Como a indústria de celulose e papel é uma grande consumidora de recursos naturais (ou seja, madeira, água e energia), ela pode ser uma das principais contribuintes para os problemas de poluição da água, do ar e do solo e tem sido objeto de grande escrutínio nos últimos anos. Essa preocupação parece justificada, considerando a quantidade de poluentes da água gerada por tonelada de celulose (por exemplo, 55 kg de demanda biológica de oxigênio, 70 kg de sólidos suspensos e até 8 kg de compostos organoclorados) e a quantidade de celulose produzida globalmente anualmente (cerca de 180 milhões de toneladas em 1994). Além disso, apenas cerca de 35% do papel usado é reciclado, e os resíduos de papel são os principais contribuintes para o total de resíduos sólidos mundiais (cerca de 150 milhões de 500 milhões de toneladas anualmente).

Historicamente, o controle da poluição não era considerado no projeto de fábricas de celulose e papel. Muitos dos processos utilizados na indústria foram desenvolvidos com pouca preocupação em minimizar o volume de efluentes e a concentração de poluentes. Desde a década de 1970, as tecnologias de redução da poluição tornaram-se componentes integrais do projeto de fábricas na Europa, América do Norte e outras partes do mundo. A Figura 1 ilustra as tendências durante o período de 1980 a 1994 nas fábricas canadenses de celulose e papel em resposta a algumas dessas preocupações ambientais: aumento do uso de resíduos de madeira e papel reciclável como fontes de fibras; e diminuição da demanda de oxigênio e compostos orgânicos clorados em águas residuais.

Figura 1. Indicadores ambientais em fábricas canadenses de celulose e papel, 1980 a 1994, mostrando o uso de resíduos de madeira e papel reciclável na produção e demanda biológica de oxigênio (BOD) e compostos organoclorados (AOX) em efluentes de águas residuais.

Este artigo discute as principais questões ambientais associadas ao processo de celulose e papel, identifica as fontes de poluição dentro do processo e descreve brevemente as tecnologias de controle, incluindo tratamento externo e modificações na planta. Questões decorrentes de resíduos de madeira e fungicidas anti-lixívia são tratadas com mais detalhes no capítulo Madeira.

Questões de Poluição do Ar

As emissões atmosféricas de compostos de enxofre oxidados das fábricas de celulose e papel causaram danos à vegetação, e as emissões de compostos de enxofre reduzido geraram reclamações sobre odores de “ovo podre”. Estudos entre residentes de comunidades de fábricas de celulose, em particular crianças, mostraram efeitos respiratórios relacionados a emissões de partículas e irritação da membrana mucosa e dor de cabeça, provavelmente relacionados a compostos de enxofre reduzidos. Dos processos de polpação, aqueles com maior potencial para causar problemas de poluição do ar são os métodos químicos, em particular a polpação kraft.

Os óxidos de enxofre são emitidos nas taxas mais altas de operações de sulfito, especialmente aquelas que usam bases de cálcio ou magnésio. As principais fontes incluem sopros de digestores em batelada, evaporadores e preparação de licor, com operações de lavagem, peneiramento e recuperação contribuindo com quantidades menores. Os fornos de recuperação da Kraft também são uma fonte de dióxido de enxofre, assim como as caldeiras de força que usam carvão ou óleo com alto teor de enxofre como combustível.

Compostos de enxofre reduzido, incluindo sulfeto de hidrogênio, metil mercaptano, sulfeto de dimetil e dissulfeto de dimetil, estão quase exclusivamente associados à polpação kraft e dão a essas fábricas seu odor característico. As principais fontes incluem o forno de recuperação, sopro do digestor, válvulas de alívio do digestor e respiradouros do lavador, embora evaporadores, tanques de fundição, fornos de cal e águas residuais também possam contribuir. Algumas operações de sulfito usam ambientes redutores em seus fornos de recuperação e podem ter problemas de odor reduzido de enxofre associados.

Os gases sulfurosos emitidos pela caldeira de recuperação são melhor controlados reduzindo as emissões na fonte. Os controles incluem oxidação do licor negro, redução da sulfidez do licor, caldeiras de recuperação de baixo odor e operação adequada do forno de recuperação. Gases sulfurosos do sopro do digestor, válvulas de alívio do digestor e evaporação do licor podem ser coletados e incinerados - por exemplo, no forno de cal. Os gases de combustão podem ser coletados usando lavadores.

Os óxidos de nitrogênio são produzidos como produtos de combustão de alta temperatura e podem surgir em qualquer fábrica com caldeira de recuperação, caldeira de força ou forno de cal, dependendo das condições de operação. A formação de óxidos de nitrogênio pode ser controlada regulando temperaturas, proporções ar-combustível e tempo de residência na zona de combustão. Outros compostos gasosos são contribuintes menores para a poluição do ar da fábrica (por exemplo, monóxido de carbono da combustão incompleta, clorofórmio das operações de branqueamento e compostos orgânicos voláteis do alívio do digestor e evaporação do licor).

As partículas surgem principalmente das operações de combustão, embora os tanques de dissolução de cheiros também possam ser uma fonte menor. Mais de 50% do particulado da fábrica de celulose é muito fino (menos de 1 μm de diâmetro). Este material fino inclui sulfato de sódio (Na₂SO₄) e carbonato de sódio (Na₂CO₃) de fornos de recuperação, fornos de cal e tanques de dissolução de fundição, e NaCl de subprodutos da queima de toras que foram armazenadas em água salgada. As emissões do forno de cal incluem uma quantidade significativa de partículas grossas devido ao arrastamento de sais de cálcio e sublimação de compostos de sódio. O particulado grosso também pode incluir cinzas volantes e produtos de combustão orgânica, especialmente de caldeiras de força. A redução das concentrações de partículas pode ser conseguida passando os gases de combustão através de precipitadores eletrostáticos ou purificadores. Inovações recentes na tecnologia de caldeiras de energia incluem incineradores de leito fluidizado que queimam em temperaturas muito altas, resultam em uma conversão de energia mais eficiente e permitem a queima de resíduos de madeira menos uniformes.

Questões de Poluição da Água

Águas residuais contaminadas de fábricas de celulose e papel podem causar a morte de organismos aquáticos, permitir a bioacumulação de compostos tóxicos em peixes e prejudicar o sabor da água potável a jusante. Os efluentes de efluentes de celulose e papel são caracterizados com base em características físicas, químicas ou biológicas, sendo as mais importantes o teor de sólidos, a demanda de oxigênio e a toxicidade.

O teor de sólidos das águas residuais é normalmente classificado com base na fração que está suspensa (versus dissolvida), a fração de sólidos suspensos que é sedimentável e as frações voláteis de ambos. A fração sedimentável é a mais questionável, pois pode formar uma densa manta de lodo próximo ao ponto de descarga, que esgota rapidamente o oxigênio dissolvido na água receptora e permite a proliferação de bactérias anaeróbicas que geram metano e gases de enxofre reduzido. Embora os sólidos não sedimentáveis ​​sejam geralmente diluídos pela água receptora e, portanto, menos preocupantes, eles podem transportar compostos orgânicos tóxicos para os organismos aquáticos. Os sólidos suspensos descarregados das fábricas de celulose e papel incluem partículas de casca, fibra de madeira, areia, cascalho de trituradores mecânicos de celulose, aditivos para fabricação de papel, resíduos de licor, subprodutos de processos de tratamento de água e células microbianas de operações de tratamento secundário.

