APLICAÇÃO DE RESÍDUOS DE ESPUMAS DE POLIURETANA RÍGIDA E PÓ DE PALMITO PUPUNHA COMO ADSORVENTES PARA O INSETICIDA CIPERMETRINA

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1 l APLICAÇÃO DE RESÍDUOS DE ESPUMAS DE POLIURETANA RÍGIDA E PÓ DE PALMITO PUPUNHA COMO ADSORVENTES PARA O INSETICIDA CIPERMETRINA Evana C. Dall Agnol 1, Jaqueline Boldt 2, Denise A. K. Silva 3*, Ana P. T. Pezzin 4 1 Departamento de Engenharia Ambiental da UNIVILLE evanadallagnol@yahoo.com.br; 2* Departamento de Química Industrial da UNIVILLE jaqueboldt@yahoo.com.br; 3* Departamento de Engenharia Ambiental da UNIVILLE, Caixa Postal 246, CEP Joinville/SC -- dabatti@univille.edu.br; 4 Departamento de Engenharia Ambiental da UNIVILLE - anapezzin@yahoo.com.br Application of rigid polyurethane foam and Pejibaye dust as adsorbents to cypermethrin pesticide Together with the modernization of agriculture it had increase in the use of chemical products of toxic effect to several organisms and environments. On the other hand, the reusing of residues proceeding from the agroindustry and local industries of transformation with the objective to add value to these residues can be considered strategically. In this context the present study aimed the evaluation of the removal efficiency of cypermethrin pesticide in ethanol/aqueous (70/40) phase by two residues generated in the culture of pupunha (Bactris gasipaes H.B.K) and grind rigid polyurethane foam (PUR), widely applied in the refrigeration industry as cabinets of coolants and freezers, due its thermal isolation properties and high structural resistance. The experiments were carried out in two columns with 1g (size range < 0.5mm) of pupunha or PUR dust, using as eluent a 5mL solution of ethanol/water with the pesticide, in a total of 5 cycles in each column. The results shown and adsorption of 20% for the pupunha dust and 60% for the PUR dust, showing the better performance in the removal of cypermethrin by PUR residue. Introdução A modernização da agricultura favoreceu o aumento da produtividade e qualidade. Entretanto, juntamente com o uso intenso de pesticidas, efeitos tóxicos em mamíferos e plantas foram agravados. Dependendo do método de aplicação e das condições climáticas, mais de 90% do agrotóxico aplicado não atinge seu alvo específico para produzir a resposta biológica esperada. Este excesso de agrotóxico tem potencial para mover-se entre os diferentes compartimentos ambientais: solo, águas residuais e subterrâneas (BAJPAI & GIRI, 2002a). Vários trabalhos revelam a presença de níveis elevados de agrotóxicos e seus produtos de degradação em solos e águas (FRANKLIN et al., 1994, WILLIAM et al., 1997). Por outro lado, a aplicação de resíduos da agroindústria e indústria de transformação de origem local com o objetivo de agregar valor a esses resíduos como aplicá-los em materiais de construção tem importância estratégica (MATHUR, 2006). Antes da década de 1960, o Estado de São Paulo era o principal produtor brasileiro de palmito, extraído da palmeira juçara (Euterpe edulis Mart.). Por volta de 1980, ocorreu a primeira crise na exploração extrativista do palmito. Em, 1997 o estado do Pará é o primeiro produtor com cerca de 92% da produção brasileira de palmito, seguido pelo Estado de São Paulo, com apenas 4% (BOVI, 1997). De acordo com Flori e D oliveira (1995), a pupunha (Bactris gasipaes H.B.K.)

