reget ed. esp. v18 mai 2014

Revista do Centro do Ciências Naturais e Exatas - UFSM, Santa Maria , RS, Brasil, DOI:10.5902/22361170, e-ISSN 2236 1170

EDIÇÃO ESPECIAL LABORATÓRIO MULTIDISCIPLINAR DE

GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS - LMGR - IFRJ CAMPUS DUQUE DE CAXIAS - RJ

REGET, Santa Maria ,v. 18, Ed. Especial, Mai, 2014.

IV

Biblioteca Central da UFSM

REGET : Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental / Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Naturais e Exatas. Vol. 1, n. 1 (nov. 2010)-____. Santa Maria, 2010-____.

Quadrimestral a partir de 2014. Semestral de 2010 a 2013. Disponível em: http://cascavel.ufsm.br/revistas/ojs-2.2.2/index.php/reget/index e www.ufsm.br/reget e-ISSN 2236-1170 Vol. 18, ed. esp. (maio 2014)

1. Gestão Ambiental – Periódico. 2. Educação Ambiental – Periódico. 3. Tecnologia Ambiental – Periódico. 4. Engenharia – Periódico. I. Universidade Federal de Santa Maria – UFSM. II. Centro de Ciências Naturais e Exatas - CCNE.

Ficha catalográfica elaborada por Fernando Leipnitz CRB-10/1958

V

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VII

editorial

EDIÇÃO ESPECIAL DO LABORATÓRIO MULTIDISCIPLINAR DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS LMGR - IFRJ - CAMPUS DUQUE DE CAXIAS - RJSérgio Thode Filho

artiGos

ESTUDO COMPARATIVO DA TOXICIDADE DO SABÃO PRODUZIDO COM ÓLEO VEGETAL RESIDUAL Sérgio Thode Filho, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena,Thuanny Moraes de Almeida,Vinícius da Costa Silva, Elmo Rodrigues da Silva DETERIORAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS EXPOSTOS A DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO Sérgio Thode Filho, Gabrielle Borges Cabral, Fabíola da Silveira Maranhão, Marcelo Fonseca Monteiro Sena, Elmo Rodrigues da Silva

BIOPRODUTOS A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL RESIDUAL: VELA, GIZ E MASSA DE MODELAR Sérgio Thode Filho, Ana Paula da Silva da Costa, Israel Rodrigues, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena, Elmo Rodrigues da Silva

BIOPRODUTOS A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL RESIDUAL: DESENGRAXANTES BASEADOS EM RESÍDUOS DE ROCHAS E CARVÃO VEGETALSérgio Thode Filho, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena, Cintia Patrícia Santos da Paixão, Fabíola da Silveira Maranhão, Elmo Rodrigues da Silva

ASPECTOS RELACIONADOS AO USO E DESCARTE DO ESMALTE DE UNHAS: UM ESTUDO PRELIMINAR NO MUNICÍPIO DE DUQUE DE CAXIAS - RJ Sérgio Thode Filho, Fabíola da Silveira Maranhão, Cintia Patrícia Santos da Paixão, Ana Paula da Silva da Costa, Thuanny Moraes de Almeida, Isadora Bastos Talhas

UM ESTUDO SOBRE A COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS DO IFRJ CAMPUS DUQUE DE CAXIAS, RJSérgio Thode Filho, Aline de Jesus Marques, Joyce Santos, Karen Ferraz Ribeiro, Monica Raquel Amaral Moreira de Medeiros, Patryck Gonçalves Santos, Suelen de Santana França

TÉCNICAS DE RECICLAGEM E MARMORIZAÇÃO DE PAPEL Sérgio Thode Filho, Ana Paula da Silva da Costa, Israel Rodrigues, Azarias Machado de Andrade, Marcelo Monteiro Fonseca de Sena

POTENCIALIDADES DO EXTRATO PIROLENHOSO: PRÁTICAS DE CARACTERIZAÇÃO Marcelo Monteiro Fonseca de Sena, Azarias Machado de Andrade, Sérgio Thode Filho, Felipe Rocha dos Santos, Letícia Ferreira Pereira

POTENCIALIDADES ENERGÉTICAS DAS MADEIRAS DE LEUCENA (LEUCAENA LEUCOCEPHALA) E PAU-JACARÉ (PIPTADENIA GONOACANTHA)Thobias Fagundes Florindo Machado, Azarias Machado de Andrade, Alessandro de Paula Silva, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena, Sérgio Thode Filho

suMÁrio

02-06

07-13

14-18

19-23

24-29

30-35

36-40

41-44

45-50

01

http://dx.doi.org/10.5902/2236117014156

Revista do Centro do Ciências Naturais e Exatas - UFSM, Santa Maria

Revista Eletronica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental - REGET

e-ISSN 2236 1170 - v. 18. Ed. Especial Mai. 2014, p. 01.

EDIÇÃO ESPECIAL DO LABORATÓRIO MULTIDISCIPLINAR DE GERENCIAMENTO

DE RESÍDUOS LMGR - IFRJ - CAMPUS DUQUE DE CAXIAS - RJ

Sérgio Thode Filho1

1Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Duque de Caxias, RJ

O Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos (LMGR), do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ) campus Duque de Caxias iniciou suas atividades em julho de 2012. Suas principais linhas de pesquisa estão voltadas para o gerenciamento de resíduos sólidos urbanos e indústrias, desenvolvimento de bioprodutos e sustentabilidade. Em julho de 2013 o laboratório passou a trabalhar em colaboração com o Blog Química Sustentável. Os resultados de pesquisa, palestras, minicursos e encontros, são publicados no blog.

Atualmente o LMGR possui parcerias com a UFRJ, - Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano (IMA) – Laboratório de Biopolímeros e Sensores (LABIOS), Laboratório de Produtos Florestais da UFRRJ e o laboratório de Oceanografia Química da UERJ.

A presente edição da Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, traz artigos que resultaram do esforço de investigação de seus professores, parceiros, bolsistas e voluntários nas seguintes temáticas:

• Análise de toxicidade do sabão produzido com óleo vegetal residual.• Desenvolvimento de bioprodutos a partir do óleo vegetal residual.• Deterioração de óleos vegetais expostos a diferentes condições de armazenamento. • Um estudo sobre a composição gravimétrica dos resíduos do IFRJ campus Duque de Caxias.• Aspectos relacionados ao uso e descarte do esmalte de unhas.• Técnicas de reciclagem e marmorização de papel.• Potencialidades do extrato pirolenhoso.

Conforme apontado durante os trabalhos, os resíduos sólidos tornaram-se um problema que ultrapassa a questão local, passando a ser um problema nacional. Pode-se afirmar que os efeitos ime-diatos dos resíduos sólidos urbanos, são percebidos na escala local, mas seus impactos socioambientais são multiplicados e sentidos em âmbito de maior abrangência, passando por nações e chegando a se tornar um problema mundial. A solução destes impactos se encontram além das simples práticas de controle dos resíduos sólidos. Tal solução necessita de um envolvimento mais abrangente, englobando a sociedade, o governo, a comunidade acadêmico/científica, dentre outros. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) é o amparo legal que obriga a existência deste envolvimento, mas é impor-tante frisar, contudo, que a eficácia plena da legislação depende de uma cadeia de atores, planejamento técnico e recursos humanos e ambientais para a sua concretização. Os trabalhos apresentaram de uma maneira modesta a problemática gerada pelos resíduos sólidos. Contudo, buscou-se apontar técnicas simples e possíveis soluções de baixo custo que podem ser adotadas para mitigação destes impactos.

Por fim, percebe-se que as motivações de pesquisa devem sempre surgir de demandas sociais. Em relação aos problemas ambientais e geração de resíduos, eles são inúmeros. O crescimento populacional, os estímulos ao consumo, à revolução tecnológica, são grandes evidências destas demandas. Neste sentido, percebe-se que existe um campo bastante promissor para novos grupos de trabalho, organiza-ções públicas e privadas, oferecerem soluções de conhecimento para eliminação, isto é, trabalhando com o ciclo fechado ou mitigação dos resíduos gerados por uma sociedade cada vez mais consumista.

http://dx.doi.org/10.5902/2236117013800



e-ISSN 2236 1170 - v. 18. Ed. Especial Mai. 2014, p. 02-06

Recebido em: 01.04.14 Aceito em:26.05.14

ESTUDO COMPARATIVO DA TOXICIDADE DO SABÃO PRODUZIDO COM ÓLEO VEGETAL RESIDUAL

Comparative Study of The Toxicity of Soap Made With Vegetable Oil Waste

Sérgio Thode Filho1, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena2, Thuanny Moraes de Almeida3, Vinícius da Costa Silva4, Elmo Rodrigues da Silva5

1Doutorando em Meio Ambiente pelo PPG-MA da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ, Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ, Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos - LMGR

2Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias - RJ- LMGR3Técnóloga em Processamento de Petróleo e Gás (UNESA), bolsista pesquisadora do LMGR

4Aluno do Curso Técnico em Petróleo e Gás IFRJ, colaborador do LMGR5Professor do PPG-MA da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ

Resumo

Uma das formas mais seguras de descarte do óleo vegetal residual é a entrega deste em um posto de coleta, para posterior reutilização na

fabricação de biodiesel ou sabão. No entanto, ainda é superficial o conhecimento científico sobre os efeitos tóxicos do óleo vegetal residual

e sabão a biota. O presente trabalho objetiva comparar, em laboratório, através de um bioensaio, para o peixe Brachydanio rerio, o valor da

concentração letal média (CL50-72horas) do sabão sólido produzido no IFRJ a partir do óleo vegetal residual, o sabão pastoso produzido

com óleo vegetal residual e o sabão sólido em barra, ambos comercializados no grande varejo. Os peixes foram acondicionados em béqueres

contendo oito diferentes concentrações de amostras de sabão sólido de três diferentes origens. O teste de exposição consistiu no procedimento

de manter os peixes em contato por 72horas. O sabão sólido comercial que utiliza insumos virgens possui letalidade consideravelmente menor

quando comparado aos saponáceos produzidos a partir do óleo vegetal residual; enquanto que a diferença de letalidade foi inexpressiva

entre os grupos de saponáceos que utilizam óleo vegetal residual.