Derivados de madeira dissolvidos nos licores de polpação, incluindo oligossacarídeos, açúcares simples, derivados de lignina de baixo peso molecular, ácido acético e fibras de celulose solubilizadas, são os principais contribuintes para a demanda biológica de oxigênio (BOD) e a demanda química de oxigênio (COD). Os compostos que são tóxicos para os organismos aquáticos incluem orgânicos clorados (AOX; do branqueamento, especialmente polpa kraft); ácidos de resina; ácidos graxos insaturados; álcoois diterpênicos (especialmente de descascamento e polpação mecânica); juvabiones (especialmente de sulfito e polpação mecânica); produtos de degradação de lignina (especialmente da polpação de sulfito); orgânicos sintéticos, como slimicidas, óleos e graxas; e produtos químicos de processo, aditivos para fabricação de papel e metais oxidados. Os orgânicos clorados têm sido uma preocupação particular, porque são extremamente tóxicos para os organismos marinhos e podem bioacumular. Este grupo de compostos, incluindo os policlorados dibenzo-p-dioxinas, têm sido o principal impulso para minimizar o uso de cloro no branqueamento de celulose.

A quantidade e fontes de sólidos suspensos, demanda de oxigênio e descargas tóxicas dependem do processo (tabela 1). Devido à solubilização de extrativos de madeira com pouca ou nenhuma recuperação química e de ácido resinoso, tanto a polpação de sulfito quanto a de CTMP geram efluentes altamente tóxicos com alta DBO. As fábricas da Kraft historicamente usavam mais cloro para o branqueamento e seus efluentes eram mais tóxicos; no entanto, efluentes de fábricas kraft que eliminaram Cl₂ no clareamento e uso de tratamento secundário geralmente exibem pouca toxicidade aguda, se houver, e a toxicidade subaguda foi bastante reduzida.

Tabela 1. Total de sólidos suspensos e DBO associados ao efluente não tratado (bruto) de vários processos de polpação

Os sólidos suspensos tornaram-se menos problemáticos porque a maioria dos moinhos utiliza clarificação primária (por exemplo, sedimentação por gravidade ou flotação por ar dissolvido), que remove 80 a 95% dos sólidos sedimentáveis. Tecnologias secundárias de tratamento de águas residuais, como lagoas aeradas, sistemas de lodo ativado e filtragem biológica, são usadas para reduzir BOD, COD e compostos orgânicos clorados no efluente.

Modificações no processo da planta para reduzir sólidos sedimentáveis, BOD e toxicidade incluem descascamento a seco e transporte de toras, melhor peneiramento de cavacos para permitir cozimento uniforme, deslignificação estendida durante a polpação, mudanças nas operações de recuperação química da digestão, tecnologias alternativas de branqueamento, lavagem de polpa de alta eficiência, recuperação de fibra de água branca e melhor contenção de derramamento. No entanto, transtornos de processo (particularmente se resultarem em esgoto intencional de licores) e mudanças operacionais (particularmente o uso de madeira não temperada com maior porcentagem de extrativos) ainda podem causar surtos periódicos de toxicidade.

Uma estratégia de controle de poluição relativamente recente para eliminar totalmente a poluição da água é o conceito de “fábrica fechada”. Essas usinas são uma alternativa atraente em locais que carecem de grandes fontes de água para atuar como fluxos de abastecimento de processo ou recebimento de efluentes. Sistemas fechados foram implementados com sucesso em fábricas de CTMP e sulfito à base de sódio. O que distingue as fábricas fechadas é que o efluente líquido é evaporado e o condensado é tratado, filtrado e reutilizado. Outras características das fábricas fechadas são telas fechadas, lavagem em contracorrente na planta de branqueamento e sistemas de controle de sal. Embora essa abordagem seja eficaz para minimizar a poluição da água, ainda não está claro como a exposição dos trabalhadores será afetada pela concentração de todos os fluxos de contaminantes dentro da fábrica. A corrosão é um grande problema enfrentado pelas fábricas que usam sistemas fechados, e as concentrações de bactérias e endotoxinas aumentam na água de processo reciclada.

Manuseio de Sólidos

A composição dos sólidos (lodos) retirados dos sistemas de tratamento de efluentes líquidos varia, dependendo de sua origem. Os sólidos do tratamento primário consistem principalmente em fibras de celulose. O principal componente dos sólidos do tratamento secundário são as células microbianas. Se a fábrica usar agentes de branqueamento clorados, tanto os sólidos primários quanto os secundários também podem conter compostos orgânicos clorados, uma consideração importante na determinação da extensão do tratamento necessário.

Antes do descarte, o lodo é engrossado em unidades de sedimentação por gravidade e desidratado mecanicamente em centrífugas, filtros a vácuo ou prensas de correia ou parafuso. As lamas do tratamento primário são relativamente fáceis de desidratar. As lamas secundárias contêm grande quantidade de água intracelular e existem em uma matriz de lodo; portanto, requerem a adição de floculantes químicos. Uma vez suficientemente desidratado, o lodo é descartado em aplicações terrestres (por exemplo, espalhado em terras aráveis ​​ou florestais, usado como composto ou como condicionador de solo) ou incinerado. Embora a incineração seja mais cara e possa contribuir para problemas de poluição do ar, pode ser vantajosa porque pode destruir ou reduzir materiais tóxicos (por exemplo, compostos orgânicos clorados) que poderiam criar sérios problemas ambientais se lixiviassem para as águas subterrâneas a partir de aplicações terrestres .

Resíduos sólidos podem ser gerados em outras operações da fábrica. As cinzas de caldeiras de força podem ser usadas em leitos de estradas, como material de construção e como supressor de poeira. Os resíduos dos fornos de cal podem ser usados ​​para modificar a acidez do solo e melhorar a química do solo.

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As instituições educacionais são responsáveis ​​por garantir que suas instalações e práticas estejam em conformidade com a legislação ambiental e de saúde pública e cumpram os padrões aceitos de cuidado com seus funcionários, alunos e comunidade ao redor. Os estudantes geralmente não são cobertos pela legislação de saúde e segurança ocupacional, mas as instituições educacionais devem exercer diligência em relação a seus alunos pelo menos no mesmo grau exigido pela legislação destinada a proteger os trabalhadores. Além disso, as instituições de ensino têm a responsabilidade moral de educar seus alunos em questões de segurança pessoal, pública, ocupacional e ambiental que dizem respeito a eles e às suas atividades.

Faculdades e Universidades

Grandes instituições, como faculdades e campi universitários, podem ser comparadas a grandes cidades ou pequenas cidades em termos de tamanho da população, área geográfica, tipo de serviços básicos necessários e complexidade das atividades realizadas. Além dos riscos à saúde e segurança ocupacional encontrados nessas instituições (abordados no capítulo Serviços públicos e governamentais), há uma vasta gama de outras preocupações, relacionadas a grandes populações vivendo, trabalhando e estudando em uma área definida, que precisam ser abordadas.