2 apresenta-se hoje como a melhor alternativa de cultivo para a produção racional de palmito, tendo em vista as qualidades agronômicas, industriais e comerciais. A pupunheira é uma planta tropical muito exigente em água. Para regiões com mais de dois meses seguidos de déficit hídrico, a irrigação torna-se necessária. Trabalhos têm demonstrado que a produção de palmito acompanha a distribuição pluviométrica (LOPES, 2004). O baixo déficit de água e a classificação do clima como: úmido a superúmido torna a região de Joinville, SC apta a receber a cultura da pupunheira, a qual está em ascensão no município. Embora conhecida pela força de suas indústrias de metalurgia, metal-mecânica e de plásticos, Joinville possui extensa área rural onde predomina as culturas de banana, arroz, cana de açúcar e que são administradas por pequenos agricultores, sistema predominante no Estado de Santa Catarina. Assim como com as demais culturas, o corte e a extração do palmito geram resíduos os quais permanecem no solo e são aplicados, algumas vezes, na confecção de cama para animais, ou seja, sem uso nobre. Estudos recentes utilizam os resíduos da pupunheira na obtenção de compósitos em matriz de resina poliéster (ALVES JR et al. 2006; MOREIRA, 2007), como forma de agregar valor a esses resíduos, entretanto novas aplicações estão sob investigação. Dentre os inúmeros termofixos encontra-se os poliuretanos na forma de espuma rígida (PUR), semi-rígida e flexível. As espumas rígidas de PU possuem uma estrutura altamente reticuladas com células fechadas, baixa densidade e baixo coeficiente de condutividade térmica, sendo largamente utilizadas como isolante térmico. Segundo Vilar (2001), o poliuretano foi desenvolvido por Otto Bayer em 1937, sendo produzidos pela reação de poliadição de um isocianato com poliol e em presença de agentes de cura e de expansão, catalisadores, surfatantes e cargas. Dependendo da composição e das características dos polióis, isocianatos e aditivos utilizados ma síntese, pode ser obtidos poliuretanos com diferentes propriedades. Na área de espumas rígidas, os poliuretanos se popularizam nas indústrias de isolantes térmicos para geladeiras, freezers e caminhões frigoríficos, na construção civil e em painéis divisórios. Atualmente, os poliuretanos ocupam a sexta posição do mercado dos plásticos mais vendidos no mundo, com cerca de 5%, comprovando ser um dos produtos mais versáteis empregados pela indústria (BECKER, 2002). Considerando esse panorama, este trabalho apresenta um estudo preliminar da aplicação de resíduos gerados pela agroindústria e indústria de transformação da região Joinville como potenciais agentes adsorventes de pesticida. O inseticida utilizado neste trabalho foi a cipermetrina, um inseticida piretróide, que atua por contato, ingestão e fumigação, extremamente perigoso para abelhas e organismos aquáticos, sendo

3 utilizado na aplicação foliar nas culturas de algodão, amendoim, arroz, batata, café, cebola, ervilha, feijão, soja, entre outros (ANVISA, 2007) Experimental Obtenção de resíduos de PUR, moagem e seleção do pó A obtenção de resíduos de PUR deu-se através de doação realizada pela empresa Whirlpool S.A. unidade Joinville SC. Após obtenção, o resíduo foi triturado (Triturador Forrageiro CID 125mm de aproximadamente 60Hz) e submetido a um conjunto de tamisas (malhas 1mm, 0,7mm e 0,5mm) permanecendo por 15min em agitador de tamisas (Bertel Indústria Metalúrgica Ltda.). A fração usada foi aquela que apresentou granulometria inferior a 0,5mm (< 32 mesh). Coleta de resíduos da pupunheira, moagem e seleção do pó Realizou-se coleta dos caules frescos, no mesmo dia da realização da extração e corte do palmito, em uma propriedade de cultivo da Palmácea na região do Quiriri, Joinville/SC. Após a coleta, os caules foram secos em estufa com circulação de ar a 60ºC por 48h sendo triturados (Forrageiro CID 125mm de aproximadamente 60Hz) com malha de 1,5mm. A seguir o pó obtido foi submetido a um conjunto de tamisas (malhas 4,75mm, 3,36mm, 2mm, 1,18mm) permanecendo sob agitação durante 15min em agitador de tamisas (Solotest), obtendo-se pó com granulometria inferior a 1,18mm. Logo após, submeteu-se o pó obtido em outro conjunto de tamisa com malhas inferiores a 1,18mm (malhas 1mm, 0,7mm e 0,5mm). A fração usada foi aquela que apresentou granulometria inferior a 0,5mm (< 32 mesh). Preparação das colunas Foram preparadas duas colunas, utilizando-se buretas de 10mL com diâmetro de 0,6mm, sendo uma contendo 1,0g do pó da pupunheira e outra 1,0g de PUR, conforme ilustra a Figura 1. Primeiramente, secou-se o pó de pupunha durante 15min a 105ºC em estufa sem circulação de ar, sendo que o pó de PUR foi utilizado sem prévia secagem. Para empacotamento dos pós, utilizou-se como eluente uma solução etanol/água na proporção 70:40 (v/v). Após empacotamento das colunas, foram realizados os ensaios de adsorção da cipermetrina.