Palavras-chave: Impacto ambiental, bioensaio, sabão, óleo vegetal residual

Abstract

One of the safest ways to dispose of residual vegetable oil is delivering this on a collection point for later use in the manufacture of biodiesel

or soap. However, it is still superficial the scientific knowledge about the toxic effects of these residual waste vegetable oil and soap on biota.

The present study aims to compare, by bioassay with the fish Brachydanio rerio, the median lethal concentration (CL50-72hours) of solid soap

produced in IFRJ from residual vegetable oil, with the pasty soap produced from waste vegetable oil and the solid bar soap, both sold in

large retail. The fishes were placed in beakers containing eight different concentrations of soap samples. The test consisted of exposure of

fishes for 72 hours. The solid soap commercial that uses virgin inputs has significantly lower mortality rate compared to soaps produced from

residual vegetable oil, whereas the difference in mortality was insignificant between groups of soaps using residual vegetable oil.

Keywords: Environmental impact, bioassay, soap, waste vegetable oil.

REGET, v. 18, Ed. Especial, Mai, 2014, p. 02-06

Estudo comparativo da toxicidade do... 3

1 introdução

Uma das questões presentes nas determi-nações da Política Nacional de Resíduos Sólidos, diz respeito ao descarte do óleo vegetal de fri-turas gerado nas residências e estabelecimentos comerciais. No Brasil estima-se a produção de três bilhões de litros de óleo vegetal comestível por ano. Deste total, apenas 2,5% é reutilizado para alguma finalidade, enquanto que o restante é indevidamente descartado, pela população e indústrias, nos solos, corpos d’água, rede de esgotos, ou ainda, incinerados (ABIOVE, 2012).

Segundo a Folha do Amapá (2007), uma forma mais segura de descarte de óleo vegetal residual é a entrega deste em um posto de coleta, para posterior reutilização na fabricação de bio-diesel ou sabão. Além desta, a fabricação de sabão na própria residência tem se mostrado como uma possibilidade alternativa. A fabricação de sabão utilizando óleo vegetal residual é uma forma de evitar que este alcance os corpos hídricos e o solo na forma prejudicial, mitigando assim seus impactos no meio ambiente.

No entanto, ainda é superficial o conhe-cimento científico sobre os efeitos tóxicos destes resíduos de óleo vegetal residual e sabão a biota. Segundo Zagatto et al. (1988), a toxicidade é defi-nida como sendo os resultados nocivos à saúde provenientes do sistema composto por substâncias químicas e substâncias próprias do organismo, que se evidenciam sobre organismos vivos. Logo, na toxicidade o objetivo de análise é o organismo, onde é determinado o efeito causado por uma substância química ou uma mistura, levando em consideração o tempo de exposição e a concentração.

Os bioensaios têm sido aplicados em diver-sos países há muitos anos, na rotina de órgãos ambientais, no âmbito do licenciamento e da fiscalização de atividades potencialmente causa-doras de poluição e contaminação (KNIE; LOPES, 2004).Estes testes visam principalmente avaliar a sensibilidade relativa de organismos aquáticos para um determinado agente tóxico, para determinar a qualidade de água e as concentrações seguras de agentes químicos para preservação da vida aquática, além de avaliar a fertilidade potencial das águas e a eficiência de diferentes métodos de tratamento para efluentes industriais em termos toxicológicos (METCALF; EDDY, 2003).

O presente trabalho objetiva comparar, em laboratório, através de um bioensaio, para o peixe Brachydaniorerio, o valor da concentração letal média (CL50-72horas) do sabão sólido produzido

no IFRJ a partir do óleo vegetal residual, o sabão pastoso produzido com óleo vegetal residual e o sabão sólido em barra, ambos comercializados no grande varejo.

2 MetodoloGia

Para o teste de toxidez foi utilizado o peixe paulistinha Brachydanio rerio, espécie de peixe exó-tica frequentemente usada em testes de avaliação toxicológica de pesticidas (PATRICIO et al., 2002) e considerada como padrão internacional para a realização deste tipo de experimento (MURTY, 1988). Os peixes foram acondicionados em béque-res contendo oito diferentes concentrações de amostras de sabão sólido de três diferentes origens: (grupo 1) sabão sólido produzido a partir do óleo vegetal residual no Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos do Instituo Fede-ral do Rio de Janeiro campus Duque de Caxias; (grupo 2) sabão pastoso produzido om óleo vegetal residual vendido em grandes redes de varejo e (grupo 3) sabão sólido comercial produzido com glicerina e insumos virgens vendido em grandes redes de varejo.

O sabão sólido produzido a partir do óleo vegetal residual utiliza a relação 1:2:6, isto é uma parte de NaOH, duas partes de água e seis partes do óleo residual é a relação considerada ótima entre os insumos. Constatou-se que na relação utilizada, não foram encontradas presença de soda livre, presença de óleo e água que não foram total-mente utilizados no processo de reação. Percebe-se que mesmo sem a utilização de essências ou aro-matizantes o produto final apresenta um aspecto físico uniforme, uma textura rígida, uma coloração amarelo pálido, um odor agradável, um índice de espuma satisfatório e um pH aceitável. O sabão produzido com estes insumos são indicados para uso em limpeza pesada, sendo impróprios para o asseio corporal (THODE-FILHO et al., 2013). As concentrações e os grupos estão demonstrados na Tabela 1.

Cada recipiente recebeu quatro peixes com peso individual variando entre 80 e 100 mg, respeitando-se a densidade máxima de 1,0 g.L-1, conforme descrito por Boock (2005).

A água nos béqueres foi constantemente aerada e mantida sob temperatura em torno de 20-25°C. Os animais foram alimentados diaria-mente com ração específica para peixes orna-mentais, sendo observado o consumo da ração de maneira a evitar que restos se deteriorassem,

THODE FILHO et al.


4

comprometendo a qualidade da água (BOOCK & NETO, 2005). O experimento é caracterizado como estático, pois não há substituição de água e nem retirada de detritos durante o período de exposi-ção (BOOCK et al., 2004). O teste de exposição consistiu no procedimento de manter os peixes em contato, por 72 horas. As análises foram realizadas em triplicata para cada uma das concentrações testadas. A cada teste procedeu-se um branco (testemunha) (BOOCK et al., 2004). Os animais mortos foram contados e retirados diariamente.

3 resultado e discussão

Para desenvolvimento deste bioensaio, foram adotadas diferentes concentrações do sabão sólido produzido com óleo vegetal residual do IFRJ, do sabão pastoso comercial produzido com óleo vegetal residual e do sabão sólido comercial produ-zido sem óleo vegetal residual em sua composição. A tabela 1 apresenta as diferentes concentrações de massa de sabão dos grupos 1, 2 e 3.

A Tabela 1 apresenta os valores de con-centração letal identificados para cada grupo experimental. Observa-se que o sabão sólido comer-cial que utiliza insumos virgens possui letalidade consideravelmente menor quando comparado aos saponáceos produzidos a partir do óleo vegetal

residual; enquanto que a diferença de letalidade foi inexpressiva entre os grupos de saponáceos que utilizam óleo vegetal residual, ou seja, a dife-rença encontrada entre os grupos 1 e 2 foi de 0,005g/1000mL(0,005ppm).

Em uma observação isolada, pode-se con-cluir que os saponáceos comerciais que utilizam insumos virgens são menos impactantes ambien-tais por serem menos letais a biota. Em contra-partida, em uma perspectiva mais abrangente, observando os ciclos dos resíduos, entende-se que os saponáceos produzidos a partir do óleo vegetal residual retiram (ou impedem que seja despejado) do ambiente um agente poluidor (óleo vegetal residual) o qual é igualmente, ou mais, impactante que o saponáceo.