A gestão de resíduos no campus costuma ser um desafio complexo. A legislação ambiental em muitas jurisdições exige um controle rigoroso das emissões de água e gases das atividades de ensino, pesquisa e serviços. Em certas situações, as preocupações da comunidade externa podem exigir atenção de relações públicas.

Os programas de descarte de resíduos químicos e sólidos devem levar em consideração as preocupações ocupacionais, ambientais e de saúde da comunidade. A maioria das grandes instituições possui programas abrangentes para o gerenciamento da grande variedade de resíduos produzidos: produtos químicos tóxicos, radioisótopos, chumbo, amianto, resíduos biomédicos, bem como lixo, lixo úmido e materiais de construção. Um problema é a coordenação dos programas de gerenciamento de resíduos nos campi devido ao grande número de departamentos diferentes, que muitas vezes têm pouca comunicação entre si.

As faculdades e universidades diferem da indústria nas quantidades e tipos de resíduos perigosos produzidos. Os laboratórios do campus, por exemplo, geralmente produzem pequenas quantidades de muitos produtos químicos perigosos diferentes. Os métodos de controle de resíduos perigosos podem incluir neutralização de ácidos e álcalis, recuperação de solventes em pequena escala por destilação e embalagem de “laboratório”, onde pequenos recipientes de produtos químicos perigosos compatíveis são colocados em tambores e separados por serragem ou outros materiais de embalagem para evitar quebras. Como os campi podem gerar grandes quantidades de resíduos de papel, vidro, metal e plástico, os programas de reciclagem geralmente podem ser implementados como uma demonstração de responsabilidade comunitária e como parte da missão educacional.

Algumas instituições localizadas em áreas urbanas podem depender fortemente de recursos comunitários externos para serviços essenciais, como polícia, proteção contra incêndio e resposta a emergências. A grande maioria das instituições de médio e grande porte estabelece seus próprios serviços de segurança pública para atender às comunidades de seus campi, muitas vezes trabalhando em estreita cooperação com recursos externos. Em muitas cidades universitárias, a instituição é o maior empregador e, consequentemente, pode-se esperar que forneça proteção à população que a apoia.

Faculdades e universidades não são mais totalmente remotas ou separadas das comunidades em que estão localizadas. A educação tornou-se mais acessível a um setor mais amplo da sociedade: mulheres, estudantes maduros e deficientes. A própria natureza das instituições educativas coloca-as em particular risco: uma população vulnerável onde a troca de ideias e opiniões divergentes é valorizada, mas onde o conceito de liberdade académica nem sempre pode ser equilibrado com responsabilidade profissional. Nos últimos anos, as instituições educacionais relataram mais atos de violência contra membros da comunidade educacional, vindos da comunidade externa ou irrompendo de dentro. Atos de violência perpetrados contra membros individuais da comunidade educacional não são mais eventos extremamente raros. Os campi são locais frequentes para manifestações, grandes assembléias públicas, eventos políticos e esportivos onde a segurança pública e o controle de multidões precisam ser considerados. A adequação dos serviços de segurança e segurança pública e dos planos e capacidades de resposta a emergências e recuperação de desastres precisa ser constantemente avaliada e atualizada periodicamente para atender às necessidades da comunidade. A identificação e os controles de perigos devem ser levados em consideração para programas esportivos, viagens de campo e uma variedade de atividades recreativas patrocinadas. O serviço médico de emergência precisa estar disponível mesmo para atividades fora do campus. A segurança pessoal é melhor gerenciada por meio de relatórios de perigo e programas de educação.

Questões de saúde pública associadas à vida no campus, como controle de doenças transmissíveis, saneamento de serviços de alimentação e instalações residenciais, fornecimento de água potável, ar puro e solo não contaminado devem ser abordados. São necessários programas de inspeção, avaliação e controle. A educação dos alunos a esse respeito geralmente é de responsabilidade do pessoal do serviço ao aluno, mas os profissionais de saúde e segurança ocupacional geralmente estão envolvidos. A educação sobre doenças sexualmente transmissíveis, abuso de drogas e álcool, patógenos transmitidos pelo sangue, estresse e doenças mentais é particularmente importante na comunidade do campus, onde o comportamento de risco pode aumentar a probabilidade de exposição a perigos associados. Serviços médicos e psicológicos devem estar disponíveis.

Escolas primárias e secundárias

As escolas primárias têm muitos dos mesmos problemas ambientais e de saúde pública que as faculdades e universidades, apenas em menor escala. Muitas vezes, no entanto, as escolas e os distritos escolares não têm programas eficazes de gestão de resíduos. Um problema sério enfrentado por muitas escolas é o descarte de éter explosivo e ácido pícrico que foram armazenados em laboratórios escolares por muitos anos (National Research Council 1993). Tentativas de descarte desses materiais por pessoal não qualificado causaram explosões em vários casos. Um problema é que os distritos escolares podem ter muitas escolas separadas por vários quilômetros. Isso pode criar dificuldades na centralização dos programas de resíduos perigosos por ter que transportar resíduos perigosos em vias públicas.

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Toda atividade humana tem um impacto ambiental. A magnitude e as consequências de cada impacto variam, e leis ambientais foram criadas para regulamentar e minimizar esses impactos.

A geração de energia elétrica tem vários perigos ambientais potenciais e reais, incluindo emissões atmosféricas e contaminação da água e do solo (tabela 1). As usinas de combustíveis fósseis têm sido uma preocupação particular por causa de suas emissões no ar de óxidos de nitrogênio (veja “Ozônio” abaixo), óxidos de enxofre e a questão da “chuva ácida”, dióxido de carbono (veja “Mudanças climáticas globais” abaixo) e partículas, que foram recentemente implicados como contribuindo para problemas respiratórios.

Tabela 1. Principais perigos ambientais potenciais da geração de energia

* Deve incluir efeitos “locais” como aumentos na temperatura do corpo de água que recebe descargas de plantas e reduções na população de peixes devido aos efeitos mecânicos dos sistemas de ingestão de água de alimentação.

As preocupações com usinas nucleares têm sido com o armazenamento de longo prazo de resíduos nucleares e a possibilidade de acidentes catastróficos envolvendo a liberação de contaminantes radioativos no ar. O acidente de Chernobyl, na Ucrânia, em 1986, é um exemplo clássico do que pode acontecer quando se tomam precauções inadequadas com usinas nucleares.

Com as usinas hidrelétricas, as principais preocupações têm sido a lixiviação de metais e a perturbação dos habitats da vida selvagem na água e na terra. Isso é discutido no artigo “Geração de energia hidrelétrica” neste capítulo.