4 Figura 1 Coluna utilizada no ensaio de adsorção de cipermetrina. Ensaios de adsorção do pesticida Para realização dos ensaios de adsorção utilizou-se uma solução de etanol/água (70:40) contendo cipermetrina na concentração de 0,5g/L. Em seguida, 5mL desta solução, foi vertida nas colunas preparadas anteriormente, apresentando vazão de aproximadamente 0,5mL/min. Após passagem completa da solução pela coluna, a mesma foi retida em tubo de ensaio para posterior análises de absorbância em espectrofotômetro (UV-Vis Hach DR/4000U) no comprimento de onda 276nm. Este procedimento foi realizado por cinco vezes (5 ciclos). Resultados e Discussão Durante a realização dos ensaios de adsorção, verificou-se que o experimento com o pó de pupunha não poderia ultrapassar 24h, pois o mesmo fermentava rapidamente impossibilitando a leitura correta de absorbância, sendo que o mesmo não ocorreu com a poliuretana. Para garantir a qualidade da análise, os 5 ciclos foram realizados em 24h. Observou-se também que a primeira alíquota analisada apresentava uma concentração mais elevada em relação à solução inicial, devido à presença de leve coloração amarela proveniente da fibra de pupunha. Porém, na seqüência do experimento, houve descoloração nas amostras obtidas e consequentemente queda suave na concentração com o aumento do número de ciclos, conforme mostrado na Figura 2. Apesar da elevação na medida de absorbância no primeiro ciclo, ao final de 5 ciclos, houve ainda uma redução de 20% em relação à concentração inicial do inseticida. Entretanto, a passagem do 4º para o 5º ciclo

5 não apresentou uma redução na concentração muito alta, indicando uma tendência à saturação da coluna. Uma sugestão para melhorar a eficiência da adsorção com pó de pupunha seria o aumento do diâmetro da coluna e o aumento da vazão, para evitar a fermentação. Adsorção de Cipermetrina Conc. g/l 0,8 0,6 0,4 Pupunha 0, nº ciclos Figura 2 Variação na adsorção de cipermetrina pelo pó de pupunha em função do número de ciclos. Como é possível verificar na Figura 3, o resíduo de PUR demonstrou alta eficiência na adsorção da cipermetrina, sem interferências no experimento. A redução da cipermetrina após a passagem pela coluna contendo o pó de PUR diminuiu bruscamente com o aumento dos ciclos. Após 5 ciclos, houve uma redução de 60% em relação à concentração inicial do inseticida. Como a queda da concentração de cipermetrina foi linear, os dados sugerem que o aumento do número de ciclos pode adsorver uma concentração ainda maior de inseticida, indicando que o resíduo de PUR, mesmo sem estar carregado, apresentou alta eficiência na remoção do inseticida cipermetrina. Adsorção de Cipermetrina Conc. g/l 0,6 0,4 0,2 PU nº ciclos Figura 3 Variação na adsorção de cipermetrina pelo pó de PUR em função do número de ciclos.

6 Conclusões Ao término deste trabalho, verificou-se que ambos os materiais utilizados podem ser empregados na adsorção do inseticida. O uso do pó de palmito pupunha adsorveu 20% de cipermetrina ao final de todo o experimento, enquanto a aplicação do resíduo de poliuretana rígida apresentou uma eficiência na adsorção bem superior (60%) ao final dos 5 ciclos. Ambos os resíduos merecem uma investigação mais aprofundada, inclusive utilizando outros pesticidas, pois mesmo sem estarem carregados removeram alta porcentagem do inseticida. Agradecimentos Fundo de Apoio à Pesquisa (FAP/UNIVILLE) pelo financiamento do projeto, e ao Governo do Estado de Santa Catarina pela bolsa de IC. Referências Bibliográficas 1. A.K. Bajpai; A. Giri, Swelling dynamics of a macromolecular hydrophilic network and evaluation of its potential for controlled release of agrochemicals. Reactive & Functional Polymers, 2002, 53, Franklin RE, Quisenberry VL, Gosset BJ, Murdock, EC Selection of herbicide alternatives based on probable leaching to groundwater. Weed Technol. 1994, 8, William WT, Mueller TC, Hayes RM, Bridges DC, Snipes CE (). Norflurazon absorption and dissipation in three southern soils. J AOAC Int, 1997, 45, V. K. MATHUR, Construction and Building Materials, 2006, 20, BOVI, Flori e D oliveira, LOPES, A. S C.A. ALVES Jr.; M.Z. FARINA; S.E. MOREIRA; A.S. SANTOS; A.P.T. PEZZIN; D.A.K. SILVA In XIV Encontro de Química da Região Sul (XIV SBQSUL), Erechim RS, 2006, FQ S.E. MOREIRA; M.Z. FARINA; C.A. ALVES Jr; A.S. SANTOS; A.P.T. PEZZIN; D.A.K. SILVA In 6th International Symposium on Natural Polymers and Composites, Gramado RS, 2007, P074, D. Becker, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, OK

7 11. ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Cipermetrina. Disponível em < Acesso em: 21maio 2007.