Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Mestrado de Tecnologia Ambiental

MARCELO SUSTER

Dissertação

O desafio do

desenvolvimento sustentável

da indústria do alumínio:

“transformar resíduos em produtos”

São Paulo

Fevereiro/2010

1

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Recomendação para trabalhos futuros

2

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Recomendação para trabalhos futuros

3

Motivação do Trabalho

Experiência do autor na Alcoa Alumínio SA, como responsável pelo departamento de vendas de “produtos especiais” (resíduos)

4

“Carvão de Criolita”

5

Carvão de

Escumagem

Eletrólito

Carvão de

Criolita

20.000 ton

USD 70/tonCo-processamento

USD 18/ton

Venda

(USD 1,400,000) + USD 360,000Fonte: Elaborado pelo autor

Alumínio parceiro da sustentabilidade

Resíduos Sólidos

Emissões Consumo de

Energia

6Fonte: Elaborado pelo autor

Refinaria ReduçãoAlumínio

Primário

Transfor-

mação

Reabilitação

de Áreas

Mineradas

Mineração

de Bauxita

Clientes

Transportes

Embalagens

Constr. Civil

Industrial

Eletricidade

Reciclagem

Cadeia Produtiva do Alumínio

Energia Hidrelétrica

Fonte: ABAL7

A produção de alumínio responde por cerca de 1% das emissões de GEE

Disposição Resíduos

2%

Transportes

14%

Aço

4%

Residencial e comercial

12%

Agricultura

20%

Geração Energia

Elétrica

20%

Outras industrias

22%

Cimento

5%

Alumínio

1%

Fonte: IAI- International Aluminum Institute 8

Consumo de Energia

• 1 kg de alumínio consome 15 kWh;

• 10 kg consomem 1 mês de energia para uma família de 3 pessoas de classe média (150 kWh);

• Aço: 4-7 kWh/kg

Fonte: (http://www.allbusiness.com/primary-metal-manufacturing/alumina-aluminum/328744-1.html)

9

Comparação Aço X Alumínio

1 Tonelada

Aço

750 Kg

Alumínio

1 Tonelada

3,5 Toneladas

Fonte: Elaborado pelo autor10

CST- transformação da escória de alto-forno em produtos

11

Fluxo Global do Alumínio

Total de ProdutosEstocados/em usoDesde 1888586.0

ProdutosAcabados(

output)

40.4

Outras Aplicações

1.0

Produtos pré-fabricados

e finais (input) 67.4

Sucatanova

8.6

SucataFabricante

18.4Sucata

Nova 1.4

Lingotes 68.8

Perdas de Metal

1.4 Não reciclado 3.5 Sob investigação 3.7

sucataVelha

7.8

Bauxite 180.

Resíduo de Bauxita 75

Água 38

Alumina 65.

Alumínio Primário

34.

FLUXO DE MATERIAL, em Milhões de toneladas

Alumínio Refundido

35.

Construção 32% Transporte 28%

.Automotivo 16%

Adição Líquida2006: 24.4

Emabalagens 1%

E Cabos 28%

EngenhariaOutros 11%

Total de alumínio produzido até

2006: 836 Milhões de toneladas 12Fonte: CRU

Demanda X Oferta

13

Projeção Futura de Geração de Resíduos

• Taxa de Geração Anual de Resíduo de Bauxita

1 MT de Alumínio 3,50 MT de Resíduo de Bauxita

2009: 35 Milhões de MT 122,5 Milhões de MT

2030: 78 Milhões de MT 273 Milhões de MT

• Custo de Disposição

2009: US$ 9/MT X 122,5 Milhões de MT= US$ 1,102.5 Milhões

2030: US$ 9/MT X 273 Milhões de MT= US$ 2,457 Bilhões

• Área de Disposição

Cada m2 de lago de resíduos comporta 10 MT de RB, portanto:

