CARACTERIZAÇÃO E DESIGNAÇÃO DO PÓ DE REBAIXADEIRA

SAVE OFFLINE

FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO TÉCNICO DE MECÂNICA

THIAGO MOREIRA FLORES THALIS DE SIMAS KOLLER

CARACTERIZAÇÃO E DESIGNAÇÃO DO PÓ DE REBAIXADEIRA

Orientador: Sandro Heleno Auler

Novo Hamburgo 2018 1

THIAGO MOREIRA FLORES THALIS DE SIMAS KOLLER

CARACTERIZAÇÃO E DESIGNAÇÃO DO PÓ DE REBAIXADEIRA

Trabalho de Conclusão apresentado ao Curso de Mecânica da Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha como requisito para o projeto de integração disciplinar. Orientador: Sandro Heleno Auler

Novo Hamburgo, Setembro de 2018. 2

FOLHA DE ASSINATURAS

THIAGO MOREIRA FLORES THALIS DE SIMAS KOLLER

CARACTERIZAÇÃO E DESIGNAÇÃO PÓ DE REBAIXADEIRA

Novo Hamburgo, setembro de 2018.

____________________ Thiago Moreira Flores – [email protected]

____________________ Thalis de Simas Koller – [email protected]

___________________ Sandro Heleno – [email protected] Orientador

3

RESUMO

A produção de couro é realizada em grande escala no Rio Grande do Sul, principalmente pelas empresas que possuem atividades no ramo calçadista. Está produção de calçados e acessórios em couro, gera em larga escala resíduos como pó de couro, que são normalmente descartados em aterros industriais. Tais resíduos são classificados como perigosos por conta da utilização de cromo no processo de curtimento. A forma mais comum de eliminá-los é a construção de aterros, cuja legislação ambiental em vigor exige que os aterros sejam impermeáveis para que não contaminem o solo ou lençóis de água subterrâneos. Pensando nisso, o presente projeto realiza a caracterização destes resíduos com base em ensaios de teor de umidade e dados de análises de pH, lixiviação, solubilização, matéria orgânica total, sólidos totais, resíduo mineral total e carbono orgânico de pesquisas já existentes para designar uma função compatível. Os resultados apontam que o pó de rebaixadeira pode ser usado como material de auxilio com materiais de construção como o concreto, mostrou-se adequada para o cultivo de espécies de plantas ornamentais se misturada com casca de arroz carbonizada e vermiculita, são uma boa fonte de reciclagem para processos de cogeração, como incineração e pirólise podem ser utilizados no curtimento e recurtimento de couros, com grande benefício ao meio ambiente e redução de custo para o curtume. Palavras-chave: Pó de rebaixadeira, Caracterização, cromo.

4

ABSTRACT

Leather production is carried out on a large scale in Rio Grande do Sul, mainly by companies that have activities in the shoe industry. The production of footwear and leather accessories, the large scale production as leather dust, are usually discarded in industrial landfills. Such products are classified as hazardous because of the use of chromium in the tanning process. The most common form of disposal is the construction of landfills, the environmental legislation in force requires that the landings be impermeable so that they do not contaminate the soil or sheets of water. With this in mind, the present project carries out a characterization of the residues based on tests of moisture content and analysis of data of pH, leaching, solubilization, total organic material, total rocks, total mineral and enzymatic of existing samples to designate a function compatible. The results that can be recycled can be used as the aid material with building materials such as concrete, present suitable for the cultivation of ornamental plant species are mixed with the charred rice bark and vermiculite, are a good a source of recycling for cogeneration processes such as incineration and piracy can be used in tanning and retanning of hides, with great environmental benefit and cost reduction for tanning. Keywords: Stripper powder, Characterization, chrome.

5

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Características físicas e químicas do resíduo .......................................... 22 Tabela 2 - Contaminantes presentes no extrato lixiviado do resíduo ....................... 23 Tabela 3 – Contaminantes presentes no extrato solubilizado do resíduo ................ 23 Tabela 4 - Valores de pH, salinidade e densidade seca (ρs) dos tratamentos ......... 24 Tabela 5 - Volume dos substratos ocupado por macro, meso e microporos ............ 24

6

1

SUMÁRIO INTRODUÇÃO ................................................................................................. 10

2

REFERÊNCIAL TEÓRICO............................................................................... 11

2.1

Obtenção do couro e seus resíduos............................................................. 11

2.2

Toxidade do Cromo ........................................................................................ 12

2.3

Caracterização de materiais .......................................................................... 12

2.3.1 Teor de umidade .............................................................................................. 13 2.3.2 Sólidos totais .................................................................................................... 13 2.3.3 Teor de pH ....................................................................................................... 13 2.3.4 Matéria Orgânica Total .................................................................................... 14 2.3.5 Resíduo Mineral Total ..................................................................................... 14 2.3.6 Lixiviação.......................................................................................................... 14 2.3.7 Solubilização ................................................................................................... 15 2.3.8 Microscópio eletrônica de varredura (MEV) ..................................................... 15 2.3.9 Macroporos, mesoporos e microporos ............................................................. 15 2.4

Casca de arroz carbonizada (CAC) ............................................................... 15

2.5

Vermiculita ..................................................................................................... 16

2.6

Salinidade ...................................................................................................... 16

2.7

Análise Granulométrica ................................................................................ 16

2.8

Fluorescência de raios x ............................................................................... 17

2.9

Poder calórico ................................................................................................ 17

2.10 Curva de retenção ......................................................................................... 17 2.11 Aeração .......................................................................................................... 17 7