Campos Eletromagnéticos

Esforços de pesquisa sobre campos eletromagnéticos (EMF) em todo o mundo têm crescido desde que o estudo de Wertheimer e Leeper foi publicado em 1979. Esse estudo sugeriu uma associação entre câncer infantil e fios elétricos localizados perto de residências. Estudos desde essa publicação foram inconclusivos e não confirmaram a causalidade. Na verdade, esses estudos subsequentes apontaram para áreas em que é necessário um maior entendimento e melhores dados para poder começar a tirar conclusões razoáveis ​​desses estudos epidemiológicos. Algumas das dificuldades de realizar um bom estudo epidemiológico estão relacionadas aos problemas de avaliação (ou seja, a medição da exposição, caracterização da fonte e níveis de campos magnéticos nas residências). Embora o estudo mais recente divulgado pelo National Research Council of the National Academy of Sciences (1996) tenha determinado que não havia evidências suficientes para considerar os campos elétricos e magnéticos uma ameaça à saúde humana, a questão provavelmente permanecerá sob os olhos do público até que o a ansiedade generalizada é aliviada por estudos e pesquisas futuras que não mostram nenhum efeito.

Alterações climáticas globais

Nos últimos anos, a conscientização pública aumentou em relação ao impacto que os humanos estão causando no clima global. Acredita-se que aproximadamente metade de todas as emissões de efeito estufa da atividade humana seja dióxido de carbono (CO₂). Muitas pesquisas sobre esta questão em nível nacional e internacional foram e continuam a ser feitas. Como as operações de utilidade fazem contribuições significativas para a liberação de CO₂ para a atmosfera, qualquer regulamentação para o controle de CO₂ lançamentos tem o potencial de impactar a indústria de geração de energia de maneiras sérias. A Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas, o Plano de Ação de Mudanças Climáticas dos Estados Unidos e a Lei de Política Energética de 1992 criaram fortes forças motrizes para que a indústria de energia compreendesse como deveria responder à legislação futura.

Atualmente, alguns exemplos das áreas de estudo em andamento são: modelagem de emissões, determinação dos efeitos das mudanças climáticas, determinação dos custos associados a quaisquer planos de gerenciamento de mudanças climáticas, como os humanos podem se beneficiar com a redução das emissões de gases de efeito estufa e previsão das mudanças climáticas .

Um dos principais motivos de preocupação com as mudanças climáticas são os possíveis impactos negativos nos sistemas ecológicos. Acredita-se que os sistemas que não são gerenciados são os mais sensíveis e têm maior probabilidade de impacto significativo em escala global.

Poluentes perigosos do ar

A Administração de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) enviou ao Congresso dos EUA um Relatório Provisório sobre Poluentes Atmosféricos Perigosos de Utilidades, exigido pelas Emendas da Lei do Ar Limpo de 1990. A EPA deveria analisar os riscos das instalações de geração elétrica a vapor movidas a combustível fóssil. A EPA concluiu que essas liberações não constituem um perigo para a saúde pública. O relatório atrasou as conclusões sobre o mercúrio, aguardando estudos adicionais. Um estudo abrangente do Instituto de Pesquisa de Energia Elétrica (EPRI) de usinas movidas a combustíveis fósseis indica que mais de 99.5% das usinas fósseis não produzem riscos de câncer acima do limite de 1 em 1 milhão (Lamarre 1995). Isso se compara ao risco devido a todas as fontes de emissão, que foram relatadas em até 2,700 casos por ano.

ozono

A redução dos níveis de ozônio no ar é uma grande preocupação em muitos países. Óxidos de nitrogênio (NO_x) e compostos orgânicos voláteis (VOCs) produzem ozônio. Como as usinas de combustível fóssil contribuem com um grande componente do total mundial de NO_x emissões, eles podem esperar medidas de controle mais rígidas à medida que os países endurecem os padrões ambientais. Isso continuará até que as entradas para os modelos de grade fotoquímica que são usados ​​para modelar o transporte de ozônio troposférico sejam definidas com mais precisão.

Remediações do site

As concessionárias estão tendo que aceitar os custos potenciais da remediação do local da usina de gás manufaturado (MGP). Os locais foram originalmente criados por meio da produção de gás a partir de carvão, coque ou óleo, o que resultou no descarte no local de alcatrão de hulha e outros subprodutos em grandes lagoas ou lagoas, ou no uso de locais externos para descarte em terra. Locais de descarte dessa natureza têm o potencial de contaminar as águas subterrâneas e o solo. Determinar a extensão da contaminação das águas subterrâneas e do solo nesses locais e os meios para melhorá-la de maneira econômica manterá esse problema sem solução por algum tempo.

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Adaptado de UNEP e IISI 1997 e um artigo inédito de Jerry Spiegel.

Devido ao grande volume e complexidade de suas operações e ao uso extensivo de energia e matérias-primas, a siderurgia, assim como outras indústrias “pesadas”, tem o potencial de causar impactos significativos ao meio ambiente e à população das comunidades próximas . A Figura 1 resume os poluentes e resíduos gerados por seus principais processos produtivos. Eles compreendem três categorias principais: poluentes atmosféricos, contaminantes de águas residuais e resíduos sólidos.

Figura 1. Fluxograma de poluentes e resíduos gerados por diferentes processos

Historicamente, as investigações sobre o impacto da indústria siderúrgica na saúde pública têm se concentrado nos efeitos localizados nas áreas locais densamente povoadas nas quais a produção de aço está concentrada e particularmente em regiões específicas onde ocorreram episódios agudos de poluição do ar, como o Vales de Donora e Meuse, e o triângulo entre a Polônia, a ex-Tchecoslováquia e a ex-República Democrática Alemã (OMS 1992).

Poluentes do ar

Os poluentes atmosféricos das operações de produção de ferro e aço têm sido historicamente uma preocupação ambiental. Esses poluentes incluem substâncias gasosas, como óxidos de enxofre, dióxido de nitrogênio e monóxido de carbono. Além disso, partículas como fuligem e poeira, que podem conter óxidos de ferro, têm sido foco de controles. As emissões de fornos de coque e de subprodutos de fornos de coque têm sido uma preocupação, mas as melhorias contínuas na tecnologia de produção de aço e de controle de emissões durante as últimas duas décadas, juntamente com regulamentações governamentais mais rigorosas, reduziram significativamente essas emissões na América do Norte, Europa Ocidental e Japão. Estima-se que os custos totais de controle da poluição, mais da metade dos quais relacionados a emissões atmosféricas, variem de 1 a 3% dos custos totais de produção; as instalações de controle da poluição do ar têm representado cerca de 10 a 20% dos investimentos totais da planta. Esses custos criam uma barreira para a aplicação global de controles de última geração em países em desenvolvimento e para empresas economicamente marginais mais antigas.

Os poluentes atmosféricos variam de acordo com o processo específico, a engenharia e a construção da planta, as matérias-primas empregadas, as fontes e quantidades de energia necessárias, a extensão em que os produtos residuais são reciclados no processo e a eficiência dos controles de poluição. Por exemplo, a introdução da fabricação de aço de oxigênio básico permitiu a coleta e reciclagem de gases residuais de forma controlada, reduzindo as quantidades a serem esgotadas, enquanto o uso do processo de lingotamento contínuo reduziu o consumo de energia, resultando em uma redução de emissões. Isso aumentou o rendimento do produto e melhorou a qualidade.