Para o sabão sólido produzido no IFRJ, utilizou-se 400g de NaOH, 800 ml de água e 2600 ml de óleo ou aproximadamente 2300g de óleo vegetal residual. O rendimento pós produção é de aproximadamente 4000g. Para calcular a massa de óleo vegetal residual existente em 0,029g de sabão do grupo 1, foi utilizado o fato de serem grandezas diretamente proporcionais e aplicada à regra de três para o cálculo. Neste sentido, a massa de óleo vegetal residual constituinte em 0,029g é de 0,016g. Representando aproximadamente 55% da massa total de sabão.

Concentrações Mortalidade

Grupo 1a Grupo 2b Grupo 3c

0,020g/1000mL - 0,025g/1000mL 25% - - 0,029g/1000mL* 50% 25% - 0,034g/1000mL* 100% 50% - 0,040g/1000mL 100% 100% - 0,045g/1000mL 100% 100% - 0,047g/1000mL 100% 100% - 0,050g/1000mL 100% 100% - 0,060g/1000mL 100% 100% - 0,070g/1000mL 100% 100% - 0,080g/1000mL 100% 100% 25% 0,082g/1000mL* 100% 100% 50% 0,085g/1000mL 100% 100% 100%

aSabão sólido produzido a partir do óleo vegetal residual de acordo com Thode-Filho et al. (2013).bSabão pastoso produzido com óleo vegetal residual vendido comercialmente.cSabão sólido comercial produzido com glicerina e insumos virgens vendido comercialmente.

*Valor da concentração letal média (CL50

-72horas) identificados para cada grupo experimental.

Tabela 1. Mortalidade de Brachydaniorerio submetidos a diferentes concentrações origens de saponáceos.


Estudo comparativo da toxicidade do... 5

essa diferença torna-se aceitável, em relação a um sabão industrializado, produzido em larga escala, que utiliza o óleo vegetal residual como insumo principal, porém outros insumos virgens para estabilidade da sua composição.

Com os resultados deste estudo percebe-se a necessidade de desenvolver outros bioensaios trabalhando com o sabão do grupo 1 no mesmo estado da matéria que o grupo 2, base pastosa.

aGradeciMentos

Agradecemos ao Prof. Bruno Pereira Berto (Departamento de Biologia Animal, Instituto de Biologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ) pelas sugestões e orientações na metodologia do bioensaio.

referÊncias

ABIOVE. Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais. 2012. Disponível em: <http:// www.abiove.com.br/menu_br.htmL>. Acesso em: 18 jan. 2013.

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KNIE, J.L.W. e LOPES, E.W.B. 2004 Testes eco toxicológicos: métodos, técnicas e aplicações. Floria-nopolis: FATMA / GTZ. 289p.

Assim, pode-se observar que apesar do sabão produzido a partir do óleo vegetal residual ser mais letal, ele estende a vida útil de outro resí-duo e reduz a utilização de insumos virgens que passam a estar disponíveis para outras finalidades.

Diante de tantos desafios, vale ressaltar os esforços governamentais para disciplinar o pro-blema dos lançamentos em efluente sem tratamento a exemplo da Resolução CONAMA nº 430/11 que institui o padrão de lançamento em corpo líquido de óleos vegetais e gorduras animais de 50mg/L ou 0,005g/L sem a presença de resíduos sólidos em suspensão (BRASIL, 2011). Percebe-se que a quantidade de óleo residual existente na massa de sabão do grupo 1 experimental é menor do que o previsto no CONAMA.

Adicionalmente, o óleo vegetal residual tem ação impactante a longo-prazo, provocando efeitos crônicos. Caso seja descartado pela rede de esgoto, pode provocar o entupimento das tubulações e aumentar em até 45% os custos de tratamento. O material pode ocasionar também sérios danos ambientais ao alcançar os corpos d’água, pois o óleo forma uma camada na superfície da água que impede a entrada da luz solar, diminuindo a fotos-síntese, o oxigênio dissolvido, e, consequentemente, provoca a morte da fauna local (Qi et al., 2009).

Em contrapartida, o sabão tem ação a curto-prazo, isto é, proporciona um efeito agudo, conforme observado neste estudo, pois há alguns problemas e dificuldades no processo de obtenção do sabão a partir do óleo vegetal residual, como o longo período de tempo de reação de saponificação, saponificação incompleta, relação ótima entre os insumos, entre outros. Qi et al. (2009) mostraram que o tratamento de saponificação atingiu a confi-guração otimizada com quatro horas de reação à 100 ºC, com a proporção de solução de hidróxido de sódio e óleo vegetal residual de 1:2.

4 conclusão

Este ensaio experimental possibilita iden-tificar que o sabão produzido com óleo vegetal residual, pode ser uma medida mitigadora para redução do impacto ambiental provocado pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual. O mesmo permite que matérias primas virgens envol-vidas no processo de fabricação, sejam destinadas para finalidades mais nobres.

A diferença encontrada entre os grupos 1 e 2 é de respectivamente 0,005g/1000mL. Verifica--se que para um sabão produzido artesanalmente

THODE FILHO et al.


6

METCALF, L. & EDDY, H. P. Wastewater engine-ering treatment in reuse. 4.ed. Mcgraw Hill: Boston, 2003.

MURTY, A. S. Toxicityofpesticidetofish. (1988) USA, CRC press, (1), 192p.

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THODE-FILHO, Sergio; SENA, Marcelo Fonseca Monteiro de; SILVA, Elmo Rodrigues; CABRAL, Gabrielle Borges; MARANHÃO, Fabíola da Silveira. (2013). Sistema de análise estequiométrica para produção de sabão a partir do óleo vegetal residual: uma estratégia para redução do impacto ambiental. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnolo-gia Ambiental, (15) 15, 3019-3025.

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http://dx.doi.org/10.5902/2236117013802



e-ISSN 2236 1170 - v. 18. Ed. Especial Mai. 2014, p. 07-13

Recebido em:01.04.14 Aceito em:26.05.14

DETERIORAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS EXPOSTOS A DIFERENTES CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTO

Deterioration of vegetable oils exposed to different conditions of storage

Sérgio Thode Filho1, Gabrielle Borges Cabral2, Fabíola da Silveira Maranhão3, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena4, Elmo Rodrigues da Silva5


2Aluna do Curso de Bacharel em Química IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR3Técnica em Polímeros IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR

4Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ - LMGR5Professor do PPG-MA da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ

Resumo

A qualidade final de um óleo depende de todas as etapas envolvidas na produção do mesmo. Estas etapas incluem desde o cultivo, a extração,

o refino, o transporte, a distribuição e a comercialização dos óleos. Os processos de oxidação em alimentos são responsáveis pela redução

da vida na prateleira das matérias-primas e dos produtos industrializados levando a importante perda econômica. O objetivo deste trabalho

foi analisar os índices de acidez e peróxido de óleos vegetais virgens de soja, milho, canola e girassol, submetidos a diferentes condições de

armazenamento antes do consumo. O procedimento para verificação do índice de acidez e peróxido foi executado com base na metodologia

do Instituto Adolf Lutz (2004). Ao final do período de análise, todos os óleos do grupo exposto apresentavam índice de acidez e peróxido

superiores ao do grupo guardado. O óleo de soja mostrou-se o óleo mais estável para se trabalhar em relação aos índices avaliados, seguido

do óleo de girassol. Apesar do óleo de canola apresentar baixos teores de ácidos graxos saturados, esta pesquisa revelou que o canola é um

óleo extremamente sensível em relação a sua estabilidade físico- química quando exposto a luz e a temperatura.

Palavras-chave: Óleo vegetal, acidez, peróxido, foto oxidação.

Abstract

The final quality of the oil depends on all the stages of the production. These steps range from the cultivation, extraction, refining, trans-

portation, distribution and marketing of oils. Oxidation processes in foods are responsible for reducing shelf life of raw materials and

manufactured products leading to major economic loss. The objective of this study was to analyze the levels of acidity and peroxide virgin

vegetable oils from soy, corn, canola and sunflower undergo under different conditions of storage before consumption. The procedure for

checking the index of acidity and peroxide was conducted based on the methodology of the Adolfo Lutz Institute (2004). At the end of the

analysis period, all oil exposed group had higher acid value and peroxide to the saved group. Soybean oil was found to be the most stable

oil to work in relation to the indices evaluated, followed by sunflower oil. Despite the canola oil have low levels of saturated fatty acids, this

research showed that canola oil is an extremely sensitive regarding their physicochemical stability when exposed to light and temperature.

Keywords: Vegetable oil, acidity, peroxide, photo oxidation.

THODE FILHO et al.


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1 introdução

As propriedades físicas e químicas de um óleo estão relacionadas principalmente com a sua composição em ácidos graxos, com o grau de insaturação e posição destes na molécula de glicerol e com o comprimento da cadeia carbô-nica dos mesmos. A diferença entre uma gordura e um óleo está no estado físico em temperatura ambiente, isto é, uma gordura é um sólido e um óleo é um líquido geralmente, as gorduras sóli-das são indicadas por um maior índice de ácidos graxos saturados, e os líquidos por um alto nível de ácidos graxos insaturados (O’BRIEN, 2000; WHITE, 2000).