2.12

Porosidade total .......................................................................................... 18

2.13

Pó de rebaixadeira........................................................................................ 18

3

METODOLOGIA ............................................................................................. 18

3.2

Classificação ................................................................................................ 18

3.2

Obtenção do pó de couro ............................................................................ 19

3.3

Analise dos resultados ................................................................................. 20

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 22 5 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 26 REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 27

8

“Tenho a impressão de ter sido uma criança brincando à beira-mar, divertindo-me em descobrir uma pedrinha mais lisa ou uma concha mais bonita que as outras, enquanto o imenso oceano da verdade continua misterioso diante de meus olhos.” (Issac Newton) 9

1 INTRODUÇÃO A produção de couro é realizada em grande escala no Rio Grande do Sul, principalmente pelas empresas que possuem atividades no ramo calçadista. Está produção de calçados e acessórios em couro, gera em larga escala resíduos como aparas de couro e pó de couro que são normalmente descartados em aterros industriais. Tais resíduos são classificados pela NBR 10004 como perigosos por conta da utilização de cromo no processo de curtimento (RIEHL, 2014). Na indústria do curtimento de couro, o método mais utilizado para garantir maior durabilidade, resistência, elasticidade e as propriedades de estabilidade térmica e hidrotérmica do couro é realizada a aplicação do cromo 3 (Redação, 2008) que é um elemento bioativo presente no organismo em pequenas quantidades (Alves, 2017). No entanto, quando em concentrações elevadas é potencialmente perigoso à saúde e ao equilíbrio ambiental (Nriagu & Nieboer, 1988). A eliminação destes resíduos é muitas vezes problemática, estima-se que, na indústria de curtume, eles representem entre 10 e 30% da produção dos resíduos. A forma mais comum de eliminá-los é a construção de aterros, cuja legislação ambiental em vigor exige que os aterros sejam impermeáveis para que não contaminem o solo ou lençóis de água subterrâneos pois se colocado em contato com o solo, o cromo 3 presente nos resíduos sofre um processo de oxidação e se transforma em cromo 6, uma forma mais tóxica do cromo e altamente prejudicial à saúde (Revista TAE, 2013). Desta forma o projeto de conclusão do Curso Técnico de Mecânica da Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha de Novo Hamburgo desenvolvido pelos alunos Thiago Moreira flores e Thalis de Simas Koller sobre a caracterização e designação do pó de rebaixadeira tem como objetivo realizar a caracterização do pó de couro com base em dados de análises de pesquisas já existentes de pH, lixiviação, solubilização, matéria orgânica total, sólidos totais, resíduo mineral total, carbono orgânico, microscópio eletrônica de varredura, poder calórico, fluorescência de raios x, Análise Granulométrica, Salinidade entre outras analises para designar uma finalidade compatível fisicamente e quimicamente com os resultados de sua caracterização.

10

2 REFERÊNCIAL TEÓRICO 2.1

Obtenção do couro e seus resíduos De forma geral, couro é uma pele animal que passou por processos de

limpeza, de estabilização (dada pelo curtimento) e de acabamento. O processo de transformação de peles em couros é normalmente dividido em três etapas principais nos costumes, conhecidas por ribeira, curtimento e acabamento. O acabamento, por sua vez, é usualmente dividido em “acabamento molhado”, “pré-acabamento” e “acabamento final” (Pacheco, 2005). Já os cortumes podem ser classificados de acordo com a etapa de processamento do couro que realizam: o curtume wet blue desenvolve o primeiro processamento do couro após o abate, quando é dado o primeiro banho de cromo, gerando um tom azulado e molhado do couro, o curtume de semiacabado utiliza o couro wet blue como matéria-prima e o transforma em couro crust (semiacabado); o curtume de acabamento transforma o couro crust em couro acabado; e o curtume integrado realiza todas as operações de processamento, desde o couro cru até o acabado (Lemos, 2011). Quase todos os processos da produção de couro geram resíduos, como podemos observar na figura 1. Figura 1 – Processo de obtenção dos Resíduos

Fonte: (Lemos, 2011)

11

2.2

Toxidade do Cromo O cromo pode ser liberado para o ambiente por meio de resíduos originados de

um amplo número de processamentos industriais, incluindo a indústria curtumeira, têxtil e de metalurgia do ferro, aço e outros metais (Castilhos & Vidor, 2011). Dentre as formas normalmente encontradas na natureza, o cromo hexavalente (Cr6+) apresenta-se como cromatos e dicromatos (CrO4 2- e Cr2O7 2-), os quais são tóxicos e mutagênicos, solúveis em uma ampla faixa de pH e geralmente móveis no sistema solo/água (Castilhos & Vidor, 2011). O cromo trivalente apresenta-se na forma do cátion Cr3+ e do ânion CrO2, sendo consideravelmente menos tóxico e de baixa mobilidade, em razão de sua precipitação como óxidos e hidróxidos em pH superior a 5,0 (Ray et al., 1989). Os compostos hexavalentes causam uma ação irritante e corrosiva no corpo humano. A exposição do cromo hexavalente pode ocorrer, geralmente, através da inalação contato com a pele e ingestão. Apesar da Organização Mundial da Saúde (OMS) estabelecer o limite para o consumo humano, de 0,05 miligramas por litro, não há estudos científicos que comprovem qual o nível de cromo ingerido pode vir causar a doença. Os potenciais efeitos do cromo hexavalente variam, principalmente, com as espécies e as quantidades absorvidas na corrente sanguínea, a rota e a duração da exposição. (ALVES, 2017). Por este motivo o cromo hexavalente encontra-se na maioria das listas nacionais e internacionais de materiais de alta toxicidade, para os quais se aplicam rígidos procedimentos de controle. 2.3 Caracterização de materiais A caracterização de um material é realizada devido à necessidade de seleção adequada do material baseado no desempenho do sistema em estudo. Dependendo das solicitações a que este material ou sistema será submetido, a caracterização poderá abranger a avaliação de propriedades mecânicas, elétricas, bioatividade, imunogenicidade, eletrônicas, magnéticas, ópticas, químicas, térmicas e até mesmos a combinação de 2 ou mais destas propriedades. Esta caracterização de propriedades visa principalmente estimar o desempenho no período de “vida útil” do material, minimizando a possibilidade de degradação e falhas indesejáveis durante a utilização do produto (Mansur, 2015). 12