Para 122,5 Milhões de MT serão necessários 12,25 Milhões de m2

1.667 campos de futebol por ano

3.720 MT de soja por ano ano

Para 273 Milhões de MT serão necessários 17,3 Milhões de m2

Fonte: CRU 14

Situação do Brasil

2o Maior Produtor de Bauxita

4O Maior Produtor de Alumina

6O Maior Produtor de Alumínio

4o Maior Produtor de Resíduo

De Bauxita

Fonte: Elaborado pelo autor

Produção de Alumínio: 1,7 Milhões de toneladas em 2009

Geração de RB: 5.950.000 MT

Custo: USD 53,6 Milhões

Área utilizada: 59.500m2

15

Resíduos Sólidos

Resíduo de Bauxita (97%)

Geração: 3-4 MT/1MT

Co-Produtos da Redução (3%)

Geração: 50 kg/1 MT

Fonte: Elaborado pelo autor16

Reabilitação das minas de bauxita

Fonte: Fotograma da Alumar- Alcoa 17

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Sugestões para complemento do trabalho

18

Objetivos

• Colaborar com a gestão de resíduos sólidos industriais, visando a aplicação de resíduos em produtos

(Produtos: Roteiro de atividades para essa aplicação e uma opção de direcionamento estratégico)

Pesquisa

Tecnológica

Pesquisa

Mercadológica

Adequação

Jurídico-fiscal

Processo

Comercial

RB

19

Aplicação

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Sugestões para complemento do trabalho

20

Resíduos SólidosHierarquia de Ações

• Minimização de Geração

• Reciclagem Interna

• Disposição Adequada

• Aplicação Foco do Trabalho

21

Disposições de resíduos industriais no Brasil

22

Fonte: ABETRE (2008).

23

Fonte: 1° Seminário de Sub- Produtos & Receitas Ambientais, 2006

Caraíba metais- Produção de cobre

Fluxograma geral do Processo Bayer

Fonte: Procedimento Interno- Alcoa 24

Composição do RB

Composto Porcentagem

Fe2O3 20 - 60%

Al2O3 10 - 20%

SiO2 3 - 50%

Na2O 2 - 10%

CaO 2 - 8%

TiO2 Traços - 10%

Gibbsita (α-Al2O3.3H2O)

Boehmita (α -Al2O3.H2O)

Caulinita (Al2O3.2SiO2.3H2O)

Hematita (α - Fe2O3)

Goetita (α -FeOOH)

Anastásio (TiO2)

Ilmenita (FeO.TiO2)

Fonte: Misra (2005)25

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Sugestões para complemento do trabalho

26

Métodos e procedimentos metodológicos

a) Estudo exploratórioa) Dados internos da empresa e do setor de alumínio

b) Patentes

c) Artigos técnico-científicos

b) Pesquisa metodológicaa) Legislação

c) Estudo de viabilidade de aplicação do RB como produto a) Variáveis comerciais

b) Mercadológicas

27

Plano de Apresentação

• Introdução

• Objetivos

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Sugestões para complemento do trabalho

28

Estágio atual de aplicação dos resíduos da indústria do alumínio

Fonte: Elaborado pelo autor29

Resíduo de

BauxitaInformações

internas da

empresa

Status Quo

Aplicações

Comerciais

Nada

encontrado

Mercado de

informações

861 patentes

encontradas

•Volume Potencial

•Tecnologia

•Segurança Ambiental

•Disponibilidade (Royalties)

•Retorno Financeiro

Varredura de Informações de Aplicação de Resíduo de Bauxita

Crité

rios p

ara

anális

e

Iniciativas

comerciais

Romelt – planta piloto

Red Mud Plastic

Bauxol

Estudo de

casos

Análise

Comercial e

Mercadológica

Pesquisas

30

Grupos de Patentes

Nº patentes

0 100 200 300

C04: cimentos, concreto, pedra_artificial, ceramica, refratarios

C10: industrias_do_petroleo, do_gas_ou_do_coque,gases_tecnicos_contendo_monoxido_de_carbono, combustivel, lubrificantes, turfa

C21: metalurgia_do_ferro

C09: corantes, tintas, polidires, resinas_naturais, adesivos, composicoes_diversas,aplicacoes_diversas_de_substancias

