Análise da redução de impacto ambiental proporcionado pelo processo de reaproveitamento do fluido de corte empregado nas indústrias de beneficiamento de ágatas no município de Soledade(RS) Antonio Gabriel Valduga Camargo Mestrando em Engenharia; Laboratório de Saneamento Ambiental LSA; Universidade de Passo Fundo UPF Cleomar Reginatto Acadêmico do curso de Engenharia Ambiental e Bolsista Bic/Fapergs; Laboratório de Geotecnia e Saneamento Ambiental; Universidade de Passo Fundo UPF cleomar@lci.upf.br Pedro Domingos Marques Prietto Engenheiro civil; Dr. e professor do curso de engenharia ambiental da UPF, Universidade de Passo fundo UPF pdmp@upf.br Eduardo Pavan Korf Acadêmico do curso de Engenharia Ambiental e Bolsista Pibic/CNPq; Laboratório de Geotecnia e Saneamento Ambiental; Universidade de Passo Fundo UPF eduardokorf@gmail.com Resumo: Este trabalho de pesquisa procura analisar os benefícios ambientais, proporcionados pelas etapas de recuperação de fluido de corte, especificamente óleo disel de petróleo, realizadas por algumas empresas beneficiadoras de pedras preciosas, no município de Soledade (RS). Sabe-se que o objetivo principal destas etapas de recuperação de fluido, objetivam principalmente a redução de custos operacionais das empresas. Entretanto, esta recuperação mostra-se importante, também nos aspectos ambientais quer, quanto às características finais do resíduo gerado pelo referido processo industrial, quer por benefícios ambientais indiretos. Para tal, analisou-se a quantidade de óleos e graxas presente nos resíduos gerados sem nenhuma espécie de recupeção de fluido de corte e comparou-se com os resultados obtidos após a realização dos processos de recuperação deste fluido, realizados nas empresas pesquisadas. Desta forma pôde-se estabelecer relações pertinentes sobre a importância destes procedimentos segundo aspectos ambientais de ordem direta e indireta. Palavras-chave: Óleo diesel; Beneficiamento de gemas; Resíduo sólido. 1. Introdução Durante muitas décadas o homem produziu, além de bens de consumo, inúmeros poluentes que acabaram, de uma forma ou outra, atingindo o meio ambiente. Com o advento da revolução industrial surgiu uma pressão sobre os recursos naturais, e a sociedade, principalmente no final do século passado e início deste, passou a cobrar dos governantes e industriais, uma maior responsabilidade para com os seres que habitam o planeta. (COELHO, 2006) A crescente contaminação de solos e águas estabelece-se como alvo de muitas preocupações por parte de diversas comunidades. Isso possibilita um incremento na quantidade de estudos que procuram avaliar essa problemática, buscando maiores 1
conhecimentos sobre as características físicas e químicas dos contaminantes, bem como suas transformações no espaço de tempo, ou suas reações diretas e indiretas com o meio ambiente. Neste sentido a comunidade de Soledade (RS) tem-se manifestado na busca por soluções para o correto gerenciamento e disposição dos resíduos gerados nas indústrias localizadas neste município, visando assim, a conseqüente descontaminação do solo e dos recursos hídricos da região. Neste sentido, diversos empresários buscam a melhoria de seus procedimentos industriais. Em alguns casos, procuram manter a exploração e modificação das matérias primas de uma forma em que sejam reduzidos os impactos negativos gerados em sua atividade. Entretanto, muitas vezes, percebe-se a dificuldade de conciliar-se o desenvolvimento econômico industrial e a preservação do meio ambiente. No setor de industrialização de gemas, esta dificuldade se apresenta no gerenciamento dos diversos poluentes produzidos e gerados nas etapas do processo produtivo. Um dos poluentes mais problemáticos advém da geração de resíduos sólidos, oriundos dos processos de corte e usinagem das gemas de ágata, contaminados por fluidos de corte, em especial o óleo diesel de petróleo, visto que este apresenta uma composição muito complexa, além de apresentar insolubilidade em água e elevada persistência ambiental, o que caracteriza sua difícil degradação. Para agravar este problema, os fluidos quando manejados inadequadamente, acabam atingindo o solo, a flora, a fauna e os mananciais de água, causando prejuízos às empresas de tratamento de água e esgotos e, por conseqüência, às comunidades que se beneficiam desses recursos. (QUEIROZ, 2001) Desta forma, se faz necessário avaliar a eficiência de processos industriais que busquem atenuar os impactos negativos gerados no uso do óleo diesel, como fluido de corte, para o beneficiamento de ágatas, no estado do Rio Grande do Sul. 2. Materiais e métodos 2.1 Local de estudo Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido no Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade de Passo Fundo UPF. As amostras foram coletadas no município de Soledade (RS) localizado a aproximadamente 80 km de Passo Fundo, sede da UPF. Trata-se de um município pólo no beneficiamento de pedras preciosas, principalmente gemas de ametista e ágata. 