Existem várias definições para caracterização na literatura, dependendo basicamente do enfoque adotado pelo autor. Sob a óptica da Engenharia e Ciências de Materiais podemos conceituar “A caracterização descreve os aspectos de composição e estrutura (incluindo defeitos) dos materiais, dentro de um contexto de relevância para um processo, produto ou propriedade em particular” (Materials Advisory Board of National Research Council – USA). No procedimento de caracterização de materiais, podemos definir os seguintes aspectos importantes, a serem avaliados: Composição química, tamanho, forma e distribuição, Fases e estruturas (cristalino, amorfo, etc), Microestrutura, Superfícies, interfaces e recobrimentos 2.3.1 Teor de umidade O teor de umidade representa a quantidade de agua por unidade de massa. Pode ser expresso peça relação entre a quantidade de agua e a massa seca ou entre a quantidade de agua e a massa total. 2.3.2 Sólidos totais De acordo com a Norma Técnica Interna SABESP NTS 013, Sólidos totais são todas as substâncias que permaneçam após a total secagem de um determinado volume de amostra. 2.3.3

Teor de pH Para medir os níveis de acidez e alcalinidade das soluções, utilizam-se as

escalas de pH e pOH, que medem os teores dos íons H+ e OH- livres por unidade de volume da solução. (FOGAÇA, 2017) Na escala de pH, as substâncias cujo pH é menor que 7 são classificadas como ácidas, aquelas que apresentam pH maior que 7 são classificadas como básicas, e aquelas que apresentam pH em torno de 7 são consideradas neutras. É importante ressaltar que, normalmente, a escala de pH é utilizada somente para medir a acidez e alcalinidade de soluções ácidas e básicas que não sejam muito concentradas. Uma solução fortemente ácida apresenta pH menor do que zero, assim como soluções fortemente alcalinas apresentam, em geral, apresentam pH maior do 14, valores estes 13

que não estão compreendidos na faixa de variação da escala de pH. (MORTIMER, 2009) 2.3.4

Matéria Orgânica Total A matéria orgânica total é a porcentagem de matéria orgânica presente em uma

amostra. Matéria orgânica é qualquer material produzido originalmente por organismos vivos (vegetais, animais, fungos e microrganismos) que é devolvido no material e que se encontra em diferentes estados de decomposição, que vão desde tecido biológico intacto, até uma mistura de materiais substancialmente decompostos. Também se considera como fazendo parte da matéria orgânica a biomassa composta pelos microrganismos que atuam no processo de decomposição (Zona Agro Consultoria Agrícola, 2016). 2.3.5

Resíduo Mineral Total A Matéria Mineral, ou matéria inorgânica, consiste no produto resultante após

aquecimento

da

amostra

em

temperatura

de

500°C

a

600°C,

durante

aproximadamente 4 horas ou até que ocorra a combustão total da matéria orgânica. Este aquecimento a temperaturas elevadíssimas promove a eliminação de todas as substâncias voláteis pelo calor; a matéria orgânica se transforma em CO2 e H2O (VITAL, 2005). A determinação da matéria mineral fornece apenas uma indicação da riqueza de elementos minerais na amostra. Análises qualitativas e quantitativas posteriores são necessárias para a determinação real de cada fração de mineral presente na amostra. 2.3.6

Lixiviação “A lixiviação é o processo para determinação da capacidade de transferência

de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes no resíduo sólido, por meio de dissolução no meio extrator”, (ABNT NBR, 2004).

14

2.3.7 Solubilização “Capacidade de uma substância de se dissolver em outra. Esta capacidade, no que diz respeito a dissolução de um sólido em um líquido é limitada, ou seja, existe um máximo de soluto que podemos dissolver em certa quantidade de um solvente”, (informal, 2009). 2.3.8 Microscópio eletrônico de varredura (MEV) O princípio de um microscópio eletrônico de varredura (MEV) consiste em utilizar um feixe de elétrons de pequeno diâmetro para explorar a superfície da amostra, ponto a ponto, por linhas sucessivas e transmitir o sinal do detector a uma tela catódica cuja varredura está perfeitamente sincronizada com aquela do feixe incidente. (EDIPUCRS, 2007) 2.3.9 Macroporos, mesoporos e microporos Macroporos são poros com diâmetro de maior que 0,08 mm, permitem livre movimentação de ar e condução de água durante o processo de infiltração. São grandes o suficiente para permitir o desenvolvimento do sistema radicular e abrigar organismos de menor tamanho que habitam o solo (USP, 2015). Um material mesoporoso é um material poroso cujos poros têm diâmetro de 2 a 50 nm. Os materiais microporos são matérias com poros com diâmetro menor que 0,08 mm, ao contrário dos macroporos, os microporos geralmente são ocupados por água. Mesmo quando não preenchidos por água, seu tamanho reduzido não permite uma movimentação adequada do ar no solo. O movimento de água nos microporos é lento, e a maior parte da água retida nestes poros não está disponível para as plantas. A aeração, principalmente no subsolo, pode ser inadequada para um bom desenvolvimento radicular e atividade microbiológica (USP, 2015). 2.4