Os processos de oxidação em alimentos são responsáveis pela redução da vida de prateleira das matérias-primas e dos produtos industriali-zados levando a importante perda econômica. A rancidez ocorre principalmente durante o proces-samento de armazenagem e resulta em alterações dos principais parâmetros de qualidade como a cor, produção de compostos voláteis responsáveis pela formação de sabores e odores desagradáveis. As principais alterações químicas que ocorrem nos óleos vegetais são por processos químicos como a auto-oxidação, a polimerização térmica ou a oxida-ção térmica, que podem ser acelerados pelo calor, luz (foto-oxidação), ionização, traços de metais ou catalisadores (DEGÁSPARI & WASZCZYNSKYJ, 2004; NOGALA-KALUCKA et al., 2005; MAL-LÉGOL, 2000). Portanto, este trabalho torna-se relevante, uma vez que foram observados poucos estudos a esse respeito na literatura científica. O objetivo deste trabalho foi analisar os índices de acidez e peróxido de óleos vegetais virgens (soja, milho, canola e girassol), submetidos a diferentes condições de armazenamento antes do consumo.

2 MetodoloGia

Os experimentos e armazenagem do mate-rial foram realizados no município de Duque de Caxias, RJ, no Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro. No supermercado A, foram adquiridas oito garrafas de 1000 ml dos óleos de soja, milho, canola e girassol, do mesmo fabricante e lote de produção. Lote de fabricação 16.08.13 e vali-dade 12.02.13. Após aquisição do óleo no estado virgem, as oito garrafas foram dividas em dois grupos: (I) Guardado; e (II) Exposto. O grupo I

consistiu em separar uma embalagem de 1000 ml de cada categoria escolhida (soja, milho, canola e girassol) e armazená-lo dentro de um armário fechado, a temperatura ambiente e na ausência total de luz por um período de oito semanas. Os óleos do grupo II só entravam em contato com a luz por no máximo cinco minutos, nos dias esta-belecidos no cronograma de trabalho, para coleta das massas necessárias para análise. O grupo II ficou então exposto na prateleira do Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos. As embalagens do grupo II foram totalmente expostas à luz ambiente do laboratório e ao meio. A temperatura média nos dois meses de análise foi de 30ºC. A compra do material foi realizada no dia 16/10/2013 e foram feitas as análises de acidez e peróxido nos óleos do grupo I e grupo II no mesmo dia. A cada duas semana, a partir da data de compra procedeu-se a avaliação dos referidos índices.

O procedimento para verificação do índice de acidez e peróxido foi executado com base na metodologia do Instituto Adolf Lutz (2004). Para determinação do índice de acidez das amostras, estas foram homogeneizadas no estado líquido e pesadas 2g para cada amostra, em Erlenmeyer de 125 ml. Foi adicionado 25 ml de solução éter--álcool (2:1) neutra, e após, adicionou-se 2 gotas de indicador fenoftaleína, onde então a amostra foi titulada com solução de hidróxido de sódio 0,1N até o aparecimento da coloração rósea, a qual indica que a solução titulada está neutra. O cálculo de acidez é determinado pela fórmula:

IA% = v x f x 100 x 0,0282 / P

Onde: IA% = índice de acidez em porcen-tagem; v= volume de solução de hidróxido de sódio 0,1N gasto na titulação; f= fator de correção hidróxido de sódio 0,1N; p= número de gramas da amostra.

Foram realizadas as determinações de peróxido em todas as amostras coletadas através do método de titulação da AOCS (1993); onde as amostras foram transferidas para um frasco Erlenmeyer de 125 ml e então adicionado 30 ml de solução ácido acético-clorofórmio (3:2), em seguida, agitado e logo após adicionado 0,5mL de solução saturada de iodeto de potássio, deixando em repouso por 1 minuto. Após o repouso foi adicionado 30 ml de água e 0,5mL de solução indi-cadora de amido, onde as amostras que possuíam alterações químicas, como presenças de peróxidos ficaram com a coloração escura. Após obter a cor


Deterioração de óleos vegetais expostos... 9

pela presença do indicador de amido, a solução foi titulada com solução de tiossulfato de sódio 0,1N, até que a coloração escura desaparecesse. Através do método utilizado para determinação do peróxido, foram retirados os valores de peso da amostra, número de ml da solução de tiossulfato de sódio 0,1N gasto na titulação, número de ml da solução de tiossulfato de sódio 0,1N gasto na titulação do branco, a normalidade da solução de tiossulfato de sódio e o fator da solução de tiossulfato de sódio. Com estes dados foi possível verificar o índice de peróxido das amostras em meq por 1000g da amostra, através da fórmula:

Ipmeq/kg = (A – B) x N x f / P

Onde: Ipmeq/kg = índice de peróxido em mil equivalentes por kilograma de amostra; A= volume em ml da solução de tiossulfato de sódio 0,1N gasto na titulação; B= volume em ml da solução de tiossulfato de sódio 0,1N gasto na titulação do branco; N= normalidade da solução de tiossulfato; f= fator da solução de tiossulfato de sódio; P= peso em gramas da amosta.

3 resultados e discussão

A Figura 1a-d apresenta o resultado dos índices de acidez dos óleos de milho, canola, soja e girassol, respectivamente, dos grupos exposto e guardado.

3.1 Acidez do óleo de milhoO óleo de milho que iria compor o grupo

guardado apresentou um índice de acidez de 0,3474% na primeira medição realizada no dia 14 de novembro de 2013 e o óleo de milho que iria compor o grupo exposto com índice de 0,2594%. Tal variação se deve a situações de armazenagem e manuseio anteriores à pesquisa. Na segunda avaliação, a acidez do milho no grupo guardado passou para 0,3909% e no grupo exposto para 0,4308%. Nota-se, que a partir do momento em que um exemplar do óleo de milho passou ser guardado, o mesmo apresentou um aumento de 30% em relação a sua acidez inicial, enquanto o óleo que ficou exposto o ultrapassou, já na segunda medição, chegando a aumentar mais de 110% no final do período de análise, em relação à acidez avaliada inicialmente. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado, no final do período de análise, foi de 0,0950%.

3.2 Acidez do óleo de canolaNo momento da primeira análise, verificou-

-se que o óleo de canola que ficaria exposto apre-sentava uma acidez maior que o óleo de canola que ficaria guardado (0,2233% para o óleo exposto e 0,1897% para o óleo guardado). O óleo guardado apresentou um crescimento maior entre a primeira e a segunda medição, entretanto da segunda à última o mesmo cresceu menos e linearmente. Já o óleo que ficou exposto teve um crescimento pequeno até a quarta medição (0,2575%), apresentando um crescimento significativo na quinta medição (0,4560%) e na última (0,5861%). Percebe-se uma diferença significativa na medição final. No final de dois meses a amostra que permaneceu exposta apresentou uma variação de cerca de 265%, enquanto isso, o exemplar que manteve-se guardado teve um aumento de 215% no índice de acidez. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 0,1770%.

3.3 Acidez do óleo de sojaO óleo de soja que compôs o grupo guar-

dado começou a primeira medição com acidez de 0,2017% e o óleo do grupo exposto com acidez de 0,2617%. Entre a quarta e quinta medições houve um crescimento significativo da acidez medida no óleo guardado, o índice aumentou de 0,4192% para 0,5376%. Com isso, no final do período de análise, a amostra guardada apresentou uma diferença de 219,5% no índice de acidez, e a do grupo exposto variou 262%. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 0,0463%.

3.4 Acidez do óleo de girassolNo momento da primeira análise, o óleo

de girassol que ficaria exposto iniciou a primeira medição com uma acidez maior que a do óleo de girassol do óleo que ficaria guardado, 0,2560% para o primeiro e 0,1824% para a amostra guardada. Entre a segunda e a terceira medições houve um crescimento na acidez do óleo guardado e um decréscimo na acidez do óleo exposto, o que os aproximou bastante. Porém, a partir da terceira medição o crescimento da acidez do óleo exposto foi superior à do óleo guardado, o que aumentou a diferença entre a acidez final de ambos. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 0,1105%. Para as análises de índice de acidez utilizou-se como referência o valor máximo de 0,9% de ácido graxo livre, segundo informe técnico da

THODE FILHO et al.


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ANVISA referente a óleos e gorduras utilizados em fritura (BRASIL, 2004).

A Figura 2 a-d apresenta o resultado dos índices de acidez dos óleos de milho, canola, soja e girassol, respectivamente, dos grupos exposto e guardado.