F27: fornalhas, fornos, estufas, retortas

B03: separacao_de_materiais_solidos_utilizando_liquidos_ou_mesas

C05: fertilizantes, sua_fabricacao

E01: construcao_de_rodovias, ferrovias_ou_de_pontes

C03: vidro, la_mineral_e_la_de_escorias

A01: agricultura, silvicultura, pecuaria, caca, captura_em_armadilhas, pesca

B28: manipulacao_de_cimento, argila_ou_pedra

E04: edificacao

B22: fundicao, metalurgia_de_pos_metalicos

D21: fabricacao_do_papel, producao_de_celuloseA

pli

caçõ

es

C04

C10

C21

C09

F27

B03

C05

E01

C03

A01

B28

E04

B22

D21

31Fonte: NIT- UFSCar

Qualidade de patentes

Fonte: NIT- UFSCar

24% (206 patentes)

76% (655)

patentes depositadas apenas em 1 país

patentes depositadas em 2 países ou mais

32

Longevidade de patentes

Fonte: NIT- UFSCar

30% (258)

13% (115 patentes)

57% (487)

Domínio público (1983 ou anterior)

Mais de 10 anos (1984 a 1993)

Menos de 10 anos (1994 a 2006)

33

Resíduo

de

Bauxita

M.P.

Vidro

Corretivo

de Solo

Concreto

Uso

Químico

Pigmento/

carga Plástico

M.P.

Escória

de aço

Gálio

Seqüestro

de metais

pesados

Cerâmicas

Vermelhas

Sulfato

de Alo

M.P.

Farinha

de Cimento

Revestimentos

cerâmicos

Fonte: Elaborado pelo autor

Potenciais aplicações identificadas

34

Matriz de atratividade

Fonte: Elaborado pelo autor

35

Vidros

Objetivo: Incorporação na matriz de vidro âmbar como matéria-prima.

36

Estudos de Caso

Corretivo de solos ácidosCerâmica vermelha

Sem resíduo Com resíduo

Vidros âmbares

Concreto Padrão Concreto com RB

Concreto construção civil

Estimativa de preços para o RB nas aplicações estudadas

Fonte: Elaborado pelo autor

37

Vidros 1.300 101,50 131.950,00

Concreto 45.500 100,00 4.550.000,00

Cerâmica Vermelha 800.000 15,00 12.000.000,00

Corretivo de Solo 1.500.000 5,00 7.500.000,00

Total 2.346.800 10,30 24.181.950

Aplicação

Volume de aplicação-

toneladas Valor total- US$

Preço unitário-

US$/t

Localização geográfica dos atores do RB

38

Lagos de RB

ConcreteirasVidreiras (vidro âmbar)

Cana-de-açúcar

Cerâmica Vermelha

Beneficiamento do RB

• Remoção

• Secagem

• Desaglomeração

• Embalagem

39

Comparação financeira entre as aplicações estudadas

mínimo máximo mínimo máximo mínimo máximo mínimo máximo

Secagem +

Desaglomeração

-20 -50 -20 -50 -20 -50 -20 -50

Licenciamento -1 -5 -1 -5 -1 -5 -1 -5

Transporte -20 -50 -20 -50 -20 -50 -20 -50

Custo evitado 20 8 20 8 20 8 20 8

Receita de Venda 110 90 110 90 15 5 10 1

Balanço 89 -7 89 -7 -6 -92 -11 -96

Vidros Concretos Cerâmica Vermelha Solos

Aplicações Custos

(US$/tonelada)

Fonte: Elaborado pelo autor

40

Outros Fatores Mercadológicos

Fonte: Elaborado pelo autor 41

Matriz PFOA

Diagrama de Porter

42Fonte: Elaborado pelo autor

Identificação de umapotencial aplicação

para o resíduo

Verificação da licençaoperacional do

potencial cliente

Classificação fiscal do produto

Emitir ficha de segurança do produto

Conhecer o resíduoCaracterísticas físico-

químicas

Identificar mercados-consumidores

Aplicação em escalalaboratorial

Medir impactos daadição do resíduo no produto tradicional

Contatar os órgãosambientais das respectivas

regiões de origem e aplicaçãodo resíduo

Licença paratransporte do resíduo

Licença para aplicaçãodo resíduo

Identificar um parceiro (cliente-

potencial)