Casca de arroz carbonizada (CAC) A casca de arroz constitui aproximadamente 22-25% da massa do grão e é

composto essencialmente por um alto conteúdo de sílica, assim como celulose e outros minerais. As características físicas e químicas da cinza podem variar de acordo 15

com o tipo de arroz, mas também de acordo com o tratamento térmico, a temperatura de queima e a estrutura de gasificação. Diversas investigações foram realizadas aproveitando a capacidade de absorção da CAC, testando diferentes sustâncias a serem removidas como tintas e óleos. Em 2012 Manique etal obtiveram ótimos resultados na remoção de impurezas do biodiesel, utilizando uma concentração de 4% (w/w) de CAC. Eles atribuíram os resultados às altas concentrações de sílica presente na cinza, assim como aos meso e macroporos presentes nas partículas, o que incrementa a adsorção (MANIQUE et al., 2012). 2.5

Vermiculita Vermiculita ou vermiculite é um mineral formado por hidratação de certos

minerais basálticos. Sofre expansão quando lhe é aplicado calor. Possui alta capacidade de troca catiônica e é utilizada comercialmente, principalmente em sua forma expandida na construção civil e na agricultura, é lubrificante e tem as características necessárias aos materiais filtrantes. Tem a capacidade de absorver até cinco vezes o seu peso em água (VERDIN, 2004). 2.6

Salinidade Salinidade é uma medida da quantidade de sais existentes em massas de água

naturais, como sejam um oceano, um lago, um estuário ou um aquífero. A alta salinidade causa condições limitantes para ser usado puro como substrato para plantas e pode causar menor crescimento das raízes, conforme padrões referidos por HANDRECK & BLACK (1999) 2.7

Análise Granulométrica Através da distribuição granulométrica é possível determinar o tamanho médio

das partículas das substâncias em estudo. Hoff (2002) destaca que para a realização das análises químicas se faz necessário à preparação das amostras conforme NBR 11034 – Preparação de amostras de couro para análise química. Essa NBR determina que o tamanho médio das partículas de couro moído seja menor ou igual a 4 mm. (ABNT, 2005). 16

2.8

Fluorescência de raios x A fluorescência de raios x é uma análise que, através de sinais de raios x,

estimula uma amostra desconhecida, fazendo com que os elementos presentes na amostra emitam seus raios x característicos (RIEH, 2014). Desta forma, é possível determinar os tipos de elementos que se encontram no material através do EDX que detecta estes raios x. (SHIMADZU DO BRASIL, 2012). 2.9

Poder calórico Segundo Souza (S.D.) “O Poder Calorífico de combustíveis é definido como a

quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será a energia contida.” Um combustível é constituído, sobretudo de hidrogênio e carbono, tendo o hidrogênio o poder calorífico de 28700 Kcal/kg enquanto que o carbono é de 8140Kcal/kg, por isso, quanto mais rico em hidrogênio for o combustível (Souza, S.D.). 2.10

Curva de retenção A curva de retenção de água no solo tem sido utilizada como importante

ferramenta na descrição do comportamento físico-hídrico e na mecânica dos solos não saturados. A curva é parte fundamental da caracterização das propriedades hidráulicas do solo (Cichota & Jong van Lier, 2004), especialmente em estudos de balanço e disponibilidade de água às plantas, de dinâmica da água e solutos no solo, de infiltração e no manejo da irrigação (Tormena & Silva, 2002). 2.11 Aeração Aeração significa ventilação ou renovação do ar em ambiente fechado. É o ato de aerar ou arejar determinado elemento. Consiste na troca de gases entre o elemento a ser arejado e a atmosfera. O sistema de aeração pode ser utilizado em diferentes áreas. Na agricultura é realizada a aeração do solo, em biologia é realizada a aeração dos tecidos vegetais, em Química significa a aeração de substâncias diversa (SOUZA, 2011).

17

2.12 Porosidade total Porosidade total é o volume de poros totais do solo ocupado pelo ar e ou pela água. As partículas do solo têm forma, arranjo e estrutura diferentes, variando, assim, a macro e micro-porosidade do solo. Para calcular a porosidade total do solo, utilizamse certas medidas de densidade, transformando-as posteriormente em volume (EBAH, 2016). 2.13 Pó de rebaixadeira O pó de couro ou pó de rebaixadeira é um dos resíduos sólidos mais gerados em indústrias de fabricação de couro, como outros resíduos de couro ele é obtido através de processos de fabricação, mais precisamente na etapa de acabamento do couro, onde ele é raspado até atingir a espessura desejada pelo consumidor. Estes resíduos são gerados em grandes quantidades por dia, possuem grande concentração de metais pesados em sua composição, possuem baixo peso específico, são de difícil compactação e geralmente são destinadas a aterros industriais (NARDINO, 2015). 3 METODOLOGIA 3.1 Classificação A pesquisa é aplicada, pois a finalidade é estudar caracterizar e apontar uma finalidade para o pó de rebaixadeira. De acordo com o manual de orientações para projetos de pesquisa Visa adquirir ou gerar novos conhecimentos, novos processos, para a solução imediata de problemas determinados e específicos, com objetivo prático. Usa a pesquisa básica como suporte para isto. A pesquisa aplicada operacionaliza as ideias. (FESLSVC, 2013)