2.2 Coleta dos dados Como primeira etapa da pesquisa, foi realizada, uma série de entrevistas para obter-se um maior conhecimento, sobre as características específicas que envolvem o processo de corte de ágatas no município de Soledade (RS), assim como dados das empresas do setor. As entrevistas foram realizadas com os proprietários ou gerentes de 24 empresas beneficiadoras de ágatas no município de Soledade (RS). Estas empresas foram selecionadas, através da lista de clientes compradores de serras diamantadas prensadas, serras estas, amplamente usadas no referido setor industrial. 2
Destas empresas, foram selecionadas as cinco que apresentaram os maiores consumos mensais de óleo diesel de petróleo, especificamente como fluido de corte, para máquinas beneficadoras de ágatas. Nestas empresas foram realizadas as entrevistas e retiradas amostras de resíduos diretamente das máquinas de trabalho e amostras do resíduo gerado, após o processo de reaproveitamento do fluido de corte. 2.3 Coleta das amostras O procedimento de amostragem do material foi realizado segundo as normas da ABNT 10007, para título de amostragem, preservação e estocagem, procurando sempre amostras representativas do processo de corte de ágatas. Foram coletadas 02 amostras de resíduos, para as empresas que trabalham com mais de um tamanho de máquina de corte e 01 amostra, nas empresas que trabalham apenas com um tamanho de máquina de corte. As amostras foram retiradas diretamente das máquinas de corte de ágatas, apresentando assim, resíduos sem etapa de recuperação de fluido de corte. Estas amostras foram identificadas como amostras: A1sr e A2sr, para a empresa A ; B1sr, para a empresa B ; C1sr, para a empresa C ; D1sr e D2sr, para a empresa D e E1sr e E2sr, para a empresa E. Nas empresas que apresentaram mais de um tamanho de máquina em serviço, na data da coleta, foi coletada uma amostra da maior e uma amostra da menor máquina em trabalho; nas empresas onde havia apenas um tamanho de máquina em serviço, coletou-se apenas uma amostra. A seguir, foram coletadas amostras de resíduos, diretamente dos tambores de recuperação de fluido de corte. As amostras foram coletadas diretamente dos tambores de recuperação ou dos tambores de destino final, dependendo do número de etapas de recuperação de fluidos operacionalizados na empresa. Desta forma, em três empresas das cinco, foram coletadas amostras da primeira e segunda etapa de recuperação. Em duas das cinco empresas foram coletadas apenas amostras do resíduo armazenado após a etapa única de reaproveitamento do fluido de corte. Estas amostras foram identificadas como: Acr1 e Acr2, para a empresa A ; Bcr1 e Bcr2, para a empresa B ; Ccr1 e Ccr2, para a empresa C ; Dcr1, para a empresa D e Ecr1, para a empresa E. 2.4 Determinação de óleo nas amostras A determinação de óleo, remanescente nos resíduos sólidos gerados no beneficiamento da ágata, foi realizada pelo método de Soxhlet adaptado para determinação de óleo e graxas, proposto pela APHA (1998). Todas as amostras antes de passarem pelo extrator, foram secas em estufa à 100 C, por 30 minutos. A seguir a amostra foi pesada e submetida ao extrator de Soxhlet, tendo como solvente extrator o n-hexano (grau analítico). A Figura 1 apresenta a aparelhagem utilizada nas determinações. 3
FIGURA 3 - Equipamento Soxhlet para extração de óleos e graxas 3. Resultados e discussões 3.1 Processo de recuperação de fluido de corte Para fazer-se uma análise dos resultados obtidos, é necessário um melhor entendimento dos procedimentos utilizados pelas indústrias na recuperação parcial do óleo remanescente nos resíduos sólidos gerados. Estes procedimentos industriais são processos que têm como princípio básico a diferença de polaridade e densidade entre o líquido usado no procedimento (água) e o fluido de corte adsorvido pelo resíduo (óleo diesel de petróleo). Na empresa A, o procedimento usual consiste da retirada do sistema material resíduofluido, usualmente denominado lodo, o qual é colocado em um tambor plástico de 50L onde é realizada a adição lenta de água, seguida da agitação manual do material, como representado na figura 1. Com uma espátula de madeira mexe-se a mistura de tempos em tempos até que o óleo, por ser menos denso fique sobrenadante e possa ser retirado. Após esta etapa inicial, o material é removido aos poucos para outro tambor plástico onde o material é depositado em um tambor que contém cerca de 30L de água. Este material ao entrar em contato com