Pesquisar potenciaisaplicações para o resíduo de

acordo com suaspropriedades

Teste Industrial

Comerciliazação

Monitoramento do teste de aplicação do

resíduo

Retirar o resíduo do inventário de resíduos

da empresa

Colocar o novo produto no MCE

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Fluxograma de atividades pra se transformar um resíduo num produto

Ambiente Legislativo

• Lixo urbano

• Disposição (Nova Política Nacional de Resíduos Sólidos)

– Responsabilidade pós-consumo

• Transporte

– Convenção da Basiléia

– Licenciamento

44

Parecer do MMA

Bom dia Marcelo,

Desculpe pela demora na resposta.

A Política Nacional de Resíduos Sólidos ainda não foi aprovada pelo Congresso Nacional. Existe a expectativa de que seja aprovado no primeiro trimestre deste ano.

Existem legislações estaduais sobre resíduos, mas ainda não temos uma lei federal.

Sem uma lei federal, o Ministério do Meio Ambiente não pode ter parceria com a indústria para fomentar projetos nessa área.

Sds,

Maria Thereza Fadel.

--

Maria Thereza Fadel Gracioso

Analista Ambiental

Departamento de Qualidade Ambiental na Indústria Secretaria de Mudanças Climáticas e Qualidade Ambiental Ministério do Meio Ambiente Esplanada dos Ministérios - Bloco B - Sala 820

Telefone: (+ 55 61) 3317-1274

45

Valoração do alumínio

Custo

Sócio-

Ambiental

Faturamento

do setor

Emissões

Atmosféricas

Geração de

Resíduos SólidosEfluentes

Matéria-prima

Energia elétrica

Outros insumos

Mão-de-obra

Serviços

Substituição

do aço em

transportes

Consumo

Energético

Durabilidade

do alumínio

alonga o ciclo

de vida de

produtosReciclabilidde

do metal

Venda de

resíduos

Geração de

Resíduos

46

Fonte: Elaborado pelo autor

Custo sócio-ambiental do alumínio

47

Fonte: Elaborado pelo autor

Plano de Apresentação

• Objetivos

• Introdução

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões• Sugestões para complemento do trabalho

48

ConclusõesO processo de transformação de resíduos em

produtos, baseado nos seus impactos financeiro, ambiental e social, é fator decisório na mudança de externalidades negativas em positivas e desta forma contribuir para a sustentabilidade da indústria do alumínio;

A literatura é rica em estudos de aplicação tecnológica para o RB, porém muito pouco (ou nada, pelo menos no Brasil) se transformou em atividades comerciais sustentáveis;

Um roteiro de atividades para transformação de resíduos em produtos é muito importante no direcionamento de esforços da indústria do alumínio;

49

Conclusões

O direcionamento de esforços para transformar o RB numa matéria-prima a ser comercializada no mercado pode não gerar resultados;

A indústria do alumínio deve pensar em agregar valor ao RB dentro das próprias plantas geradoras do RB, transformando-o num produto, antes de ser transportado;

Este trabalho procura servir de porta de entrada para uma nova abordagem de aplicação do RB, que deve ser mais ampla, envolvendo desde o início as variáveis comerciais e mercadológicas.

50

Plano de Apresentação

• Objetivos

• Introdução

• Revisão Bibliográfica

• Métodos e Procedimentos Metodológicos

• Resultados/Discussões

• Conclusões

• Sugestões para complemento do trabalho

51

Sugestões pra trabalhos futuros

• Aprofundar as análises de viabilidade econômica, do ponto de vista da indústria do alumínio transformar o RB em produtos na sua própria planta geradora deste;

• Evoluir no levantamento do custo sócio-ambiental do alumínio, consolidando-o dentro do conceito de eco-eficiência

52

Fim

Obrigado!

53

SLIDES DE APOIO

54

Concretos Objetivo: Substituir parte do cimento na formulação dos concretos.