Com relação a abordagem a pesquisa é quantitativa pois foi utilizado parâmetros estatísticos, para analisar os dados. Todos os resultados analisados foram transformados em números em forma de tabelas. Quanto aos objetivos o projeto se trata de uma pesquisa exploratória, pois “visa proporcionar maior familiaridade com o assunto, com o problema, para maior conhecimento ou para construir hipóteses” (FESLSVC, 2013). 18

Conforme os procedimentos técnicos a pesquisa é bibliográfica, pois o projeto foi realizado através de buscas sistemáticas de conhecimento sobre o assunto já discutido, publicado e realizaram por outros autores (JUNG, 2004). A pesquisa será realizada em laboratório, pois os ensaios analisados já existentes foram realizados em condições artificiais totalmente manipuladas por profissionais de acordo com as normas, escolha das amostras a serem analisadas, tempo, equipamentos aferidos controlado. 3.2 Obtenção do pó de rebaixadeira A etapa inicial do projeto se deu através da coleta do pó de rebaixadeira para ter maior noção das aparências visuais do material. A necessidade da obtenção do material veio por causa da escassez de imagens relacionadas encontradas na internet. A obtenção do pó de rebaixadeira foi graças a uma empresa do setor coureiro da região do Vale do sinos, que forneceu 1kg de resíduos para colaboração com a pesquisa. Veja na figura 3 a amostra fornecida pela empresa Figura 2 – Amostra de pó de rebaixadeira adquirida

Fonte: Os autores (2018)

19

3.3 Analise de dados de pesquisas existentes Juntamente com os resultados obtidos no ensaio de teor de umidade foram utilizados projetos e dados já existentes de ensaios e análises realizadas a respeito da composição do pó de rebaixadeira. Os projetos utilizados na pesquisa foram: Reutilização de resíduos de curtume na fabricação de blocos de concreto para pavimentação: avaliação das características do resíduo, publicado por D. A. Nardino, V. B. Paiva, F. Nunes, J. G. Sgorlon, M. C. S. Gomes e M. L. Menezes. Neste projeto foram analisados tabelas com valores de ph, sólidos totais, matéria orgânica total e resíduo mineral total, além de analises de lixiviação, solubilização e microscopia eletrônica de varredura. Caracterização de resíduo de couro e calçado visando a sua reciclagem, publicado Alice Riehl, Aline Deitos, Amanda Gonçalves Kieling, Carlos Alberto Mendes Moraes, Feliciane Andrade Brehm e Fabiano André Trein. Com esse projeto foram analisadas tabelas de Análise Granulométrica, Fluorescência de raios x, Análise elementar e Poder calorífico. Uso de resíduos de couro wet-blue como componente de substrato para plantas, publicado por Rafael Henrique Schüür Daudt, Cirilo Gruszynski e Atelene Normann Kämpf, projeto utilizado para caracterização do pó utilizando os seguintes atributos e métodos de análises: densidade seca, valor de pH e salinidade, curvas de liberação de água, determinando-se os valores de porosidade total e espaço de aeração. Pó de rebaixadeira: fonte de nitrogênio orgânico para agricultura, destinação alternativa para substância derivada da industrialização do couro, publicada por Nivea Schunk, projeto em que foi analisada a possibilidade da retirada do cromo do pó de rebaixadeira. Composição química de solução de cromo para o curtimento e re-curtimento de couros e peles bovinas, extraídos a partir de pó e resíduos de couro, publicado por Iron Fernandes Pinto. Esta pesquisa foi utilizada para avaliar o possível curtimento do couro utilizando o cromo presente no pó de rebaixadeira.

20

Também foi analisado o desperdício de nitrogênio discutido na reunião da Câmara ambiental da indústria de couros, peles, calçados e assemelhados do estado de São Paulo em 2012.

21

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Através dos projetos e pesquisas analisadas foram considerados os seguintes dados: Tabela 1 – Características físicas e químicas do resíduo Análise

Amostra 1 pH 4 Sólidos Totais (g/g) 55 Matéria Orgânica Total (%) 84,4 Resíduo Mineral Total (%) 15,6

Amostra 2 4 54,5 83,4 16,6

Amostra 3 4 54,3 84,6 15,4

Média 4 54,6 84,1 15,9

Desvio Padrão 0 0,29 0,53 0,53

Fonte: Adaptado de Nardino, Paiva, Nunes, Sgorlon, Gomes e Menezes.

De acordo com os dados obtidos através desta tabela, o resíduo apresentou um valor de pH ácido, em torno de 4. Essa acidez provavelmente é proveniente do tipo de curtimento, a tabela também apresentou um alto valor de umidade, aproximadamente 54,60%. Esse resultado pode estará relacionado a etapa de coleta do resíduo, pois o mesmo foi coletado durante o processamento, ou seja, o couro que passou pelo rebaixamento ainda não estava totalmente seco gerando um resíduo bem úmido. Em relação à matéria orgânica total, os resíduos apresentaram um valor médio de 84,10%, destes, a fração de origem carbonácea é de cerca de 46,7%. Em contra partida, o resíduo mineral total, que representa indiretamente o material inorgânico presente na amostra, atingiu um valor médio de 15,90%. Tais resultados já eram esperados, visto que o resíduo tem origem animal (NARDINO, 2015). A tabela 2 e a tabela 3 apresentam respectivamente, valores obtidos para o extrato de lixiviado e extrato solubilizado do resíduo do processo de curtimento de peles, bem como as concentrações limites de cada contaminante estipulada pela norma ABNT NBR 10004 (2004)

22

Tabela 2 – Contaminantes presentes no extrato lixiviado do resíduo Contaminante

Limite NBR 10004/2004 (mg/L-1)

Resíduo curtume (mg/L-1)

Ba Cd Pb Cr Ag

70 0,5 1 5 5

n.d 0,01 0,24 128 n.d

Fonte: Adaptado de Nardino, Paiva, Nunes, Sgorlon, Gomes e Menezes.