Dióxido de enxofre

A quantidade de dióxido de enxofre, formado principalmente nos processos de combustão, depende principalmente do teor de enxofre do combustível fóssil empregado. Tanto o coque quanto o gás de coqueria usados ​​como combustíveis são as principais fontes de dióxido de enxofre. Na atmosfera, o dióxido de enxofre pode reagir com radicais de oxigênio e água para formar um aerossol de ácido sulfúrico e, em combinação com amônia, pode formar um aerossol de sulfato de amônio. Os efeitos na saúde atribuídos aos óxidos de enxofre não se devem apenas ao dióxido de enxofre, mas também à sua tendência de formar tais aerossóis respiráveis. Além disso, o dióxido de enxofre pode ser adsorvido em partículas, muitas das quais estão na faixa respirável. Tais exposições potenciais podem ser reduzidas não apenas pelo uso de combustíveis com baixo teor de enxofre, mas também pela redução da concentração de particulados. O aumento do uso de fornos elétricos diminuiu a emissão de óxidos de enxofre ao eliminar a necessidade de coque, mas isso repassou esse ônus de controle de poluição para as usinas geradoras de eletricidade. A dessulfuração do gás de coqueria é obtida pela remoção de compostos de enxofre reduzido, principalmente sulfeto de hidrogênio, antes da combustão.

Óxidos de nitrogênio

Como os óxidos de enxofre, os óxidos de nitrogênio, principalmente óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio, são formados em processos de combustão de combustível. Eles reagem com oxigênio e compostos orgânicos voláteis (VOCs) na presença de radiação ultravioleta (UV) para formar ozônio. Eles também se combinam com a água para formar o ácido nítrico, que, por sua vez, se combina com a amônia para formar o nitrato de amônio. Estes também podem formar aerossóis respiráveis ​​que podem ser removidos da atmosfera por deposição úmida ou seca.

assunto particular

O material particulado, a forma mais visível de poluição, é uma mistura variada e complexa de materiais orgânicos e inorgânicos. A poeira pode ser soprada de pilhas de minério de ferro, carvão, coque e calcário ou pode entrar no ar durante o carregamento e transporte. Materiais grosseiros geram poeira quando são friccionados ou esmagados sob veículos. Partículas finas são geradas nos processos de sinterização, fundição e fusão, principalmente quando o ferro fundido entra em contato com o ar para formar óxido de ferro. Os fornos de coque produzem coque fino de carvão e emissões de alcatrão. Os efeitos potenciais à saúde dependem do número de partículas na faixa respirável, da composição química da poeira e da duração e concentração da exposição.

Reduções acentuadas nos níveis de poluição particulada foram alcançadas. Por exemplo, usando precipitadores eletrostáticos para limpar gases residuais secos na fabricação de aço com oxigênio, uma siderúrgica alemã diminuiu o nível de poeira emitida de 9.3 kg/t de aço bruto em 1960 para 5.3 kg/t em 1975 e para um pouco menos de 1 kg/t até 1990. O custo, no entanto, foi um aumento acentuado no consumo de energia. Outros métodos de controle da poluição particulada incluem o uso de depuradores úmidos, filtros de mangas e ciclones (que são eficazes apenas contra partículas grandes).

Os metais pesados

Metais como cádmio, chumbo, zinco, mercúrio, manganês, níquel e cromo podem ser emitidos de um forno como poeira, fumaça ou vapor ou podem ser adsorvidos por partículas. Efeitos na saúde, descritos em outras partes deste enciclopédia, dependem do nível e duração da exposição.

Emissões orgânicas

As emissões orgânicas das operações primárias de aço podem incluir benzeno, tolueno, xileno, solventes, PAHs, dioxinas e fenóis. A sucata de aço utilizada como matéria-prima pode conter diversas dessas substâncias, dependendo de sua origem e da forma como foi utilizada (por exemplo, tintas e outros revestimentos, outros metais e lubrificantes). Nem todos esses poluentes orgânicos são capturados pelos sistemas convencionais de limpeza de gases.

Radioatividade

Nos últimos anos, houve relatos de casos em que materiais radioativos foram inadvertidamente incluídos na sucata de aço. As propriedades físico-químicas dos nuclídeos (por exemplo, temperaturas de fusão e ebulição e afinidade pelo oxigênio) determinarão o que acontece com eles no processo de fabricação do aço. Pode haver uma quantidade suficiente para contaminar os produtos siderúrgicos, os subprodutos e os vários tipos de resíduos e, portanto, exigir uma limpeza e descarte dispendiosos. Há também a contaminação potencial dos equipamentos siderúrgicos, com consequente exposição potencial dos trabalhadores siderúrgicos. No entanto, muitas operações siderúrgicas instalaram detectores de radiação sensíveis para rastrear toda a sucata de aço comprada.

Dióxido de carbono

Embora não tenha efeito na saúde humana ou nos ecossistemas nos níveis atmosféricos habituais, o dióxido de carbono é importante devido à sua contribuição para o “efeito estufa”, que está associado ao aquecimento global. A indústria siderúrgica é uma grande geradora de dióxido de carbono, mais pelo uso do carbono como agente redutor na produção de ferro a partir do minério de ferro do que pelo seu uso como fonte de energia. Em 1990, por meio de uma variedade de medidas para redução da taxa de coque de alto-forno, recuperação de calor residual e economia de energia, as emissões de dióxido de carbono pela indústria siderúrgica foram reduzidas para 47% dos níveis de 1960.

ozono

O ozônio, um dos principais constituintes do smog atmosférico próximo à superfície da terra, é um poluente secundário formado no ar pela reação fotoquímica da luz solar sobre os óxidos de nitrogênio, facilitada em grau variável, dependendo de sua estrutura e reatividade, por uma variedade de VOCs . A principal fonte de precursores de ozônio são os escapamentos de veículos motorizados, mas alguns também são gerados por usinas de ferro e aço, bem como por outras indústrias. Como resultado das condições atmosféricas e topográficas, a reação do ozônio pode ocorrer a grandes distâncias de sua fonte.

Contaminantes de águas residuais

As siderúrgicas descarregam grandes volumes de água em lagos, rios e córregos, com volumes adicionais sendo vaporizados durante o resfriamento do coque ou do aço. As águas residuais retidas em tanques de retenção não vedados ou com vazamentos podem vazar e contaminar o lençol freático local e os córregos subterrâneos. Estes também podem ser contaminados pela lixiviação das águas pluviais através de pilhas de matérias-primas ou acumulações de resíduos sólidos. Os contaminantes incluem sólidos suspensos, metais pesados ​​e óleos e graxas. Mudanças de temperatura em águas naturais devido à descarga de água de processo de temperatura mais alta (70% da água de processo de fabricação de aço é usada para resfriamento) podem afetar os ecossistemas dessas águas. Consequentemente, o tratamento de resfriamento antes da descarga é essencial e pode ser obtido por meio da aplicação da tecnologia disponível.

Sólidos em suspensão

Os sólidos suspensos (SS) são os principais poluentes de origem hídrica descarregados durante a produção de aço. Eles compreendem principalmente óxidos de ferro da formação de incrustações durante o processamento; carvão, lodo biológico, hidróxidos metálicos e outros sólidos também podem estar presentes. Estes são amplamente não tóxicos em ambientes aquosos em níveis de descarga normais. A sua presença em níveis mais elevados pode levar à descoloração dos riachos, desoxigenação e assoreamento.

