na pele), o mercado, principalmente o externo, temexigido a eliminao desse metal, sendo o paldio uma boa opo.

1.3.5 Substituio de Cianetos na Dourao e Folheao

No Brasil, a maior parte dos revestimentos com ouro, isto , dourao efolheao, utilizam processos de pH alcalinos e base ciandrica que envolvem o pro-blema do tratamento dos efluentes contendo cianeto. Estes processos tm sofridomodificaes e melhorias de forma a aumentar sua eficincia e a qualidade no produ-to final, de forma que a substituio por um processo novo, mesmo contendo cianeto,poder resultar em ganho ambiental, devido economia de produtos qumicos, ener-gia eltrica, melhor qualidade final e menores ndices de peas rejeitadas.

Atualmente, novos processos de base neutra e cida que no contm cianetotm sido desenvolvidos. Entretanto, alguns destes ainda no obtiveram a mesmaaceitao que os de base ciandrica. Entretanto, com o aumento das restriesambientais e o aperfeioamento dos processos provvel que a procura por essasalternativas aumente.

Alguns processos de folheao e dourao que utilizam cianeto podem ser citados:

dourao convencional dourao dura alcalina com cianeto folheao alcalina com cianeto

Como alternativas para eliminao do cianeto pode-se citar os seguintes banhos:

dourao alcalina sem cianeto dourao cida dourao levemente cida folheao alcalina com sulfeto dourao e folheao neutras

Na Tabela 4 pode-se observar um resumo das caractersticas principais dessesbanhos e das alternativas.

Tabela 4 - Caractersticas dos Processos de Dourao e Folheao com Cianeto edos Processos Alternativos

Processos ComCianeto Caractersticas

Processos Alternativos Caractersticas

douraodura

alcalina

alta dureza; baixasespessuras; tonalidadesde ouro variadas; temposcurtos de deposio

douraoalcalina semcianeto

idnticas ao da douraodura, porm com menornmero de tonalidadesde ouro

douraocidasem cianeto

grande poder de penetrao e alta dureza; menor gama de cores; servem paraaplicao de camada ecor final simultanea mente

douraolevementecida semcianeto

folheao alcalina

alta dureza; altasespessuras; brilho;resistncia corroso;depsitos de 8 a 22 quilates

folheao alcalina com sulfeto

tonalidades agradveis; dureza alta; banho poucoestvel (ocorre precipitaodo ouro)

dourao/folheaoneutra sem

utiliza ouro muito puro;processo empregadona indstria microeletrnica

pH de 4,0 a 4,8; contm cidoctrico e metais (nquel,ferro e cobalto) que conferem altssimadureza ao depsito

douraoconvencional

utiliza cianeto depotssio e ouro em altasconcentraes; durezabaixa; processo antigo,pouco eficiente

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1.3.6 Substituio do Cromo no Verniz de Acabamento

A funo do verniz de acabamento proteger as peas, aumentando suadurabilidade, resistncia oxidao, corroso e ao desgaste por abraso, mantendoa beleza e a integridade do acabamento original.

Existem diversos tipos de vernizes de acabamento, muitos deles contendocromo na forma de cromatos. O cromo produz um bom acabamento, porm, umelemento txico ao meio ambiente, sendo que as restries ao seu lanamento temaumentado.

Como alternativas para sua substituio tem-se vernizes base de com-postos orgnicos, tais como os vernizes acrlico e poliuretano.

Os processos de aplicao dos vernizes podem ser por simples imerso eeletrodeposio, sendo em geral facilmente adaptveis s instalaes comuns deuma galvanoplastia. Deve-se dar preferncia aos vernizes de base aquosa, isto ,que no contenham solventes orgnicos volteis (por ex., benzeno, tolueno, xileno),txicos ou inflamveis.

1.3.7 Tcnicas para Reduzir a Gerao de Lodo

As tcnicas, apresentadas de forma resumida a seguir, tem em comum ogerenciamento dos resduos gerados nos processos, de forma a minimizar os cus-tos de tratamento e os possveis problemas ambientais deles oriundos.

Segregao de resduos

A segregao de resduos consiste na separao dos vrios fluxos de guasde lavagem, descartes de banhos, decapagem e desengraxe de maneira ordenada,dentro da rea produtiva da empresa, de forma que se possa dar um destino adequa-do a cada um deles separadamente. Com isso torna-se possvel a recuperao demateriais (que antes poderiam estar sendo tratados como rejeito) e seu aproveita-mento como matria-prima para novo processamento, com conseqente reduodos custos econmicas e ambientais.

A segregao ordenada tambm permite a juno de efluentes ou resduoscom caractersticas semelhantes, de maneira que possam ser tratados da mesmaforma e com um controle mais eficiente.

Com esta segregao possvel separar resduos que podem ser menospoluentes e mais facilmente tratveis (s vezes com um simples ajuste de pH) antesde serem descartados ou mesmo reciclados.

Comumente, as galvanoplastias separam as linhas de efluentes cidos e alcalinostambm por medida de segurana, para evitar a mistura de guas contendo cianeto

com efluentes cidos, evitando a liberao de gs ciandrico, extremamente txico.Tal separao ir tambm facilitar o processo de tratamento dessas guas, j

que os cianetos devem ser tratados por oxidao, enquanto as guas cidas geral-mente necessitam correo do pH e floculao dos metais.

O processo de segregao pode requerer mudana de layout e montagem denovas linhas dos efluentes da fbrica. Os fluxos menos poluentes podem representaraproximadamente 30% de todo o processo de galvanoplastia. No entanto, deve-setomar precaues para assegurar-se que os banhos menos poluentes no conte-nham metais dissolvidos. A economia na segregao percebida atravs da reduodos custos da ETE.

Critrios para descartes

Em muitas instalaes h uma prtica arraigada de se fazer todos os descar-tes e trocas de gua nos finais de semana. A adoo desta prtica acarretar muitasvezes descartes de banhos antes que sua vida til tenha sido realmente exaurida,aumentando a contaminao dos efluentes e aumentando o dispndio com novasmatrias-primas.

Em cada instalao deve haver uma definio clara dos critrios tcnicospara a troca de banhos, para evitar sobrecargas de volume e de concentraes naETE.

Eliminao de enxge

O enxge entre um limpador com detergente e um eletroltico poder sereliminado desde que os dois banhos sejam compatveis. Com isso elimina-se umaetapa de lavagem economizando-se gua.

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Expediente

Departamento deDesenvolvimento e Capacitao Tecnolgica

Eng Tnia Mara T.Gasi

Diviso de Preveno Poluio e Produo Mais LimpaEng Jlia Alice A. Ferreira

Setor de TcnicasFarm. Bioq. Marie Yamamoto do Vale Quaresma

Coordenao TcnicaQum. Carlos Eduardo Medeiros Pacheco

Equipe TcnicaQum. Carlos Eduardo Medeiros PachecoEng Paulo Rogrio Rodrigues Camacho

Eng Maria Jos Muniz RochaEng Paulo Garcia de Oliveira Jnior

Eng Vitor Antonio SimoniEstagiria Neiva Aparecida Pereira Lopes

Estagiria Ana Lcia Ferro Leo

Apoio TcnicoAgncia Ambiental de Limeira

Tecng-o Adilson Jos RossiniQum. Creusa Ap. G. P. Finotti

Editorao EletrnicaSMA

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