Tabela 3 – Contaminantes presentes no extrato solubilizado do resíduo Contaminante

Limite NBR 10004/2004 (mg/L-1)

Resíduo curtume (mg/L-1)

Cd Pb Cu Cr Fe Mn Ag Na

0,005 0,01 2 0,05 0,30 0,10 0,05 200

0,02 0,38 0,01 309,43 3,31 0,14 n.d 2597,14

Fonte: Adaptado de Nardino, Paiva, Nunes, Sgorlon, Gomes e Menezes.

Por meio dos resultados apresentados na tabela 3, foi possível verificar que a concentração do metal cromo (Cr) presente no extrato lixiviado do resíduo apresentou concentração superior ao estipulado pela norma NBR 10004 (2004). Com isso, o resíduo de curtume pode ser classificado como resíduo sólido Classe I – Perigoso (NARDINO, 2015). A tabela 3 apresenta os valores de concentração de contaminantes presentes no solubilizado do resíduo. Observa-se que os metais Cd, Pb, Cr, Fe, Mn e Na ultrapassaram os valores limites, com destaque para a concentração de Cr e de Na que apresentaram, respectivamente, valores de seis mil vezes e trezes vezes maiores do que os limites da legislação (NARDINO, 2015). Por meio das micrografias existentes utilizando um microscópico eletrônica de varredura (MEV), são analisados as fibras que compõe o couro, bem como os poros 23

ou vazios presentes no resíduo. A microestrutura apresentada pelo resíduo pode favorecer o contato íntimo do mesmo com concreto ou outros materiais. Também foram usados resultados utilizando de projetos que utilizaram casca de arroz carbonizada + vermiculita (CACV) como matéria prima auxiliar juntamente com o pó de rebaixadeira (PR) para realizar um tratamento e verificar o possível uso dos resíduos de couro como componente de substrato para plantas. Tabela 4 – Valores de pH, salinidade e densidade seca (ρs) dos tratamentos testados. Tratamentos

ρs

Fração de RR (%)

pH Natural H2O

pH corrigido H2O

Salinidade no início do cultivo (g/L-1)

Salinidade ao final do cultivo (g/L-1)

(g/L-1)

CACV

0

7,8

6,8

1,1

0,5

157

1RR: 3CACV

25

5,6

5,6

2,4

1.6

157

1RR: 1CACV

50

4,9

5,2

3,9

2.4

146

3RR: 1CACV

70

4,1

4,9

5,1

3,0

139

RR

100

3,7

5

7,5

3,3

130

Fonte: Adaptado de Daudtm, GruszynskiII e Kämpf (2015)

Tabela 5 – Volume dos substratos ocupado por macro, meso e microporos Tratamentos

CACV 1RR : 3CACV 1RR : 1CACV 3RR : 1CACV RR

Fração de RR (%) 0 25 50 70 100

Sólidos

Macroporos

Mesoporos

Microporos

(%) 15 10 8 9 7

(%) 51 53 57 53 53

(%) 17 15 13 15 14

(%) 17 22 22 23 27

Fonte: Adaptado de Daudtm, GruszynskiII e Kämpf (2015)

As tabelas 4 e 5 apresentam que com o acréscimo de RR reduziu mais a densidade nas misturas, de forma linear entre tais limites. Tais valores se encontram na faixa de densidade considerada adequada ao cultivo em recipientes de poucos centímetros de altura (KÄMPF, 2000). Foram encontrados elevados volumes de espaço de aeração nas cinco misturas (entre 51 e 57%), enquanto os volumes de Agua Mesoporos ficaram abaixo da faixa de 24 a 40% idealizada por DE BOODT & VERDONCK (1972), porém dentro da faixa considerada de bom desempenho por FONTENO et al. (1981) para o cultivo com irrigação frequente. 24

Como condicionador nas misturas, RR promoveu a redução da densidade e o aumento da porosidade, incrementando em especial os volumes de macro e microporos. Sua elevada salinidade, porém, mostrou ser limitante ao crescimento vegetal. Pelo exposto, a sugestão de uso restringe-se a, no máximo, 50% do volume nas misturas. Na Fluorescência de raios X verificou-se que o material analisado possui como elemento majoritário o Cr, com mais de 50%. Em menor quantidade têm-se o S com mais de 5% e os elementos restantes presentes são Ti, Si, Fe, Ca, Al e K representando menos de 5% dos elementos presentes no pó de rebaixadeira. Já na análise elementar realizada pelo Fórum Internacional de Resíduos Sólidos o teor de carbono teve valores de 48%, este fator é o principal responsável pelo processo de combustão dos resíduos, o que permite constatar o potencial de utilização desses resíduos para a produção de energia calorífica através do processo de incineração. Os resultados obtidos nesta mesma pesquisa para a determinação do teor de cinzas do pó de rabaixadeira foi de 6,23%. Já o projeto “Composição química de solução de cromo para o curtimento e recurtimento de couros e peles bovinas, extraídos a partir de pó e resíduos de couro” aponta o possível processo de transformar o “pó de couro” em uma solução acida rica em proteínas de colágeno e com uma quantidade considerável de óxido de cromo, para ser usada no curtume para curtir peles. Além dos ensaios e analises realizados a Universidade Federal de Lavras desenvolveu um processo para retirar o cromo do resíduo da industrialização do couro. A limpeza do pó de rebaixadeira de cortume é uma alternativa interessante aos aterros especiais a que são destinados tradicionalmente.