3.5 Peróxido do óleo de milhoO óleo de milho que iria compor o grupo

guardado apresentou um índice de peróxido de 0,8204meq/kg na primeira medição realizada no dia 14 de novembro de 2013 e o mesmo óleo de milho que iria compor o grupo exposto com índice de 0,4604meq/kg. Tal variação se deve a situações de armazenagem e manuseio anteriores à pesquisa. O índice de peróxido do milho apresentou-se maior na primeira medição do óleo exposto em relação ao óleo que ficaria guardado. Ambos apresen-taram um crescimento em taxas próximas até a quarta medição, onde o óleo exposto passou a ter um crescimento mais acelerado. Entre a quinta e sexta medições o óleo guardado apresentou dados particularmente constantes. Na última medição, o grupo exposto estava com um índice 2,3294meq/kg e o grupo guardado 0,9352meq/kg. Observou--se uma diferença de 290% maior que a diferença inicial entre os óleos exposto e guardado. Na

Figura 1. Resultado dos índices de acidez (eixo y) com relação ao tempo (eixo x) dos óleos de milho (A), canola (B), soja (C) e girassol

(D) mantidos em condições de exposição à luz (exposto) e na ausência de luz (guardado).

última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise, foi de 1,3942meq/kg.

3.6 Peróxido do óleo de canolaO óleo que ficaria guardado apresentou

na primeira medição um índice de peróxido de 0,3161meq/kg e o óleo que ficaria exposto com 0,7888meq/kg. Percebe-se, na primeira avaliação, um índice inferior do óleo guardado em relação ao exposto. Ambos apresentaram ritmo de cres-cimento semelhante até a quarta medição, onde o óleo exposto passou a ter um crescimento mais acelerado e na última medição apresentou índi-ces bem superiores ao óleo guardado, com uma diferença de 150%, maior que a diferença inicial-mente apresentada entre eles. Dentre as amostras analisadas, o óleo de canola do grupo exposto foi o que exibiu pior desempenho nos testes. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 1,1698meq/kg.

3.7 Peróxido do óleo de sojaO óleo que ficaria guardado, na primeira

medição apresentava um índice de peróxido de 0,7586meq/kg superior ao óleo que permaneceria



Figura 2. Resultado dos índices de peróxido (eixo y) com relação ao tempo (eixo x) dos óleos de milho (A), canola (B), soja (C) e

girassol (D) mantidos em condições de exposição à luz (exposto) e na ausência de luz (guardado).

exposto com 0,1882meq/kg. Observa-se que no óleo exposto o crescimento é bem maior entre a primeira e segunda medições e nas próximas seu crescimento é menor, com um ritmo próximo ao óleo guardado, porém variou seu índice de peró-xido em mais de 1,33meq/kg, no grupo exposto, entre a primeira e última medições. A tendência do índice de peróxido para ambos os grupos é de um lento crescimento a longo prazo, diferente dos outros tipos de óleo analisados. Essa diferença pode ser atribuída à alta concentração de ácidos graxos saturados. O óleo de soja, dentre os tipos de óleo analisados é o que possui a maior quantidade de ácidos graxos em % na sua composição, isso con-fere ao material maior resistência, uma vez que os ácidos graxos saturados são mais estáveis que os insaturados. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 0,5988meq/kg.

3.8 Peróxido do óleo de girassolO óleo exposto já iniciou a primeira medi-

ção com um índice de 0,7872meq/kg e o óleo guardado com 0,4714meq/kg. Ambos os óleos apresentam gráficos com ritmo de crescimento muito próximo entre as medições, mantendo praticamente igual a diferença entre seus níveis de peróxido na primeira e última medições. O exposto exibiu a variação de 295% no índice de

peróxido, enquanto que a amostra do grupo guar-dado apresentou 420% de aumento no mesmo. Na última medição, a diferença entre grupo exposto e o guardado no final do período de análise foi de 0,3408meq/kg. Para as análises de índice de peró-xido utilizou-se como referência o valor máximo de 10 meq/kg, estabelecido pela ANVISA referente a óleos e gorduras refinadas (BRASIL, 2004).

Em tempos modernos, a maioria dos óleos vegetais comercializados no Brasil são envasados em embalagens PET (tereftalato de etileno). Apesar de desempenharem o papel de uma boa barreira física contra o oxigênio e odores, o produto fica mais exposto à luz ambiente, além de permitir a alta permeabilidade ao vapor d’água, o que pode afetar a estabilidade oxidativa do óleo (TAWFIK; HUYGHEBAERT, 1999; DATAMARK, 2006).

A qualidade final de um óleo depende de todas as etapas envolvidas na produção do mesmo. Estas etapas incluem desde o cultivo, a extração, o refino, o transporte, a distribuição e a comercialização dos óleos. Vários estudos têm utilizado métodos acelerados para a avaliação da estabilidade oxidativa de óleos comestíveis, mostrando-se muitas vezes, inadequados por não refletir a realidade do processo oxidativo e pela dificuldade de relacionar os resultados destes testes com a vida de prateleira do produto (OETTERER et al., 2006).

THODE FILHO et al.


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A autoxidação ocorre basicamente quando as duplas ligações dos ácidos graxos insaturados da molécula de gordura reagem com o oxigênio atmosférico. É uma reação quase espontânea favorecida por altas temperaturas, incidência de luz, presença de metais pró-oxidantes e grande concentração de duplas ligações (SHERWIN, 1978).

A fotoxidação é a reação direta da luz ati-vada e do oxigênio com ácidos graxos insaturados formando hidroperóxidos. Ela ocorre devido à presença de moléculas fotossensíveis (clorofila, mioglobina, riboflavina e outros) que podem absor-ver energia luminosa de comprimento de onda na faixa do visível e na região da radiação ultravioleta (WANASUNDARA; SHAHIDI, 2005).

O índice de acidez revela o estado de con-servação do óleo, visto que a decomposição dos glicerídeos é acelerada pelo aquecimento e pela luz, a rancidez é quase sempre acompanhada pela formação de ácido graxo livre. A acidez livre de uma gordura não é uma constante ou carac-terística, mas é uma variável relacionada com a natureza, qualidade da matéria-prima, grau de pureza da gordura, com o processamento e, prin-cipalmente, com as condições de conservação do óleo (FARHOOSH et al., 2009).

4 conclusão

Ao final do período de análise, todos os óleos do grupo exposto, apresentavam índice de acidez e peróxido superiores ao grupo guar-dado. Para realização das medições a cada duas semanas, os óleos vegetais de ambos os grupos eram abertos individualmente para retirada da amostra necessária para avaliação. O tempo de exposição de cada óleo ao oxigênio, após abertura, era de aproximadamente um minuto. Verifica-se que tal procedimento reproduz o que ocorre em domicílios, bares e restaurantes quando se abre a tampa da embalagem para uso. O óleo de soja mostrou-se o óleo mais estável para se trabalhar em relação aos índices avaliados, seguido do óleo de girassol. O óleo de milho ocupa a terceira colocação, seguido do canola. Apesar do óleo de canola apresentar baixos teores de ácidos graxos saturados, esta pesquisa revelou que o canola é um óleo extremamente sensível em relação a sua estabilidade físico-químicas quando exposto a luz e a temperatura. Esta vulnerabilidade pode estar associada a altas concentrações de ácidos graxos insaturados, isto é, compostos instáveis, devido às duplas ligações presentes nas cadeias carbônicas.

Recomenda-se uma atenção ao armazenar o óleo utilizado, pois fatores físicos como a luz e a temperatura ambiental de exposição desestabiliza-ram todos os grupos de óleos vegetais estudados. Adicionalmente, recomenda-se que o consumidor verifique o lote de fabricação e validade do óleo vegetal antes da compra, uma vez que, durante o período de análise, os óleos vegetais ainda encon-travam-se dentro do prazo de validade. Neste sentido, verifica-se que as embalagens plásticas que armazenam o óleo vegetal não são capazes de manter a integridade físico-química do material até o momento do consumo. Conclui-se que, quanto maior for o tempo de exposição dos óleos à luz e a variações de temperatura, maior será o aumento destes índices estudados.

referÊncias

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http://dx.doi.org/10.5902/2236117013803



e-ISSN 2236 1170 - v. 18. Ed. Especial Mai. 2014, p. 14-18.


BIOPRODUTOS A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL RESIDUAL: VELA, GIZ E MASSA DE MODELAR

Bioproducts production from Vegetable Oil Residual: Candle, Chalk and Modeling clay

Sérgio Thode Filho1, Ana Paula da Silva da Costa2, Israel Rodrigues3, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena4, Elmo Rodrigues da Silva5


2Aluna do Curso Tecnólogo em Gestão Ambiental (CEFET-RJ), bolsista pesquisadora do LMGR3Aluno do Curso Técnico em Química - IFRJ, colaborador do LMGR

4Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ - LMGR5Professor do PPG-MA da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ

Resumo

O óleo vegetal de reuso é um resíduo altamente impactante ao ambiente e que possui um alto valor agregado mesmo após o seu consumo.

O objetivo deste trabalho é apresentar a obtenção de três bioprodutos como alternativa mitigadora do impacto ambiental, provocado pelo

descarte inadequado do óleo vegetal residual. Para produção da vela foi utilizado 50mL de óleo vegetal residual e 40g de estearina, ambos

foram unidos a frio em um béquer de 200mL. Para produção do giz foi utilizado 10mL de óleo vegetal residual, 20g de estearina e 0,35g de

pigmento para vela. Ambos foram unidos a frio em um béquer de 200mL. Para produção da massa de modelar foi utilizado 12g de farinha

de trigo, 12g de amido de milho, 6g de sal, 6g de carbonato de cálcio, 15mL de óleo vegetal residual, 25 mL de água, 2,25mL de corante

alimentício. O resultado do processamento descrito na metodologia é um material com características físicas aceitáveis, sem migração de óleo,

possibilitando ser modelado e decorado. Pôde-se concluir que estes bioprodutos são vantajosos do ponto de vista econômico e ambiental.