(concreteiras), potencial de substituição entre 5 e 25%

Concreto Padrão Concreto com RB

Fonte: Morelli- UFSCar

55

Fluxograma de atividades pra se transformar um resíduo num produto

Fonte: Elaborado pelo autor

56

Valoração do alumínio

Custo

Social

Faturamento

do setor

Emissões

Atmosféricas

Geração de

Resíduos SólidosEfluentes

Matéria-prima

Energia elétrica

Outros insumos

Mão-de-obra

Serviços

Substituição

do aço em

transportes

Consumo

Energético

Durabilidade

do alumínio

alonga o ciclo

de vida de

produtosReciclabilidde

do metal

Venda de

resíduos

Geração de

Resíduos

57

Upstream StackingTecnologia “up stream” para aumento da vidaútil de lagos de RB- Alcoa Alumar

Fonte: Fotograma da Alumar- Alcoa

58

O Produto• Resíduo ou Produto?

• Visões: Normativa; CONAMA, Industrial, Econômica, Sustentabilidade

• Casos de Sucesso

• Caracterização dos resíduos

– NBRs 10.004, etc…

– Ficha técnica de produto

– check list de propriedades de interesse

• Normatização

• Tecnologias industriais

– cimento

– cerâmica

– siderurgia

– vidros

• A Manutenção das Propriedades de Produtos

• Pós mortem59

Conceito econômico

• Custo social, em economia, representa todos os custos que são associados a alguma atividade econômica. Abrange os custos advindos da produção de certo produto (custo privado) e os custos externos à firma, que são percebidos pela sociedade como um todo (externalidade).

• Se o custo social excede o custo privado, há uma externalidade negativa,.

• Se o custo privado é maior do que o custo social, há uma externalidade positiva.

60

• Uma externalidade ocorre em economia quando o impacto de uma decisão não se restringe aos participantes desta decisão.

• A externalidade pode ser negativa, quando prejudica os outros, por exemplo, uma fábrica que polue o ar, afetando uma comunidade próxima. Ou pode ser benéfica, quando os outros, involuntariamente, se beneficiam, por exemplo, com a melhora da eficiência em um determinado mercado.

• Uma externalidade ocorre em economia quando o impacto de uma decisão não se restringe aos participantes desta decisão.

• A externalidade pode ser negativa, quando prejudica os outros, por exemplo, uma fábrica que polue o ar, afetando uma comunidade próxima. Ou pode ser benéfica, quando os outros, involuntariamente, se beneficiam, por exemplo, com a melhora da eficiência em um determinado mercado.

61

• A economia ambiental é um sub-ramo da economia que se debruça sobretudo no estudo do uso de propriedade comum. Actualmente temas relacionados com a economia ambiental têm sido bastante popularizados. A economia ambiental procura arranjar maneiras de mitigar os problemas de modo a maximizar o valor dos recursos. Entre esses temas incluem-se: a desflorestação, a sobre-exploração dos recursos marinhos (essencialmente a sobrepesca), o aquecimento global derivado do efeito de estufa resultante das emissões de gases para a atmosfera, etc. Um grande impulso na área foi dado pelo protocolo de Quioto (procura de meios para reduzir o efeito do aquecimento global).

• Retirado de "http://pt.wikipedia.org/wiki/Economia_Ambiental"

62

Custo sócio-ambiental do alumínio

Custo

Social

Positivas

Negativas

63

Valoração do alumínioUS$/MT

Custo

Social

US$ 2,800

Emissões

Atmosféricas:

1,16 X 15=

17,4

Geração de

Resíduos Sólidos

US$ 200

Efluentes

0

Substituição do aço

em transportes:

300X20=6000

6X15=90

US$ 90

Consumo

Energético

Durabilidade do

alumínio alonga

o ciclo de vida de

produtos

0,300X0,5 X

400=

US$ 60

Reciclabilidde

do metal:40%

das

externalides

negativas

Venda de

resíduos

US$ 5

Resíduos

10

?

?

64

Valoração do alumínio

Custo

Social

Emissões

Atmosféricas

US$ 25 EfluentesConsumo

Energético

0,300X0,5 X

2800=

US$ 420US$ 2800

300X20

=6000 X

15=

US$ 90???

