XXVI CONGRESSO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL REUTILIZAÇÃO DO FOSFOGESSO NA CONSTRUÇÃO CIVIL - ASPECTOS AMBIENTAIS

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1 XXVI CONGRESSO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL REUTILIZAÇÃO DO FOSFOGESSO NA CONSTRUÇÃO CIVIL - ASPECTOS AMBIENTAIS MSc Ana Pinto Cajazeiras 1 Prof. Dr. Armando Borges de Castilhos Júnior 2 1 Rua Dez de agosto, 20 São Gerardo, Fortaleza-Ceará Fone (085) Fax (085) ana@ens.ufsc.br cajazeiras@hotmail.com Palavras chaves: resíduos, poluição, valorização

2 REUTILIZAÇÃO DO FOSFOGESSO NA CONSTRUÇÃO CIVIL - ASPECTOS AMBIENTAIS MSc Ana Pinto Cajazeiras 1 Prof. Dr. Armando Borges de Castilhos Júnior 2 ana@ens.ufsc.br cajazeiras@hotmail.com OBJETIVOS O objetivo principal deste trabalho é analisar o fosfogesso (sulfato de cálcio), principalmente no que diz respeito aos aspectos ambientais, para seu reaproveitamento como um novo material de construção civil, tentando solucionar também o problema ambiental que esse resíduo causa. INTRODUÇÃO O Sulfato de Cálcio (fosfogesso) é um subproduto do processo químico da fabricação do ácido fosfórico. Este sub-produto é originado da reação da rocha de fosfato com o ácido sulfúrico. Quimicamente, a fórmula do fosfogesso é idêntica à do gesso natural (CaSO 4. 2H 2 O). O processo químico para a obtenção do ácido fosfórico é realizado através do ataque do ácido sulfúrico aos minerais da rocha fosfatada. A reação pode ser ilustrada pela equação abaixo descrevendo o processo: [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] 3. CaF H 2 SO nh 2 O 6H 3 PO (CaSO 4 + Nh 2 O) + 2HF No Sul do Estado de Santa Catarina está instalada a Indústria Carboquímica Catarinense (ICC), que produzia o ácido fosórico em grandes quantidades, gerando o fosfogesso como subproduto. Embora a ICC tenha cessado completamente suas atividades industriais, existe um estoque significativo de fosfogesso a espera de uma solução (fig.1). A quantidade de material depositado já alcança cerca de 3 milhões de toneladas. A existência de grandes estoques de materiais poluentes no Sul do Estado de Santa Catarina afeta diretamente o meio ambiente e consequentemente a qualidade de vida das populações vizinhas. Portanto a utilização destes materiais na construção civil poderá contribuir para a solução de graves focos de poluição e ao mesmo tempo se constituir em matéria prima de baixo custo. O acúmulo destes rejeitos, altamente poluentes, está atingindo níveis preocupantes, comprometendo o meio ambiente e a qualidade de vida na região. Há pois, necessidade urgente de estudos para solucionar o problema da poluição ambiental, quer seja através de uma melhor técnica de acondicionamento destes rejeitos, quer seja pela sua utilização como materiais alternativos na construção civil. 2

3 Fig. 1 Pilha de fosfogesso estocado em Imbituba SC. METODOLOGIA A metodologia aplicada neste trabalho consisistiu principalmente em análises feita em laboratórios da Universidade Federal de Santa Catarina. O material em estudo foi coletado nas proximidades da ICC, situado no município de Imbituba - SC. A coleta do material seguiu a norma brasileira de amostragem de resíduos sólidos - NBR Após a coleta do material e a sua caracterização foram feitas as seguintes análises: análise química, ensaio de lixiviação e solubilização, análise radioquímica e a leitura do ph, no período de 30 dias. A análise química consiste na realização de uma varredura total para identificação dos principais constituintes dos resíduos. Os resultados da dosagem dos diferentes elementos são expressos em porcentagem em peso dos óxidos. A análise de cátions e ânions foram realizadas por cromatografia iônica. A cromatografia iônica é uma técnica que emprega alguns princípios bem estabelecidos da troca iônica e permite que a condutância elétrica seja usada para a detecção e a determinação quantitativa dos íons em solução, depois da separação. 3

4 Entende-se, em geral, por troca iônica, a troca de íons de mesmo sinal entre uma solução e um corpo sólido muito insolúvel, em contato com ela. O sólido (trocador iônico) deve conter, como é claro, seus próprios íons. Para que a troca se processe com rapidez, e na extensão suficiente para ter interesse prático, o sólido deve ter uma estrutura molecular aberta, permeável (coluna analítica), de modo que os íons e as moléculas dos solventes possam mover-se para fora e para dentro da estrutura. O aparelho usado para a análise química de alguns íons encontrados na água de cura e nos materiais lixiviados foi o DIONEX 120. Este aparelho opera segundo os princípios da cromatografia líquida por troca iônica. Ele permite analisar alguns íons por medida da condutividade. Todas as amostras devem ser filtradas em filtro 0,45µm para não saturar a coluna analítica. A leitura do ph foi feita através da água de cura dos corpos compactados. O valor do ph é definido como o logaritmo do inverso da concentração de íons de hidrogênio na mistura de uma amostra analítica e água. As leituras de ph foram feitas no intervalo de 30 dias. Para fazer a leitura de ph seguiu-se o seguinte procedimento: Os corpos de prova, 2 corpos para cada mistura, foram colocados em um erlenmeyer contendo 1000 ml de água. Em seguida fez-se a leitura. Antes de se fazer a leitura, agitou-se bem a água para que a mesma pudesse estar em maior contato com a amostra. A leitura foi feita diariamente, inclusive nos finais de semana. O ph foi medido com um PHmetro DIGIMED 2M. RESULTADOS OBTIDOS A análise radioquímica feita no fosfogesso, indica que esse material tem uma reatividade natural, não causando portanto riscos à saúde humana. A tabela 1, e os gráficos 1 e 2 mostram os resultados obtidos nas análise realizadas com o fosfogesso. Componentes Fosfogesso % SiO Fe 2 O Al 2 O CaO