Outro aspecto importante é a utilização de materiais residuais na sua composição o que permite um ciclo de vida estendido a estes materiais

que outrora seriam descartados inadequadamente ou potenciais poluidores do ambiente e do meio urbano.

Palavras chave: Bioprodutos, vela, giz, massa de modelar.

Abstract

The vegetable oil is a highly impactful reuse waste to the environment and have a high value even after consumption. The objective of

this work is to obtain three alternative bioproducts such as mitigating the environmental impact caused by the improper disposal of waste

vegetable oil. For production of the candle was used 50mL of residual vegetable oil and 40g of stearin, both were united into a cold beaker

200mL. For the production of chalk 10mL of residual vegetable oil, 20g stearine and 0.35g of pigment was used for sailing. Both states

were cold in a 200mL beaker. For mass production model used was 12g wheat flour, 12g of corn starch, 6g of salt, 6g of calcium carbonate,

15mL of residual vegetable oil, 25mL of water, 2.25mL food coloring . The result of processing methodology is described in a material

with acceptable physical properties without migrating oil, allowing be patterned and decorated. It was concluded that these bioproducts are

advantageous from an economic and environmental perspective. Another important aspect is the use of waste materials in their composition

which allows for extended cycle sold with these materials that would otherwise be discarded inappropriately or potential polluters of the

environment and urban environment.

Keywords: Bioproducts, candle, chalk, modeling clay.


Bioprodutos a partir do óleo... 15

1 introdução

Uma das alternativas para o reuso do óleo vegetal residual de fritura é o processo de sapo-nificação, ou seja, produção de sabão. O sabão é um produto obtido a partir de uma hidrólise alcalina (saponificação) de uma gordura de ori-gem vegetal ou animal. Os óleos vegetais são constituídos predominantemente de substâncias como triglicerídeos, formados por ésteres com base em ácidos carboxílicos de cadeia longa (ácidos graxos) e glicerol. Sendo assim, a produção de sabão a partir de óleos residuais pode auxiliar na mitigação dos impactos ambientais associados ao óleo vegetal residual de fritura (FRANCO et al., 2009; SABESP, 2011).

Além dos saponáceos, como sabão em barra, detergente líquido e sabão pastoso, o óleo vegetal residual pode ser matéria prima para outros pro-dutos tais como: biodiesel, óleo para engrenagens, glicerina automotiva, tintas, etc. (NOGUEIRA & BEBER, 2009; WILDNER & HILLIG, 2012).

O óleo vegetal de reuso é um resíduo alta-mente impactante ao ambiente e que possuem um alto valor agregado mesmo após o seu consumo. Percebe-se que cresce a cada dia o número de Arranjos Produtivos Locais no Brasil, porém dos estados da região Sudeste, nenhum se interessou ou teve um olhar mais abrangente para a questão do óleo vegetal (THODE-FILHO et al., 2013a). O objetivo deste trabalho é apresentar a obtenção de três bioprodutos como alternativa mitigadora do impacto ambiental, provocado pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual.

2 MetodoloGia

O óleo vegetal residual utilizado neste trabalho foi oriundo de doações voluntárias de moradores de diversas localidades do Município de Duque de Caxias, Rio de Janeiro. O material foi entregue, necessariamente acondicionado em garrafas polietileno PET de 500mL a 2L no posto de entrega voluntária situado no Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos (LMGR), no Instituto Federal de Educação, Ciên-cia e Tecnologia do Rio de Janeiro campus Duque de Caxias. No laboratório, procedeu-se com a filtração do óleo doado para retirada dos resí-duos sólidos e em seguida acondicionado por um período de dez dias em um tanque de 100L para decantação. Após estes processos físicos iniciais procederam-se dois testes químicos que foram o índice de acidez com 2,15% e o índice de peróxido

com 1,85meq/kg. Após estes processos iniciou-se a produção dos bioprodutos. Os materiais utilizados para produção da vela, giz e massa de modelar foram: béquer de 200mL, bastão de vidro, forno de micro-ondas, espátula, óculos, luva e máscara de segurança. Os reagentes utilizados foram: óleo vegetal residual, estearina em escama, pigmento para velas, aroma, farinha de trigo, sal, corante alimentício, amido de milho e carbonato de cálcio.

2.1 Produção da velaPara produção da vela (Figura 1a) foram

utilizados 50mL de óleo vegetal residual e 40g de estearina, ambos foram unidos a frio em um béquer de 200mL. A mistura foi aquecida no micro ondas, com potência média, em três etapas de 30 segundos. Tempo total de 1minuto e 30 segundos. A cada 30 segundos de aquecimento o material era retirado para proceder uma leve homogenei-zação com bastão de vidro. Após o material estar no estado líquido e homogêneo, adicionou-se um pavio de barbante e acondicionou-se em uma forma de PVC para resfriamento.

2.2 Produção do gizPara produção do giz (Figura 1b) foram

utilizados 10mL de óleo vegetal residual, 20g de estearina e 0,35g de pigmento para vela. Os insu-mos foram unidos a frio em um béquer de 200mL. A mistura foi homogeneizada em temperatura ambiente no próprio béquer. Posteriormente, a mistura foi aquecida no micro ondas em 4 etapas de 30 segundos, totalizando um tempo total de 2minutos. A cada 30 segundos de aquecimento o material era retirado do micro ondas para uma leve homogeneização com bastão de vidro. Após o material se encontrar em estado líquido e homo-gêneo adicionou-se em uma forma plástica para resfriar gradualmente em temperatura ambiente.

2.3 Produção da massa de modelarPara produção da massa de modelar (Figura

1c) foram utilizados 12g de farinha de trigo, 12g de amido de milho, 6g de sal, 6g de carbonato de cál-cio, 15mL de óleo vegetal residual, 25 mL de água, 2,25mL de corante alimentício. Todos os insumos secos foram misturados com uma colher em um Becker de 1000mL, após a mistura adicionou-se o óleo vegetal, a água e o corante, o material foi homogeneizado até obter uma consistência possível de ser sovada com as mãos. Sovou-se até a massa ficar homogênea e no ponto de modelar. Após a massa ficar homogênea e no ponto de modelar, a mesma foi envolvida em um plástico sem contato direto com o oxigênio.

THODE FILHO et al.


16


Após o processo metodológico efetivado produziram-se vela, massa de modelar e giz com desempenho semelhante aos vendidos comercial-mente (Figuras 1a-c).

O custo dos insumos associado à obtenção dos bioprodutos é extremamente baixo, pois os equipamentos necessários para a produção são facilmente encontrados em um ambiente doméstico. Os mesmos são descritos na sequência a seguir: vela (Tabela1), Giz (Tabela 2) e massa de modelar (Tabela 3).

A vela para uso geral é produzida com parafina oriunda da destilação do petróleo e pavio de barbante encerado. O produto é comumente encontrado em caixa com oito unidades de 25g cada. A caixa com oito unidades custa, em média, R$ 5,00. Aplicando à regra de três para o cálculo,

cada vela possui um preço de venda ao consumi-dor de R$ 0,63. A metodologia apresentada neste estudo propõe a obtenção de uma vela com óleo vegetal residual e uma massa final de 90g. O custo para produção desta massa é de 1,15. No entanto, aplicando à regra de três para o cálculo da massa de 25g, o custo associado a vela seria de 0,32.

O giz para uso geral é produzido com cera plástica, pigmento, veículo e carga. O produto é comumente encontrado em caixa com seis ou doze unidades de 4g cada. A caixa com seis unidades custa, em média, R$1,00. Aplicando à regra de três para o cálculo, cada giz possui um preço de venda ao consumidor de R$0,16. A metodologia apresentada neste estudo, propõe a obtenção de um giz com óleo vegetal residual e uma massa final de 30g. O custo para produção desta massa

Insumos Quantidades Custo unitário (R$)

Óleo vegetal residual 50 ml - Estearina 40g R$1,10 Pavio de barbante 1 peça R$0,05 Custo total dos insumos R$1,15

Tabela 1. Custo dos insumos associados a produção da vela.

Figuras 1A. vela, 1B. giz , 1C. massa de modelar.



é de R$0,61. No entanto, aplicando à regra de três para o cálculo da massa de 4g, o custo associado ao giz seria de R$0,08.