25

5 CONCLUSÃO A análise de microscopia eletrônica de varredura mostrou que devido ao entrelaçamento das fibras do couro e os poros apresentados em sua matriz, poderá haver um favorecimento da interação do resíduo com materiais como o concreto, é um ótimo candidato para reutilização/tratamento utilizando-se a técnica de estabilização/solidificação com matrizes de matérias como o cimento. De maneira geral, a porosidade nos tratamentos mostrou-se adequada para o cultivo de espécies ornamentais e florestais, que tenham resistência à salinidade e afinidade a substratos com baixa densidade e alta porosidade em recipientes de pouca altura utilizando uma mistura de 50% de casca de arroz carbonizada e vermiculita, considerando que, em tais recipientes, reduz a drenagem livre, proporcionando, assim, maior retenção de água. Além da possibilidade de remoção do elemento cromo com a regeneração da parte sólida, o material rico em nitrogênio orgânico supera os fertilizantes nitrogenados comerciais em relação à absorção de micronutrientes. Resultados como o baixo teor de umidade, alto poder calorífico e baixos teores de carbono indicam que estes resíduos são uma boa fonte de reciclagem para processos de cogeração, como incineração e pirólise. Os baixos teores de cinza indicam uma redução significativa de volume do resíduo pós queima. Os resíduos apresentaram ainda a presença significativa de substâncias químicas, que a partir de um processo químico, podem ser utilizados no curtimento e recurtimento de couros, com grande benefício ao meio ambiente e redução de custo para o curtume.

26

REFERÊNCIAS

ABNT (Org.). SÓLIDOS: Método de Ensaio. Norma Técnica Interna Sabesp Nts 013, São Paulo, v. 1, n. 1, p.1-12, 14 jun. 1999. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. ABNT. ABNT NBR 10005: Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos. Norma Brasileira, Rio de Janeiro, v. 1, n. 1, p.1-20, 30 nov. 2004. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. ALVES, Bruna. Cromo: Conheça suas Funções e Benefícios. Dns, Brasil, 07 set. 2017. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018. APARAS DE COURO EM ALVORADA. Grupo Maricá! Viamão e Ecologia, Alvorada, 02 out. 2008. Disponível em: . Acesso em: 01 maio 2018. Arquitetura e propriedades físicas do solo. p.1-113, Disponível em: . Acesso em: 15 ago. 2018. CASTILHOS, D. D.; VIDOR, C.; TEDESCO, M. J.. REDUÇÃO QUÍMICA E BIOLÓGICA DO CROMO HEXAVALENTE APLICADO AO SOLO. R. Bras. Ci. Solo, Porto, v. 1, n. 1, p.1-6, nov. 2000. Disponível em: . Acesso em: 10 ago. 2018. CESP. Estrutura do Plano de Pesquisa. Cesp – Comitê de Ética e Segurança na Pesquisa, Novo Hamburgo, p.1-3, 201?. Disponível em: . Acesso em: 15 abr. 2018. CHEIS, Por Daiana. Os danos que o Cromo Hexavalente pode causar à saúde. Revista Tae, Santo André, p.1-1, 04 dez. 2013. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018. DAUDT, Rafael Henrique Schüür; GRUSZYNSKI, Cirilo; KÄMPF, Atelene Normann. Uso de resíduos de couro wet-blue como componente de substrato para 27

plantas. Ciência Rural, Santa Maria, v. 37, n. 1, p.91-96, jan. 2007. Disponível em: . Acesso em: 15 ago. 2018. DEDAVID, Berenice Anina; GOMES, Carmem Isse; MACHADO, Giovanna. Microscopia eletrônica de varredura: aplicações e preparação de amostras. Edipucrs, Porto Alegre, p.1-60, ago. 2007. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. ELTRAME, Carmem Bica; CASTILHOS, Daiana Campani de; DAMASCENO, Elenilto Saldanha. MANUAL PARA ELABORAÇÃO DE TRABALHOS CIENTÍFICOS. Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha Disciplina de Língua Portuguesa, Novo Hamburgo, p.5-35, mar. 2015. Disponível em: . Acesso em: 04 maio 2018. FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Equilíbrio Químico: Conceito de pH e pOH. Mundo Educação, p.1-1, jan. 2015. Disponível em: . Acesso em: 10 ago. 2018. FREITAS, Tânia Christina Marchesi de; MELNIKOV, Petr. O uso e os impactos da reciclagem de cromo em indústrias de curtume em Mato Grosso do Sul, Brasil. Eng. Sanit. Ambient, Campo Grande, v. 11, n. 4, out. 2006. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018. FREITAS, Tânia Christina Marchesi de; MELNIKOV, Petr. O uso e os impactos da reciclagem de cromo em indústrias de curtume em Mato Grosso do Sul, Brasil Scielo, Mato Grosso do Sul, p.1-2, 13 jan. 2006. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018. FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA. GOMES, Pedro Barroso. Caracterização de materiais: uma abordagem das possibilidades de algumas técnicas instrumentais. Universidade Federal de São João Del-rei Coordenadoria do Curso de Química, São João Del-rei, p.1-35, 2015. Disponível em: . Acesso em: 10 ago. 2018. LOPES, Roberta Rodrigues. CENÁRIO SOBRE OS RESIDUOS DE CORTUME NO BRASIL: MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO. Universidade TecnolÓgica Federal do ParanÁ, Ponta Grossa, v. 1, n. 1, p.1-35, 24 abr. 2015. Disponível em: 28