5 SO MgO 1.13 K 2 O 0.01 P 2 O Na 2 O 0.08 Tab. 1. Análise química do fosfogesso ( Comissão Estadual do Carvão). O gráfico abaixo mostra os resultados obtidos na análise dos ânions no fosfogesso. µs Sulfato Fluoreto Fosfatos Nitrato Minutos Gráfico 1- Análise de Ânions O gráfico seguinte apresenta os resultados obtidos com a leitura do ph, no período de 30 dias. Podemos observar que o ph inicial está em torno de 5,8 e nos últimos dias esse valor caiu para 5,3, que não é um bom resultado. Sendo esse resíduo considerado ácido. Esse valor pode ser modificado se o fosfogesso for misturado com um outro resíduo, menos ácido, que o deixe com um ph neutro para sua utilização na construção civil, sem causar maiores problemas. 5

6 Gráfico 2 Ph do fosfogesso ph fosfogesso ph 5,9 5,8 5,7 5,6 5,5 5,4 5,3 5,2 5, Tempo (dias) Segundo a NBR Lixiviação de Resíduos, obtida a amostra do lixiviado, analisou-se através da cromatografia iônica, no aparelho DIONEX-120, os seguintes elementos: Sódio, Amônia, Potássio, Magnésio, Cálcio, Fluoreto, Cloreto, Nitrato, Fosfato, Sulfato. De acordo com os resultados acima e com a norma NRB de Resíduos Sólidos- ANEXO G, listagem n 7, onde temos a concentração do limite máximo permitido dos elementos químicos poluentes encontrados no lixiviado do extrato obtido no teste de lixiviação, podemos observar que, nenhum dos elementos analisados ultrapassou o limite máximo permitido. Segundo o ítem 4.14 Toxidade - item b, da NBR , conforme os elementos analisados, esse resíduo não é considerado tóxico. Conforme os ensaios realizados e as características do resíduo, conclui-se que este é de classe II - não inerte. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES De acordo com os resultados obtidos até o presente momento e comparados com as normas brasileiras de resíduos sólidos, no que diz respeito à sua utilização na cosntrução civil, podemos concluir que ambientalmente esse material pode ser utilizado como novo material de construçoão civil. Mas vale ressaltar que essa pesquisa ainda está em andamento, podendo haver alterações nos resultados obtidos. 6

7 Recomenda-se para trabalhos futuros, o estudo do fosfogesso com um outro resíduo, que pode melhorar ainda mais as propriedades desse resíduo para sua utilização na construção civil. Comparações feitas com fosfogesso analisado em outros países mostram que esse material varia bastante sua composição, de acordo com a rocha do fosfato e o seu processo de exploração empregado. Portanto recomenda-se analisar o fosfogesso antes de sua aplicação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, NBR Classificação de Resíduos e NBR Amostragem de Resíduos. 2) CHANG,W. F. Phosphogypsum Engineering Properties and Construcion Applications of; Phosphate Research Institute University of Miami, ) CHANG, W. F.; MANTELL M. I. Engineering properties and Construcion Applications of Phosphogypsum. Phosphate Research Institute. University of Miami, Coral Gables, Flórida, ) Comissão Estadual do Carvão, Relatório da Secretaria de Tecnologia do Estado de Santa Catarina, ) KENLEY, W.C. Polk Country experimental Road, Phosphogypsum Fact-finding Forum, Sponsored by FIPR, Tallahassee, Florida (Dec. 1995). 6) METCALF, J.B. The Use of Phosphogypsum in Road Construcion, Phosphogypsum finding Forum, Sponsored by FIPR, Tallahassee, Flórida (Dec. 1995). 7) RAMZI, T. ; ROGER S. The Use of Phosphogypsum-Based Slag Aggregate in Hot Mix Asphaltic Concrete- pag ) WETERINGS, K. The Utilisation of Phosphogypsum, The Fertiliser Society of London- October ) MACCARINI, M. (1991a) Estudos de Aproveitamento de Rejeitos Poluentes do Sul de Santa Catarina para a Pavimentação. 25ª Reunião anual de pavimentação, ABPV, São Paulo, pp ) MACCARINI, M. (1991b) Propriedades Física, Química e Mecânica do Fosfogesso da Industria Carboquímica Catarinense. Simpósio sobre barragens de rejeitos e disposição de resíduos REGEO 91, Rio de Janeiro, pp ) TRICHÊS, G. e MACCARINI M. (1988) Misturas Fosfogesso/Cinza para Construção Rodoviária Estudos Preliminares. 23ª Reunião anual de pavimentação, ABPV, Florianópolis, pp