Os metais pesados

A água do processo siderúrgico pode conter altos níveis de zinco e manganês, enquanto as descargas das áreas de laminação a frio e revestimentos podem conter zinco, cádmio, alumínio, cobre e cromo. Esses metais estão naturalmente presentes no ambiente aquático; é a presença deles em concentrações mais altas do que o normal que gera preocupação com os efeitos potenciais nos seres humanos e nos ecossistemas. Essas preocupações são aumentadas pelo fato de que, ao contrário de muitos poluentes orgânicos, esses metais pesados ​​não se biodegradam em produtos finais inofensivos e podem se concentrar em sedimentos e tecidos de peixes e outras formas de vida aquática. Além disso, ao serem combinados com outros contaminantes (por exemplo, amônia, compostos orgânicos, óleos, cianetos, álcalis, solventes e ácidos), sua toxicidade potencial pode ser aumentada.

Óleos e graxas

Óleos e graxas podem estar presentes em águas residuais em ambas as formas solúveis e insolúveis. A maioria dos óleos pesados ​​e graxas são insolúveis e são removidos com relativa facilidade. Eles podem tornar-se emulsionados, no entanto, por contato com detergentes ou álcalis ou por serem agitados. Óleos emulsificados são rotineiramente usados ​​como parte do processo em moinhos a frio. Exceto por causar descoloração da superfície da água, pequenas quantidades da maioria dos compostos de óleo alifáticos são inócuos. Os compostos de óleo aromático monohídrico, no entanto, podem ser tóxicos. Além disso, os componentes do óleo podem conter substâncias tóxicas como PCBs, chumbo e outros metais pesados. Além da questão da toxicidade, a demanda biológica e química de oxigênio (DBO e DQO) dos óleos e outros compostos orgânicos pode diminuir o teor de oxigênio da água, afetando a viabilidade da vida aquática.

Resíduos sólidos

Grande parte dos resíduos sólidos produzidos na siderurgia é reaproveitável. O processo de produção do coque, por exemplo, dá origem a derivados do carvão, importantes matérias-primas para a indústria química. Muitos subprodutos (por exemplo, pó de coque) podem ser reintroduzidos nos processos de produção. A escória produzida quando as impurezas presentes no carvão e no minério de ferro se fundem e se combinam com a cal usada como fundente na fundição pode ser usada de várias maneiras: aterro para projetos de recuperação, construção de estradas e como matéria-prima para usinas de sinterização que fornecem altos-fornos. O aço, independentemente do grau, tamanho, uso ou tempo de serviço, é totalmente reciclável e pode ser reciclado repetidamente sem qualquer degradação de suas propriedades mecânicas, físicas ou metalúrgicas. A taxa de reciclagem é estimada em 90%. A Tabela 1 apresenta uma visão geral do grau em que a indústria siderúrgica japonesa alcançou a reciclagem de materiais residuais.

Tabela 1. Resíduos gerados e reciclados na produção de aço no Japão

Fonte: IISI 1992.

Conservação de Energia

A conservação de energia é desejável não apenas por razões econômicas, mas também para reduzir a poluição em instalações de fornecimento de energia, como concessionárias de energia elétrica. A quantidade de energia consumida na produção de aço varia muito com os processos utilizados e a mistura de sucata e minério de ferro na matéria-prima. A intensidade energética das usinas baseadas em sucata dos Estados Unidos em 1988 foi em média de 21.1 gigajoules por tonelada, enquanto as usinas japonesas consumiram cerca de 25% menos. Uma usina modelo baseada em sucata do International Iron and Steel Institute (IISI) exigia apenas 10.1 gigajoules por tonelada (IISI 1992).

Os aumentos no custo da energia estimularam o desenvolvimento de tecnologias que economizam energia e materiais. Gases de baixa energia, como gases subprodutos produzidos nos processos de alto-forno e coqueria, são recuperados, limpos e utilizados como combustível. O consumo de coque e combustível auxiliar pela indústria siderúrgica alemã, que era em média de 830 kg/tonelada em 1960, foi reduzido para 510 kg/tonelada em 1990. A siderurgia japonesa conseguiu reduzir sua participação no consumo total de energia japonesa de 20.5% em 1973 para cerca de 7% em 1988. A indústria siderúrgica dos Estados Unidos fez grandes investimentos em conservação de energia. A fábrica média reduziu o consumo de energia em 45% desde 1975 por meio de modificação de processo, nova tecnologia e reestruturação (as emissões de dióxido de carbono caíram proporcionalmente).

Enfrentando o Futuro

Tradicionalmente, os governos, as associações comerciais e as indústrias individuais abordam as questões ambientais de forma específica da mídia, lidando separadamente, por exemplo, com problemas de ar, água e descarte de resíduos. Embora útil, isso às vezes apenas transferiu o problema de uma área ambiental para outra, como no caso do dispendioso tratamento de águas residuais que deixa o problema subsequente de descarte do lodo de tratamento, que também pode causar séria poluição das águas subterrâneas.

Nos últimos anos, no entanto, a indústria siderúrgica internacional abordou esse problema por meio do Controle Integrado da Poluição, que se desenvolveu na Gestão Total do Risco Ambiental, um programa que analisa todos os impactos simultaneamente e aborda as áreas prioritárias de forma sistemática. Um segundo desenvolvimento de igual importância tem sido o foco na ação preventiva em vez da ação corretiva. Isso aborda questões como localização da planta, preparação do local, layout e equipamento da planta, especificação das responsabilidades de gerenciamento do dia-a-dia e a garantia de pessoal e recursos adequados para monitorar a conformidade com os regulamentos ambientais e relatar os resultados às autoridades apropriadas.

O Centro de Indústria e Meio Ambiente, criado em 1975 pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), visa incentivar a cooperação entre as indústrias e os governos, a fim de promover o desenvolvimento industrial ambientalmente saudável. Seus objetivos incluem:

• incentivo à incorporação de critérios ambientais nos planos de desenvolvimento industrial
• facilitação da implementação de procedimentos e princípios para a proteção do meio ambiente
• promoção do uso de técnicas seguras e limpas
• estímulo à troca de informações e experiências em todo o mundo.

O PNUMA trabalha em estreita colaboração com o IISI, a primeira associação industrial internacional dedicada a uma única indústria. Os membros do IISI incluem empresas produtoras de aço de propriedade pública e privada e associações nacionais e regionais da indústria siderúrgica, federações e institutos de pesquisa nos 51 países que, juntos, respondem por mais de 70% da produção mundial total de aço. O IISI, muitas vezes em conjunto com o PNUMA, produz declarações de políticas e princípios ambientais e relatórios técnicos como aquele no qual grande parte deste artigo foi baseado (UNEP e IISI 1997). Juntos, eles estão trabalhando para abordar os fatores econômicos, sociais, morais, pessoais, gerenciais e tecnológicos que influenciam o cumprimento dos princípios, políticas e regulamentos ambientais.