a água, permite, segundo os realizadores, uma melhor remoção do fluido de corte. Na empresa B a primeira etapa é realizada em um tonel plástico de 200L semelhantemente ao processo da empresa A. A seguir o material é transferido para um tonel, onde existe um cano de PVC de 100mm, o qual foi furado artesanalmente com uma lâmina aquecida. O material é então depositado, ao redor do cano, sendo que parte do fluido desloca-se para o interior do mesmo. E é removido através da utilização de material esponjoso. Na empresa C o processo inicial é o semelhante ao da empresa A, a diferenciação principal, ocorre no tamanho do tonel plástico o qual possui 200L. Na segunda etapa de recuperação, o material é depositado aos poucos em uma betoneira de 40L contendo cerca de 20L de água. O material é agitado, e após cerca de 5 minutos é transferido para um tonel metálico para disposição final do resíduo industrial. Na empresa D o material é reaproveitado na própria máquina, onde é criado um banco de resíduo e adicionada água ao referido banco de modo lento e sem agitação, como pode ser representado na figura 2. Espera-se cerca de 5 a 10 minutos para a água 4
penetrar o banco de resíduo e logo a seguir o resíduo é manualmente retirado da máquina e disposto no tambor de destino final. Na empresa E o material é reaproveitado conforme a primeira etapa da empresa C. tonel pá resíduo FIGURA 1: Processo de recuperação dos resíduos feitos nos tambores. serra Máquina de corte Banco de resíduo Fluido de corte FIGURA 2: Processo de recuperação de resíduos realizado na máquina de corte. 3.2 Análise gravimétrica de óleos e graxas Os resultados das análises gravimétricas realizados neste experimento estão demonstrados nas tabelas 1 e 2. Na tabela 1 estão registrados os resultados para os resíduos sem recuperação de fluido de corte. Neste caso, as amostras com final sr, indicam que o resíduo não passou por nenhum processo de recuperação de fluido de corte. Análise 1 indica que a amostragem foi realizada na menor máquina em trabalho e análise 2 na maior máquina. As análises das amostras foram realizadas em duplicata, sendo os resultados identificados como a e b. 5
TABELA 1 - Concentrações de óleos e graxas das amostras sem recuperação de óleo. Amostra % de óleo Média (M) Desvio padrão (σ) Coef. de variação (Cv) Análise 1 Análise 2 a b a b Asr 33,53 33,19 35,96 33,09 33,94 1,358 0,040 Bsr 24,93 26,58 - - 25,76 1,167 0,045 Csr 38,30 37,81 - - 38,06 0,346 0,009 Dsr 37,36 36,54 34,09 34,69 35,67 1,535 0,043 Esr 28,08 28,59 31,08 31,71 29,87 1,797 0,060 Na tabela 2 estão registrados os resultados obtidos para os resíduos amostrados após os processos de recuperação do fluido de corte. Desta forma as amostras com final cr1, indicam que o resíduo passou por um processo de recuperação do fluido de corte (óleo diesel), as amostras com final cr2 indicam que o resíduo passou por um segundo processo de recuperação. Cada amostra foi analisada em duplicata, sendo especificadas por análise c e d. TABELA 2 - Concentrações de óleos e graxas das amostras analisadas com recuperação de óleo. Amostra % de óleo Médias Desvio padrão Coef. de variação Análise cr1 Análise cr2 M M σ σ Cv Cv c d c d Cr1 cr2 cr2 cr2 cr1 cr2 A 2,06 1,88 2,37 0,92 1,97 1,64 0,127 1,019 0,065 0,620 B 20,80 21,92 18,28 16,42 21,36 17,35 0,792 1,313 0,037 0,076 C 9,14 10,33 5,98 5,99 9,74 5,98 0,847 0,007 0,087 0,001 D 8,89 8,84 - - 8,87-0,033 0,004 E 15,22 15,39 - - 15,30-0,119 0,008 Com os dados apresentados, pôde-se fazer uma relação entre os percentuais de matéria oleosa antes e após a etapa, ou as etapas, de recuperação do fluido de corte. Esta relação é apresentada na figura 3. 6
40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% sr cr1 cr2 5% 0% A B C D E FIGURA 3 Concentração de óleos e graxas nas amostras sem recuperação; com primeira etapa de recuperação e com segunda etapa de recuperação. Observando as tabelas 1 e 2 resumidas na figura 3 pode-se perceber que as concentrações do contaminante (óleo diesel de petróleo) diminuem significativamente quando são realizados os processos de recuperação de fluido de corte. Esta remoção do fluido de corte é realizada com o intuito de reutilizar o fluido no processo de usinagem de pedras preciosas. A porcentagem de remoção do contaminante (fluido de corte) está apresentada na tabela 3. TABELA 3 Eficiência do processo de recuperação Amostra % de óleo Valor médio % de remoção de óleo após a primeira etapa de recuperação % de remoção de óleo após a segunda etapa de recuperação sr cr1 cr2 A 33,94 1,97 1,64 94,20 95,17 B 25,76 21,36 17,35 17,08 32,65 C 38,06 9,74 5,98 74,41 84,29 D 35,67 8,87-75,13 E 29,87 15,30-48,78 Como pode ser observado, na empresa A obteve-se um resíduo com remoção de óleo