65

Tecnológica

• Caracterização do Resíduo

• Pesquisa de compatibilidade de aplicação

– Como matéria-prima para outras indústrias

• Cerâmica

• Cimenteira

• Siderúrgica

• Química

• Agricultura

• Construção civil

66

Pesquisa Mercadológica

• Análise da relação consumo-geração

• Análise de mercado

– Viabilidade logística

– Viabilidade econômica

• Preço X custo

– Viabilidade mercadológica

• Competitividade

• PFOA (Pontos Fortes e Fracos), oportunidades e ameaças

– Ciclo de vida (post-mortem)

67

Adequação Jurídico-Fiscal

• Licença de transporte do Resíduo

• Licença de aplicação do Resíduo

68

Processo Comercial

• Classificação fiscal do resíduo/produto

• Inclusão do resíduo no processo de qualidade, para dar suporte ao processo de vendas (controle de não-conformidades)

• Acompanhamento de rentabilidade (versus disposição do resíduo)

69

CERÂMICA VERMELHA

Número de Unidade Produtoras (empresas) 7.000

Número de Peças/Ano (bloco) 25.224.000

Número de Peças/Ano (telha) 4.644.000

Quantidade Produzida (em massa t/ano) 64.164.000

Matéria-Prima (argilas) 82.260.000

Produção Média por Empresa (peças/mês) 365.000

Faturamento (R$ bilhões) 4,2

Empregos Diretos 214.000

Fonte: Dados levantados pela ABC referente a 2003

70

Lagos de RB

Concreteiras

Vidreiras (Vidro âmbar)

Plantações de cana-de-açúcar

Cerâmica Vermelha

71

• POTENCIAL DE USO

– Consumo Médio de Calcáreo (Ha/ ANO) como corretivo de solo => 1 A 3 Toneladas

– Produção Anual de Calcáreo• PARANÁ 3.712

• MATO GROSSO 3.177

• MINAS GERAIS 2.740

• SÃO PAULO 2.339

• RIO GRANDE DO SUL 1.895

• GOIÁS 1.452 PRODUÇÃO / PRODUCTION/ PRODUCCIÓN ( 1 000 t)

Calcário / Limestone / Calcáreo

15.624

20.457

12.245

17.639

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

22.000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Fontes/Sources/ Fuentes: ANDA/ABRACAL

Correção de solo em áreas agrícolas

cultivadas com cana-de-açucar

72

• HORIZONTE DE USO

– SETOR SUCROALCOOLEIRO BRASILEIRO => 5.000.000 Hectares

– REGIÃO DE PIRACICABA => 400.000 Hectares em cultivo

– MÍNIMA DOSAGEM DE RESÍDUO => 1 Ton/ Hectare (Cenário I)

– MÁXIMA DOSAGEM DO RESÍDUO => 3 Ton/ Hectare (Cenário II)

– CENÁRIO I => 400.000 Toneladas/ Hectare/ Ano

– CENÁRIO II => 1.200.000 Toneladas/ Hecatre/ AnoConsumo Aparente Total de Fertilizantes (1.000 t)

Fertilizers Apparente Total Consumption

Consumo Aparente Total de Fertilizantes

16.911

8.921

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Fontes/Sources/Fuentes: IBGE; SECEX/MDIC; ANDA; SIACESP

Correção de solo em áreas agrícolas

cultivadas com cana-de-açucar

73

Uso do Resíduo Bauxita em áreas contaminados com elementos-traço

• OBJETIVO– Determinar a capacidade de adsorção/ dessorção de elemento-traço

do Resíduo de Bauxita, comprando-a com outros materiais absorventes;

– Avaliar o uso do Resíduo de Bauxita na Remediação de Áreas Contaminadas com elemento-traço (Metais Pesados);

– Estudar possíveis tratamentos que visam melhorar a capacidade de adsorção do Resíduo de Bauxita aumentando a sua eficiência como agente mitigador em áreas contaminadas devido a altas concentrações de elementos-traço.