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O princípio primordial por trás da regulamentação das emissões atmosféricas, descarga de água e resíduos é a proteção da saúde pública e o bem-estar geral da população. Normalmente, a “população” é considerada aquelas pessoas que vivem ou trabalham dentro da área geral da instalação. No entanto, as correntes de vento podem transportar poluentes atmosféricos de uma área para outra e até mesmo através das fronteiras nacionais; as descargas em corpos d'água podem viajar de forma semelhante nacional e internacionalmente; e os resíduos podem ser enviados para todo o país ou para o mundo.

Os estaleiros realizam uma grande variedade de operações no processo de construção ou reparo de navios e embarcações. Muitas dessas operações emitem poluentes da água e do ar que são conhecidos ou suspeitos de terem efeitos prejudiciais aos seres humanos por meio de danos fisiológicos e/ou metabólicos diretos, como câncer e envenenamento por chumbo. Os poluentes também podem atuar indiretamente como mutagênicos (que danificam as gerações futuras ao afetar a bioquímica da reprodução) ou teratógenos (que danificam o feto após a concepção).

Ambos os poluentes do ar e da água têm o potencial de ter efeitos secundários nos seres humanos. Poluentes do ar podem cair na água, afetando a qualidade do fluxo receptor ou afetando as plantações e, portanto, o público consumidor. Os poluentes descarregados diretamente nos córregos receptores podem degradar a qualidade da água a ponto de beber ou mesmo nadar na água representar um risco à saúde. A poluição da água, do solo e do ar também pode afetar a vida marinha no fluxo receptor, o que pode afetar os seres humanos.

Qualidade do ar

As emissões atmosféricas podem resultar de praticamente qualquer operação envolvida na construção, manutenção ou reparo de navios e embarcações. Poluentes do ar que são regulamentados em muitos países incluem óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, partículas (fumaça, fuligem, poeira e assim por diante), chumbo e compostos orgânicos voláteis (VOCs). As atividades de construção e reparo naval que produzem poluentes do tipo “óxido” incluem fontes de combustão, como caldeiras e calor para tratamento de metais, geradores e fornos. As partículas são vistas como a fumaça da combustão, bem como a poeira da marcenaria, operações de jateamento com areia ou granalha, lixamento, esmerilhamento e polimento.

Os lingotes de chumbo podem, em alguns casos, ter que ser parcialmente derretidos e reformados para se moldar em formas de proteção contra radiação em embarcações movidas a energia nuclear. Poeira de chumbo pode estar presente na tinta removida de embarcações que estão sendo revisadas ou reparadas.

Poluentes perigosos do ar (HAPs) são compostos químicos que são conhecidos ou suspeitos de serem prejudiciais aos seres humanos. Os HAPs são produzidos em muitas operações de estaleiros, como operações de fundição e galvanoplastia, que podem emitir cromo e outros compostos metálicos.

Alguns VOCs, como nafta e álcool, usados ​​como solventes para tintas, diluentes e produtos de limpeza, bem como muitas colas e adesivos, não são HAPs. Outros solventes usados ​​principalmente em operações de pintura, como xileno e tolueno, bem como vários compostos clorados mais usados ​​como solventes e produtos de limpeza, especialmente tricloroetileno, cloreto de metileno e 1,1,1-tricloroetano, são HAPs.

Qualidade da água

Como os navios e barcos são construídos em vias navegáveis, os estaleiros devem atender aos critérios de qualidade da água de suas licenças emitidas pelo governo antes de descarregar quaisquer águas residuais industriais nas águas adjacentes. A maioria dos estaleiros americanos, por exemplo, implementou um programa chamado “Best Management Practices” (BMPs), considerado um grande compilado de tecnologias de controle para ajudar os estaleiros a cumprir os requisitos de descarga de suas licenças.

Outra tecnologia de controle utilizada em estaleiros que possuem docas de gravilha é um represa e defletor sistema. A barragem impede que os sólidos cheguem ao reservatório e sejam bombeados para as águas adjacentes. O sistema defletor mantém o óleo e os detritos flutuantes fora do cárter.

O monitoramento de águas pluviais foi adicionado recentemente a muitas licenças de estaleiros. As instalações devem ter um plano de prevenção da poluição das águas pluviais que implemente diferentes tecnologias de controle para evitar que os poluentes entrem nas águas adjacentes sempre que houver chuva.

Muitas instalações de construção de navios e barcos também descarregam parte de suas águas residuais industriais no sistema de esgoto. Essas instalações devem atender aos critérios de qualidade da água de seus regulamentos locais de esgoto sempre que descarregarem no esgoto. Alguns estaleiros estão construindo suas próprias estações de pré-tratamento, projetadas para atender aos critérios locais de qualidade da água. Geralmente, existem dois tipos diferentes de instalações de pré-tratamento. Uma instalação de pré-tratamento é projetada principalmente para remover metais tóxicos de águas residuais industriais, e o segundo tipo de instalação de pré-tratamento é projetado principalmente para remover produtos de petróleo das águas residuais.

Gestão de Resíduos

Diferentes segmentos do processo de construção naval produzem seus próprios tipos de resíduos que devem ser descartados de acordo com a regulamentação. O corte e conformação do aço gera resíduos como sucata do corte e conformação da chapa de aço, tinta e solvente do revestimento do aço e abrasivo gasto da remoção da oxidação e revestimentos indesejados. A sucata não representa nenhum risco ambiental inerente e pode ser reciclada. No entanto, os resíduos de tinta e solvente são inflamáveis ​​e o abrasivo usado pode ser tóxico, dependendo das características do revestimento indesejado.

Como o aço é fabricado em módulos, a tubulação é adicionada. A preparação da tubulação para os módulos gera resíduos como efluentes ácidos e cáusticos provenientes da limpeza da tubulação. Este efluente requer tratamento especial para remover suas características corrosivas e contaminantes, como óleo e sujeira.

Concomitantemente à fabricação do aço, componentes elétricos, de máquinas, tubulações e ventilação são preparados para a fase de aparelhamento da construção do navio. Essas operações geram resíduos como lubrificantes e refrigerantes de corte de metais, desengordurantes e águas residuais de galvanoplastia. Lubrificantes e refrigerantes de corte de metal, bem como desengordurantes, devem ser tratados para remover a sujeira e os óleos antes da descarga da água. Efluentes de galvanoplastia são tóxicos e podem conter compostos de cianeto que requerem tratamento especial.

Navios que precisam de reparos geralmente precisam descarregar os resíduos que foram gerados durante o cruzeiro do navio. As águas residuais do porão devem ser tratadas para remover a contaminação por óleo. Os efluentes sanitários devem ser lançados em uma rede de esgoto, onde passam por tratamento biológico. Mesmo o lixo e o lixo podem ser objeto de tratamento especial para cumprir as normas que impedem a introdução de plantas e animais estranhos.

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Todos os produtos de borracha começam como um “composto de borracha”. Os compostos de borracha começam com um polímero de borracha, natural ou um dos muitos polímeros sintéticos, cargas, plastificantes, antioxidantes, auxiliares de processo, ativadores, aceleradores e curativos. Muitos dos ingredientes químicos são classificados como produtos químicos perigosos ou tóxicos, e alguns podem ser listados como cancerígenos. O manuseio e o processamento desses produtos químicos criam preocupações ambientais e de segurança.