diesel na ordem de 95% de redução do contaminante. Nas empresas C e D obtevese valores de remoção semelhantes para a primeira etapa de recuperação. Nessas, cerca de 75% do fluído de corte foi removido, apesar de realizarem procedimentos diferenciados. Na empresa E os valores apresentados foram menos promissores na recuperação do fluido de corte, obtendo cerca de 50% de remoção. Na empresa B obteve-se os índices de remoção de óleo mais baixos, chegando a valores em torno de 30%. Tendo-se consciência de que os procedimentos realizados nas empresas são descontínuos, com agitação manual, tendo ainda como objetivo único o reaproveitamento do fluido de corte, percebe-se que na maioria das vezes o procedimento de remoção é interrompido quando o volume de óleo retirado deixa de ter significância visual. Em outras palavras o operador, ao perceber que a quantidade de 7
óleo a ser retirada, passa a ser mínima, encerra o procedimento de recuperação, no tambor ou na máquina. De mesma forma, percebe-se que provavelmente exista alguma etapa ou procedimento não foi totalmente elucidado nos procedimentos de remoção realizados na empresa A. Nesta empresa, as coletas das amostras do resíduo com recuperação foram realizadas diretamente nos tambores de remoção de fluido e tambores de destino final do material. Sendo os procedimentos de remoção, acompanhados apenas no momento da coleta do material. Por informação do proprietário, sabe-se que parte do resíduo gerado é reutilizado como material destinado ao polimento de pedras preciosas. Talvez, esta seja uma justificativa para obter-se um material mais isento de matéria oleosa. Fazendo-se uma análise dos resultados, considerando-se o valor mais elevado de remoção (empresa A ), o qual é intencionalmente obtido, e o valor mais reduzido, decorrente da dificuldade operacional por falta de mão de obra (empresa B ). Percebese, que os valores de remoção de óleo diesel de petróleo são dependentes diretos do correto manejo dos processos de recuperação empregados. Isso pode ser corroborado com a crescente remoção do material ao realizarem-se duas etapas de recuperação de fluido. Além deste evidente benefício ambiental, o qual permite que os resíduos sólidos gerados sejam dispostos com níveis menores de contaminantes, cabe salientar que a remoção do fluido de corte reduz o volume final do material a ser depositado nos aterros de resíduos industriais, proporcionando redução nos custos finais empresariais destinados à este procedimento. Outra benesse gerada está no reaproveitamento do óleo diesel recuperado, o qual além de gerar ganhos financeiros evidentes, produz ganhos ambientais indiretos pelo simples fato da redução no consumo de materiais derivados do petróleo, material este considerado não-renovável. 4. Considerações Finais Com base nos dados obtidos na pesquisa, conclui-se que os processos de recuperação de fluido de corte, realizado nas empresas, mesmo sendo artesanal e rudimentar, produzem uma redução significativa nos teores de óleos diesel presente no resíduo sólido gerado durante o corte e usinagem de ágatas no município de Soledade (RS). Em alguns casos, o resíduo gerado após o processo de recuperação do óleo, apresentou níveis de remoção de até 95% com percentual de óleo presente no resíduo chegando a valores médios inferiores a 02%. A importância de processos de recuperação de fluidos de corte é inegável, quer seja na redução do consumo de fluidos derivados de petróleo, quer seja na redução dos níveis poluentes gerados durante os processos de usinagem industrial. Cabe ressaltar que, apesar de todas as empresas visitadas durante a pesquisa, informarem que dispõem corretamente seus resíduos sólidos gerados, tem-se conhecimento que algumas empresas da região dispõem seus resíduos sem os cuidados legais necessários. Quer seja na destinação correta ou incorreta do material, fica evidente que a redução nos níveis de óleo diesel presente no resíduo sólido gerado é extremamente importante para o meio ambiente receptor, seja ele o aterro para resíduos perigosos ou os locais indevidos como leitos de rios e solo rural ou urbano. Referências 8
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 20.ed. Washington: APHA, 1998. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10007: Amostragem de resíduosprocedimento...rio de Janeiro: ABNT, 1987. COELHO, Ricardo dos Santos. Avaliação da toxicidade de fluidos de usinagem através da ecotoxicologia aquática. Tese. Escola de Engenharia de São Carlos Universidade de São Paulo. São Carlos, 2006. QUEIROZ, Jorge Luiz Lima. Desenvolvimento de um protótipo de software para controle da variável ambiental na utilização do fluido de corte. Tese. Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 2001. 9