A massa de modelar é produzida com plás-tico, água, carboidratos de cereais, cloreto de sódio, cloreto de cálcio, hidrocarbonetos alifáticos, fragrância, pigmento alimentício, entre outros. O produto é comumente encontrado em caixa com seis unidades de 15g, totalizando 90g a caixa. A caixa com seis unidades custa, em média, R$1,50. Aplicando à regra de três para o cálculo, cada massa possui um preço de venda ao consumidor de R$0,25. A metodologia apresentada neste estudo propõe a obtenção de uma massa de modelar com óleo vegetal residual, pesando 76g. O custo para produção desta massa é de R$0,96. Cada 12,5g com custo de R$0,15. Neste sentido, 15g da massa de modelar com óleo vegetal residual apresenta um custo de R$0,18, referente aos seus insumos.

Ao final de um minicurso intitulado produ-ção de saponáceos como incentivo à reutilização do óleo vegetal residual, oferecido no IFRJ CDUC, percebeu-se que os problemas ambientais causa-dos pelo descarte inadequado do óleo residual de fritura são desconhecidos por grande parte da população local, a rentabilidade dos produtos fabricados a partir do óleo residual de fritura é um dos principais fatores estimulantes do seu reapro-veitamento, seguido pela facilidade de aplicação dos métodos de produção; os produtos fabricados possuem qualidade satisfatória e semelhança com

os produtos industrializados, sendo um grande facilitador para a sua comercialização (THODE--FILHO et al., 2013b).

O óleo vegetal acondicionado em uma garrafa pet e descartado no lixo comum pode ser caracterizado como resíduo sólido, no entanto, se descartado pela pia de cozinhas domiciliares, comerciais ou industriais, vaso sanitário ou tanque de lavar roupas, passa a ser um efluente. Entende--se por efluente o termo usado para caracterizar os despejos líquidos provenientes de diversas ati-vidades humanas ou processos (BRASIL, 2011).

Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados diretamente nos corpos receptores após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições, padrões e exi-gências. Percebe-se que no caso do óleo vegetal é feito lançamento direto, isto é, quando ocorre a condução direta do efluente ao corpo receptor, não passando por nenhum tipo de tratamento ou beneficiamento (BRASIL, 2011).

Apesar de um número bastante reduzido de segmentos e empresas utilizarem o óleo vegetal residual como matéria-prima de seus produtos, este número tende a aumentar em um futuro próximo devido às exigências na nova Política Nacional de Resíduos Sólidos no Brasil e dos pro-váveis incentivos governamentais (NOGUEIRA & BEBER, 2009; BRASIL, 2010; WILDNER & HILLIG, 2012).


Óleo vegetal residual 10 ml - Estearina 20g R$0,56 Pigmento para vela 0,35g R$0,05 Custo total dos insumos R$0,61


Óleo vegetal residual 15 ml - Água 25 ml - Farinha de trigo 12g R$0,05 Amido de milho 12g R$0,10 Sal 6g R$0,01 Carbonato de cálcio 6g R$0,80 Custo total dos insumos R$0,96

Tabela 2. Custo dos insumos associados a produção do giz.

Tabela 3. Custo dos insumos associados a produção da massa de modelar.

THODE FILHO et al.


18

4 conclusão

Após a obtenção destes resultados, pôde--se concluir que estes bioprodutos são vantajosos do ponto de vista econômico e ambiental. Outro aspecto importante é a utilização de materiais resi-duais na sua composição o que permite um ciclo de vida estendido a estes materiais que outrora seriam descartados inadequadamente ou poten-ciais poluidores do ambiente e do meio urbano. Sugere-se, a partir dos resultados deste estudo, a possibilidade de avaliar as potencialidades de implantação de uma cadeia produtiva de óleo vegetal residual, como forma de minimizar o impacto de seu descarte inadequado e possibilitar a geração de trabalho e renda, através de coope-rativas organizadas de catadores.

referÊncias

BRASIL. Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Ins-titui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências.

BRASIL. Resolução nº 430 de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamentos de efluentes, complementa e altera a Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA.

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http://dx.doi.org/10.5902/2236117013804





BIOPRODUTOS A PARTIR DO ÓLEO VEGETAL RESIDUAL: DESENGRAXANTES BASEADOS EM RESÍDUOS DE ROCHAS E CARVÃO

VEGETALBioproducts from residual vegetable oil: degreasing based on residuals from rocks and Vegetable carbon

Sérgio Thode Filho1, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena2, Cintia Patrícia Santos da Paixão3, Fabíola da Silveira Maranhão4, Elmo Rodrigues da Silva5


2Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ - LMGR3Aluna do Curso Tecnólogo em Gestão Industrial - IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR.

4Técnica em Polímeros - IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR5Professor do PPG-MA da Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ

Resumo

Os óleos vegetais são amplamente utilizados pela população brasileira, seja em nível doméstico, comercial ou industrial. Ao final de seu

processamento, o óleo remanescente é descartado, muitas vezes, de forma incorreta, sendo liberado nos efluentes ou diretamente no solo,

tornando-se um resíduo potencialmente poluidor. O objetivo deste trabalho é apresentar a obtenção de dois bioprodutos como alternativa

mitigadora do impacto ambiental, provocado pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual. O processamento inicia-se com a dissolução

do sabão sólido em água e homogeneizado em béquer durante 10 minutos até formar uma pasta semi-sólida. Em seguida, foi adicionado 10g

de pó residual de carvão vegetal, carvão mineral, mármore, granito e/ou outras rochas, homogeneizando-se por 3 minutos. O resultado do

processamento descrito na metodologia é uma pasta com característica física semi-sólida, arenosa e com ação esfoliante, quando utilizado

pó residual de mármore e/ou granito. Quando utilizado pó residual de carvão vegetal, o resultado é uma coloração escura e ação abrasiva.

Este trabalho apresentou a possibilidade de obtenção de dois bioprodutos como alternativas de mitigação do impacto ambiental, provocado

pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual. Os processos simplificados, as matérias-primas não dispendiosas e os equipamentos

rotineiros estimulam positivamente a sua produção.

Palavras chave: Bioprodutos, desengraxante, óleo vegetal residual.

Abstract

Vegetable oils are widely used by the Brazilian population, whether domestic, commercial or industrial level. At the end of processing, the

remaining oil is discarded, often incorrectly, or being released in effluents directly into the soil, making it a potentially polluting waste. The

objective of this work is to obtain two alternative bioproducts such as mitigating the environmental impact caused by the improper disposal

of waste vegetable oil. The processing starts with the dissolution of the solid soap in water in beaker and homogenized for 10 minutes to

form a semisolid paste. Then was added 10g of residual charcoal powder, coal, granite, marble and/or other rocks, homogenizing for 3

minutes. The result of the processing described in the methods is a semi-solid paste, sandy exfoliating action and physical characteristic when

used residual powder of marble and/or granite. When used residual charcoal powder, the result is a dark color and abrasive action. This

work showed the possibility of obtaining two bioproducts as alternatives to mitigate the environmental impact caused by improper disposal

of waste vegetable oil. The raw materials not expensive simplified procedures and routine equipment positively stimulate their production.

Keywords: Bioproducts, degreaser, waste vegetable oil.

THODE FILHO et al.


20

1 introdução

Os óleos vegetais são amplamente utili-zados pela população brasileira, seja em nível doméstico, comercial ou industrial. Ao final de seu processamento, o óleo remanescente é descartado, muitas vezes, de forma incorreta, sendo liberado nos efluentes ou diretamente no solo, tornando-se um resíduo potencialmente poluidor (RABELO & FERREIRA, 2008; SABESP, 2011).

No município do Rio de Janeiro mais de 20 milhões de litros de óleo vegetal são consumidos por ano. Em 2008, apenas 50 mil litros, ou 0,2%, foram reciclados. Em 2009, com a implementação do Programa de Reaproveitamento de Óleos Vege-tais do Estado do Rio de Janeiro (PROVE), foram recolhidos cerca de 60 mil litros nos três primeiros meses do ano (FOLHA DO CENTRO, 2009).

Não há um consenso quanto à forma ideal de descarte do óleo vegetal residual. A orientação mais comum quanto ao seu descarte é o acondi-cionamento do óleo em um recipiente fechado, como uma garrafa pet, seguido do descarte no lixo domiciliar. A desvantagem deste procedimento é a incerteza de que este resíduo não alcance os corpos hídricos e solos, uma vez que a coleta de lixo domiciliar por caminhões compactadores pode causar o rompimento dos recipientes (RABELO & FERREIRA, 2008). O objetivo deste trabalho é apresentar a obtenção de dois bioprodutos como alternativa mitigadora do impacto ambiental, pro-vocado pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual.

2 MetodoloGia

O óleo vegetal residual utilizado neste trabalho foi oriundo de doações voluntárias de moradores de diversas localidades do Município de Duque de Caxias, Rio de Janeiro. O material foi entregue, necessariamente acondicionado em garrafas polietileno PET de 500mL a 2L no posto de entrega voluntária situado no Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos (LMGR), no Instituto Federal de Educação, Ciên-cia e Tecnologia do Rio de Janeiro campus Duque de Caxias. No laboratório, procedeu-se com a filtração do óleo doado para retirada dos resí-duos sólidos e em seguida acondicionado por um período de dez dias em um tanque de 100L para decantação. Após estes processos físicos iniciais procedeu-se dois teste químicos que foi o índice de acidez com 2,15% e o índice de peróxido com

1,85meq/kg. Após estes processos iniciou-se a produção dos bioprodutos.