74

Comentários

• Montar matrizes comparativas, cruzando fatores-chave de sucesso pra cada potencial aplicação

– Volume

– Rentabilidade

– Segurança Ambiental

• Pensar como produto

75

“Passivação de Aço”

• Hipótese:

– Com a imersão de placas de aço em suspensões de resíduo de bauxita, o metal aumentaria sua resistência à corrosão

– Realizou vários testes:

• Tipo de tratamento superficial do aço

• Tempo de exposição ao RB

• Controle químico Cl-/OH+

76

• Parâmetro de Controle: impedância (eletronegatividade: corrosão)

• Conclusão: para determinadas condições a imersão do aço em RB aumenta sua impedância, mas com pouca aplicabilidade industrial e comercial

77

Uso de RB como matéria-prima para produção de cimentos

• RB não-cáustico

• Variação de % de adição

• Variação de T°C de clinquerização

• Controle:

– fases cristalinas do cimento

– Propriedades físicas do cimento

78

79

80

Conclusão

• Adição de 1% de RB não interfere nas propriedades do cimento

81

Evolução no Custo de Construção de ARBs – Poços de Caldas

Evolução de Custo de Construção de ARBs em Poços de Caldas

0%

100%

200%

300%

400%

500%

600%

Jan-

95

May

-95

Sep

-95

Jan-

96

May

-96

Sep

-96

Jan-

97

May

-97

Sep

-97

Jan-

98

May

-98

Sep

-98

Jan-

99

May

-99

Sep

-99

Jan-

00

May

-00

Sep

-00

Jan-

01

May

-01

Sep

-01

Jan-

02

May

-02

Sep

-02

Jan-

03

May

-03

Sep

-03

Jan-

04

May

-04

Sep

-04

Jan-

05

May

-05

Ev

olu

çã

o d

os

ín

dic

es

de

me

rca

do

(%

)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

Cu

sto

de

Co

ns

tru

çã

o d

e A

RB

s (

R$

/m3

)

IGP-M

Aço

Combustível

Custo ARB (R$/m3)

Fonte: Indices (FGV). Investimentos: Controladoria.

Capacidade de Estocagem: Relatórios de Projetos

ARB 5

ARB 7

ARB 6/6A

ARB 8

82

POÇOS DE CALDAS

Produção de 390.000 ton alumina/ano

• Taxa de Lançamento de Resíduo de Bauxita = 386.000 m3/ano (55% sólidos)

• 1 ton Alumina 0,94 ton Resíduo de Bauxita

ALUMAR

Produção de 1.490.000 ton alumina/ano

• Taxa de Lançamento de Resíduo de Bauxita = 966.000 m3/ano (65% sólidos)

• 1 ton Alumina 0,70 ton Resíduo de Bauxita

Números AtuaisAlcoa Alumínio- Brasil

Números no FuturoPOÇOS DE CALDAS

Produção de 418.000 ton alumina/ano

• Taxa de Lançamento de Resíduo de Bauxita = 413.000 m3/ano (55% sólidos)

• 1 ton Alumina 0,94 ton Resíduo de Bauxita

ALUMAR

Produção de 3.500.000 ton alumina/ano

• Taxa de Lançamento de Resíduo de Bauxita = 2.270.000 m3/ano (65% sólidos)

• 1 ton Alumina 0,70 ton Resíduo de Bauxita 83

Reabilitação de Superfície

ARBs 3 e 5 – Poços de Caldas

84

Desafio

Location Total Footprint* (Ha)

Mass of Residue (‘000 Dry tonnes)

Area Rehabilitated (Ha)

AWA Australia

Kwinana Pinjarra Wagerup

Sub Total

470 630 350

1,450

110,170 150,490 53,120

313,780

119 31 5

155

AWA Atlantic

Jamaica San Ciprian Point Comfort Surinam

Sub Total

218 44

360 470

1,092

21,700 10,100 36,950 35,840

104,590

0 0 0 0

0

AWA Brazil

Sao Luis Pocos de Caldas

Sub Total

89 131 220

12,660 3,930 16,590

21 57 78

Total 2,762 434,960 233

Alcoa White Paper – TDG 2003

85

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Composição

Re

sis

tên

cia

à C

om

pre

ss

ão

(M

Pa

)