. Acesso em: 10 ago. 2018. LUCAS, Juliana Fenner Ruas; TAVARES, Maria Hermínia Ferreira; CARDOSO, Décio Lopes. CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA NO SOLO PELO MÉTODO DO PAPEL-FILTRO. R. Bras. Ci. Solo. X, p. 1-8. maio 2011. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. MANSUR, Herman Sander. Técnicas de Caracterização de Materiais. Capítulo 7, p.1-44, 2010. Disponível em: . Acesso em: 10 ago. 2018. Materia organica: artigo explicativo. Zona Agro- Consultoria Agrícola, Lda, Vila Real, p.1-4. Disponível em: . Acesso em: 15 ago. 2018 MORTIMER, Eduardo Fleury, MACHADO, Andréa Mota. Química. São Paulo: Scipione, 2009. USBERCO, João, SALVADOR, Edgard. Química. São Paulo: Saraiva, 2002 NARDINO1, D. A.; PAIVA2, V. B.; NUNES2, F.. REUTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE CURTUME NA FABRICAÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA PAVIMENTAÇÃO: AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DO RESÍDUO. Cobeqic, Campinas, p.1-6, 19 ago. 2015. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. NUNES, Ronison Inocencio; SOUZA, Wadna Wanaganne de; SANTOS, Paulo Ricardo Felipe dos. Analise dos Parâmetros Físicos: Sólidos Totais, Sólidos Sedimentáveis, Sólidos Totais Dissolvidos e Sólidos Suspensos nas Águas do Vale do Açu. Blucher Chemistry Proceedings, v. 3, n. 1, p.1-8, nov. 2015. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. PACHECO, José Wagner Faria Curtumes / José Wagner Faria Pacheco. - São Paulo: CETESB, 2005. 76 p. (1 CD): il.; 30 cm. - - (Série P + L) Disponível em: . PINTO, Iron Fernandes. Composição química de solução de cromo para o curtimento e re-curtimento de couros e peles bovinas, extraídos a partir de pó e resíduos de couro. Escavador, p.1-1, 10 fev. 2009. Https://www.escavador.com/patentes/364675/composicao-quimica-solucao-cromo29

curtimento-re-curtimento-couros-peles-bovinas. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. POROSIDADE Total (DAP, DS, Vtorrão). Curso de Engenharia Florestal Ufra. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. REUNIÃO Câmara ambiental da indústria de couros, peles, calçados e assemelhados do estado de São Paulo. Jbs, Lins, v. 1, n. 1, p.1-15, 11 set. 2012. Disponível em: . Acesso em: 12 ago. 2018. RIEHL, Alice; DEITOS, Aline; KIELING, Amanda Gonçalves. CARACTERIZAÇÃO DE RESÍDUO DE COURO E CALÇADO VISANDO A SUA RECICLAGEM. Fórum Internacional de Resíduos Sólidos, São Leopoldo, p.1-2, 04 maio 2014. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018 RIEHL, Alice; KIELING, Amanda Gonçalves; DEITOS, Aline. CARACTERIZAÇÃO DE RESÍDUO DE COURO E CALÇADO VISANDO A SUA RECICLAGEM. Quinto Forum Internacional de Residuos Solidos, São Leopoldo, p.1-10, 5 jun. 2014. Disponível em: . Acesso em: 15 ago. 2018. SCHUNK, Nivea. Meio Ambiente: Pó de rebaixadeira: fonte de nitrogênio orgânico para agricultura. Jornal Dia de Campo, Lavras, p.1-1, 17 mar. 2010. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2014. SECATRE. TEMPO DE DECOMPOSIÇÃO DE MATERIAIS. Secatre Segurança Ambiental & Gerenciamento de Resíduos Ltda, Brasilia, p.1-1, 2003. Disponível em: . Acesso em: 30 abr. 2018. SIGNIFICADO de Aeração: O que é Aeração. O que é Aeração. Significados, p.1-1, 1. 2011. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. SILVA, Juarez de Sousa e; BERBERT, Pedro Amorim; RUFATO, Solenir. Teor de umidade dos grãos: INDICADORES DA QUALIDADE DOS GRÃOS. Tecnologia de 30

Secagem e Armazenagem Para A Agricultura Familiar, ?, , p.1-3, Disponível em: . Acesso em: 11 ago. 2018. SOLUBILIZAÇÃO. Dicionário Informal, São Paulo, p.1-1, 5 maio 2009. Disponível em: . Acesso em: 20 ago. 2018. SOUZA, Dalva Inês de; MÜLLER, Deise Margô; FRACASSI, Maria Angélica Thiele. MANUAL PARA ELABORAÇÃO DE TRABALHOS CIENTÍFICOS. Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha, Novo Hamburgo, p.12-29, mar. 2013. Disponível em: . Acesso em: 15 abr. 2018.

31