Resíduos Perigosos

Sistemas de ventilação e coletores de pó são necessários para os trabalhadores que manuseiam e pesam os produtos químicos de borracha e para os trabalhadores que misturam e processam o composto de borracha não curado. Equipamentos de proteção individual também podem ser necessários para esses trabalhadores. O material coletado nos coletores de pó deve ser testado para determinar se é um resíduo perigoso. Seria um resíduo perigoso se fosse reativo, corrosivo, inflamável ou contivesse produtos químicos listados como perigosos como resíduos.

Os resíduos perigosos devem ser listados em um manifesto e enviados para descarte em um local de resíduos perigosos. Os resíduos não perigosos podem ir para aterros sanitários locais ou podem ter que ir para um aterro industrial, dependendo dos regulamentos ambientais aplicáveis.

Poluição atmosférica

Alguns produtos de borracha requerem uma aplicação de cimento de borracha no processo de fabricação. Os cimentos de borracha são feitos misturando o composto de borracha não curado com um solvente. Os solventes utilizados neste processo são geralmente classificados como compostos orgânicos voláteis (VOCs). Processos que usam VOCs devem ter algum tipo de equipamento de controle de emissão. Este equipamento pode ser um sistema de recuperação de solventes ou um oxidante térmico. Um oxidante térmico é um sistema de incineração que destrói os VOCs por combustão e geralmente requer um suplemento de combustível, como o gás natural. Sem equipamento de controle de emissão, os VOCs podem causar problemas de saúde na fábrica e na comunidade. Se os VOCs forem fotoquimicamente reativos, eles afetarão a camada de ozônio.

Quando as peças de borracha são curadas e o recipiente de cura é aberto, os vapores de cura saem do recipiente e da peça de borracha. Esses vapores estarão na forma de fumaça, vapor ou ambos. Os vapores de cura podem transportar produtos químicos não reagidos, plastificantes, lubrificantes de moldes e outros materiais para a atmosfera. Controles de emissão são necessários.

Poluição do solo e da água

O armazenamento e o manuseio de VOCs devem ser feitos com extremo cuidado. Nos últimos anos, os VOCs eram armazenados em tanques de armazenamento subterrâneos, o que, em alguns casos, resultava em vazamentos ou derramamentos. Vazamentos e/ou derramamentos em torno de tanques de armazenamento subterrâneo geralmente resultam na contaminação do solo e das águas subterrâneas, o que desencadeia uma cara reparação do solo e das águas subterrâneas. A melhor opção de armazenamento são tanques acima do solo com boa contenção secundária para prevenção de derramamento.

Resíduos de borracha

Todo processo de fabricação tem sucata de processo e produtos acabados. Parte da sucata do processo pode ser reprocessada no produto pretendido ou em outros processos de produto. No entanto, uma vez curada ou vulcanizada, a borracha não pode mais ser reprocessada. Todo o processo curado e sucata de produtos acabados se torna material residual. O descarte de sucata ou resíduos de produtos de borracha tornou-se um problema mundial.

Todos os lares e empresas do mundo usam algum tipo de produto de borracha. A maioria dos produtos de borracha são classificados como materiais não perigosos e, portanto, seriam resíduos não perigosos. No entanto, produtos de borracha como pneus, mangueiras e outros produtos tubulares criam um problema ambiental relacionado ao descarte após sua vida útil.

Pneus e produtos tubulares não podem ser enterrados em aterros porque as áreas vazias aprisionam o ar, o que faz com que os produtos subam à superfície com o tempo. Triturar os produtos de borracha elimina esse problema; no entanto, a trituração requer equipamento especial e é muito cara.

Incêndios de pneus sem chama podem gerar grandes quantidades de fumaça irritante que pode conter uma grande variedade de produtos químicos tóxicos e partículas.

Incineração de Sucata de Borracha

Uma das opções para descartar produtos de borracha de sucata e processar borracha de sucata dos processos de fabricação é a incineração. A incineração pode inicialmente parecer a melhor solução para o descarte dos inúmeros produtos de borracha “desgastados” que existem no mundo hoje. Algumas empresas de fabricação de borracha consideraram a incineração como um meio de descartar peças de borracha de sucata, bem como sucata de processo de borracha curada e não curada. Em teoria, a borracha poderia ser queimada para gerar vapor que poderia ser usado na fábrica.

Infelizmente, não é assim tão simples. O incinerador deve ser projetado de forma a lidar com as emissões atmosféricas e provavelmente exigiria depuradores para remover contaminantes como o cloro. As emissões de cloro geralmente viriam da queima de produtos e sucata que contêm polímeros de cloropreno. Os lavadores geram uma descarga ácida que pode ter que ser neutralizada antes da descarga.

Quase todos os compostos de borracha contêm algum tipo de carga, sejam negros de fumo, argilas, carbonatos de cálcio ou compostos de sílica hidratada. Quando esses compostos de borracha são queimados, eles geram cinzas equivalentes à carga de enchimento no composto de borracha. As cinzas são coletadas por lavadores úmidos ou secos. Ambos os métodos devem ser analisados ​​para metais pesados ​​antes do descarte. Os lavadores úmidos provavelmente produzirão águas residuais que contêm 10 a 50 ppm de zinco. Tanto zinco sendo descarregado em um sistema de esgoto criará problemas na estação de tratamento. Caso isso ocorra, deve-se instalar um sistema de tratamento para remoção do zinco. Esse sistema de tratamento gera um lodo contendo zinco que deve ser enviado para descarte.

Lavadores a seco geram uma cinza que deve ser coletada para descarte. As cinzas úmidas e secas são difíceis de manusear e o descarte pode ser um problema, pois a maioria dos aterros não aceita esse tipo de resíduo. As cinzas úmidas e secas podem ser muito alcalinas se os compostos de borracha que estão sendo queimados estiverem fortemente carregados com carbonato de cálcio.

Finalmente, a quantidade de vapor gerada não é suficiente para fornecer a quantidade total necessária para operar uma fábrica de borracha. O fornecimento de sucata de borracha é inconsistente e esforços estão em andamento para reduzir a sucata, o que reduziria o fornecimento de combustível. O custo de manutenção de um incinerador projetado para queimar sucata de borracha e produtos de borracha também é muito alto.

Quando todos esses custos são levados em consideração, a incineração de sucata de borracha pode ser o método de descarte menos econômico.

Conclusão

Talvez a melhor solução para as preocupações ambientais e de saúde associadas à fabricação de produtos de borracha seja um bom controle de engenharia para produzir e combinar produtos químicos em pó usados ​​em compostos de borracha e programas de reciclagem para todos os produtos e sucata de processamento de borracha curada e não curada. Os produtos químicos em pó coletados em sistemas coletores de poeira poderiam ser adicionados de volta aos compostos de borracha com os controles de engenharia apropriados, o que eliminaria o aterro desses produtos químicos.

O controle das questões ambientais e de saúde na indústria da borracha pode ser feito, mas não será fácil ou gratuito. O custo associado ao controle de problemas ambientais e de saúde deve ser somado ao custo dos produtos de borracha.

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