Padrão LSD-5% LSD-25% LCT1-5% LCT1-25% LCT2-5% LCT2-25% LCT3-5% LCT3-25%

T1 = 400 ºC/4h

T2 = 600 ºC/4h

T3 = 1.000 ºC/4h

Padrão

Padrão Mínimo de Qualidade- 18 MPa

Propriedade mecânica (resistência à compressão) de concretos com RB

86

4000 3000 2000 1000 0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

4000 3000 2000 1000 0

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

amostra seca à tamb

% t

rasm

itâ

ncia

(u

.a.)

nº de onda (cm-1)

amostra tratada 900ºC 8h

Espectro infravermelho da amostra seca à temperatura ambiente em

dessecador e tratada à temperatura de 900ºC

87

690640-500

silicato10001100-950Silicatos

Alumino

silicatos

690750-650[(Al,Si)O2]n

sílica10001100-900SiO2

silicato10001000-950[Si3O9]6-

(amostra)(literatura)

AtribuiçãoBanda no Infravermelho

Número de onda/cm-1

Grupos

Bandas do espectro infravermelho de amostra de resíduo de bauxita

coletados na Alcoa (Poços de Caldas) comparadas com a literatura.

88

difratograma de raios X de resíduo de bauxita.

O difratograma de referência é de sílica

10 20 30 40 50 60 70

10 20 30 40 50 60 70silica

Amostra tratada 1200ºC 9h

Amostra in natura

2 /graus

cps

89

1 kg de alumínio utilizado

para substituir materiais

convencionais mais

pesados nos veículos,

Tem o potencial de reduzir

20 kg de CO2

durante a

vida média dos veículos.

Veículos mais leves…

Fonte: ABAL- Relatório de Sustentabilidade 200790

Fluxograma de Processo

91

Upstream StackingTecnologia “up stream” para aumento da vida

útil de lagos de RB- Alcoa Poços de Caldas

Fonte: Fotograma da Alcoa- Poçcos de Caldas 92

Reabilitação de Superfície

Fonte: Fotograma da Alumar- Alcoa

Vista aérea de um lago de RB com reposição de cobertura vegetal

93

Iniciativas comerciais identificadas

94

Iniciativas comerciaisSiderurgia

-Desenvolvido na Rússia e instalado na Índia para a produção de ferro 95

ObjetivosEspecíficos

• a- descrever e discutir a sustentabilidade empresarial em todas suas dimensões e dentro dela posicionar a situação da indústria do alumínio;

• b- estabelecer as condicionantes do processo de aplicação de resíduos como matéria-prima:

– b1- tecnológicas: descrever o estado da arte da aplicação de RB, requisitos de processo e volumes aplicáveis em substituição de matérias-primas em outras indústrias;

– b2- mercadológicas: analisar o RB e suas aplicações potenciais frente às variáveis mercadológicas, tais como: segmentação de mercado, competitividade, logística e custos;

– b3- legislativas: descrever as atividades e procedimentos necessários para assegurar a aderência às normas ambientais e cumprimento de leis e resoluções ambientais, em relação às legislações estaduais e nacionais para se transportar, aplicar e disposição post-mortem de produtos com conteúdo de resíduos;

96

Polímeros

Objetivo: Utilizar como carga em polímeros.Iniciativas comerciais

Red mud plastic

97

Cerâmica Vermelha: Tijolos e Telhas

Objetivo

Incorporação na massa de fabricação de telhas e blocos

cerâmicos estruturais.

Aplicação em Cerâmica Vermelha

Fonte: Uralita

Testes de incorporação de RB em telhas e blocos cerâmicos na Cerâmica

Uralita, conclusão: potencial de incorporação de 10% de RB

98

Vista aérea de lagos de RB- Alcoa Poços de Caldas

Fonte: Fotograma da Alcoa- Poços de Caldas

99

Corretivo de solosTestes de aplicação de RB em soloa ácidos para cultura de cana-de-açucar,

estudos ainda não conclusivos (inferência de 10% de susbstiuição do

calcareo)

100

BauxolCorretivo de Solo

101