O sabão sólido foi produzido de acordo com Thode-Filho et al. (2013), onde o óleo vegetal residual é medido na proporção 1:2:6, isto é uma parte de NaOH, duas partes de água e seis partes do óleo residual. Constatou-se que na relação utilizada, não foram encontradas presença de soda livre, presença de óleo e água que não foram total-mente utilizados no processo de reação. Percebe-se que mesmo sem a utilização de essências ou aro-matizantes o produto final apresenta um aspecto físico uniforme, uma textura rígida, uma coloração amarelo pálido, um odor agradável, um índice de espuma satisfatório e um pH aceitável. O sabão produzido com estes insumos são indicados para uso em limpeza pesada, sendo impróprios para o asseio corporal.

Após este processamento prévio, procedeu--se com a produção do desengraxante. Os mate-riais utilizados nesta finalidade são: béquer de 200mL, bastão de vidro, espátula, óculos, luva e máscara de segurança e os insumos foram 50g de massa de sabão sólido produzido com óleo vegetal residual, 25mL de água e 10g de pó residual de carvão vegetal, carvão mineral, mármore, granito e/ou outras rochas. O processamento inicia-se com a dissolução do sabão sólido em água e homogeneizado em béquer durante 20 minutos até formar uma pasta semi sólida. Em seguida, foi adicionado 10g de pó residual de carvão vegetal, carvão mineral, mármore, granito e/ou outras rochas, homogeneizando-se por 3 minutos.


O resultado do processamento descrito na metodologia é uma pasta com característica física semi-sólida e arenosa com ação esfoliante (Figura 1a-b) quando utilizado pó residual de mármore e/ou granito; ou com cor escura e ação abrasiva (Figura 1a-c) quando utilizado pó residual de carvão vegetal.

O custo dos insumos associado à obtenção dos bioprodutos é extremamente baixo, pois os equipamentos necessários para a produção são facilmente encontrados em um ambiente doméstico. Os mesmos são descritos na Tabela1.

Algumas composições de desengraxante para uso geral apresentam na sua estrutura os seguintes insumos: dolomita (pó de mármore), sabão base, carbonato de sódio (Na

2CO

3), óleo

de eucalipto, tensoativos aniônicos, alcalinizante,



vocado pelo descarte inadequado do óleo residual. A diferença encontrada entre sabão produzido com óleo vegetal residual e o sabão pastoso vendido comercialmente no varejo é de respectivamente 0,005g/1000mL (0,005ppm). Verifica-se que para um sabão produzido artesanalmente essa diferença torna-se aceitável, em relação a um sabão indus-trializado, produzido em larga escala, que utiliza o óleo residual como insumo principal, porém outros insumos virgens para estabilidade da sua composição. Neste sentido, verifica-se que apro-ximadamente 60% do desengraxante é composto pelo sabão sólido produzido com óleo vegetal residual. O restante da composição contempla outros dois insumos: água e o resíduo de rochas, conforme descrito na metodologia.

O crescimento acelerado do consumo populacional tem contribuído para o aumento

anticorrosivo, agente antiredepositante, solvente, conservante, corante, veículo, carga e água. O produto é comumente encontrado em potes de 500g de massa. O preço médio de venda ao con-sumidor é de 8,00. A metodologia apresentada neste estudo propõe a obtenção de um desengra-xante com sabão base produzido a partir do óleo vegetal residual e resíduo de carvão vegetal, e/ou mármore, granito. O custo para produção desta massa de 500g é de aproximadamente R$0,65. O desengraxante obtido pode ser acondicionado em potes de vidro de 115g, reutilizando um material reciclável e inerte, conforme Figura 1a.

Não foram feitos testes de toxicidade do desengraxante, no entanto, de acordo com o traba-lho de Thode-Filho et al. (2014), o sabão produzido com óleo vegetal residual, pode ser uma medida mitigadora para redução do impacto ambiental pro-


Massa de sabão sólido 324g R$0,52 Água 162mL R$0,13 Carvão vegetal residual (pó) 10g - Mármore ou granito residual (pó) 10g - R$0,65

Tabela 1. Custo dos insumos associados a produção do desengraxante, utilizando resíduo de carvão ou mármore.

Figura 1a-b. pasta com característica física semi-sólida e arenosa com ação esfoliante. Figura 1a-c. com cor escura e ação abrasiva .

THODE FILHO et al.


22

da geração de resíduos nos grandes centros urba-nos, no qual requer uma atenção especial quanto à necessidade de saber como descartá-lo. Em tempos modernos, existem diversos procedimen-tos e técnicas de como gerenciar esses resíduos, portanto muitas pessoas ainda não contribuem com o meio ambiente e acabam descartando de maneira inadequada este resíduo (ENVOLVERDE, 2011). Portanto, neste trabalho são sugeridas novas metodologias na tentativa de reduzir-se o descarte inadequado destes resíduos.

Em cidades onde não há rede de esgoto, os resíduos oleosos provenientes de cozinha são descartados em aterros ou terrenos baldios, pro-vocando graves prejuízos ambientais, visto que são de difícil decomposição. Quando descartados dessas duas formas podem impermeabilizar o solo, dificultando a penetração da água, gerando enchentes e afetando a renovação dos lençóis fre-áticos e mananciais. Também por se tratar de um material orgânico sua decomposição gera metano, um dos grandes geradores do efeito estufa. Já em cidades onde existe rede de esgoto, quando este mesmo óleo é descartado nas pias causa entupi-mento da rede coletora e, posteriormente, o mau funcionamento da estação de tratamento, e mesmo após a água ter sido tratada a sua qualidade fica comprometida. Outro problema desse descarte inadequado na pia da cozinha é que nem sempre a companhia de esgoto da cidade recolhe todos os resíduos, sendo parte despejada em mananciais, lagos, rios, represas, etc. Neste caso, como o óleo é menos denso que a água ele formará uma película delgada sobre a superfície dos corpos de água, impossibilitando a troca gasosa com a atmosfera. Isso leva a um acúmulo de grande quantidade de dióxido de carbono dissolvido na água, compro-metendo a vida no ecossistema local (MARTI-NEZ, 2006; AZEVEDO et al., 2009; ALAMINI & BARBADO 2008).

Para dar conta de tais problemas, é neces-sário buscar alternativas tecnológicas e gerenciais de controle e prevenção da poluição como, por exemplo, o reuso do óleo vegetal residual de fritura no processo de saponificação. O sabão é um pro-duto obtido a partir de uma hidrólise alcalina de uma gordura de origem vegetal ou animal. Além dos saponáceos, como sabão em barra, detergente líquido e sabão pastoso, o óleo vegetal residual pode ser matéria prima para outros produtos, tais como: biodiesel, óleo para engrenagens, glicerina automotiva, tintas, entre outros (NOGUEIRA & BEBER, 2009; WILDNER & HILLIG, 2012). Adicionalmente, no processo de saponificação

descrito neste trabalho, além da reciclagem do óleo, ocorre também a reutilização de outros materiais residuais potencialmente poluidores.

4 conclusão

Este trabalho apresentou a possibilidade de obtenção de dois bioprodutos como alternativas de mitigação do impacto ambiental, provocado pelo descarte inadequado do óleo vegetal residual. Os processos simplificados, as matérias-primas não dispendiosas e os equipamentos rotineiros estimulam positivamente a sua produção. Outro aspecto importante é a utilização de materiais resi-duais na sua composição o que permite um ciclo de vida estendido a estes materiais que outrora seriam descartados inadequadamente ou potenciais poluidores do ambiente e do meio urbano. Os desengraxantes obtidos podem ser acondicionados em embalagens de vidro ou outros materiais que também podem ter seu ciclo de vida estendido, antes de uma disposição final incorreta, segundo propõe este estudo.

Sugere-se, a partir dos resultados deste estudo, a possibilidade de avaliar as potencialida-des de implantação de uma cadeia produtiva de óleo vegetal residual, como forma de minimizar o impacto de seu descarte inadequado e possibi-litar a geração de trabalho em renda, através de cooperativas organizadas de catadores.

referÊncias

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ASPECTOS RELACIONADOS AO USO E DESCARTE DO ESMALTE DE UNHAS: UM ESTUDO PRELIMINAR NO MUNICÍPIO DE DUQUE DE

CAXIAS - RJThe Aspects related to the use and disposal of nail Polish: The Preliminary study in the Municipality of Duque de Caxias - RJ

Sérgio Thode Filho1, Fabíola da Silveira Maranhão2, Cintia Patrícia Santos da Paixão3, Ana Paula da Silva da Costa4, Thuanny Moraes de Almeida5, Isadora Bastos Talhas6


2Técnica em Polímeros - IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR3Aluna do Curso Tecnólogo em Gestão Industrial - IFRJ, bolsista pesquisadora do LMGR

4Aluna do Curso Tecnólogo em Gestão Ambiental (CEFET-RJ), bolsista pesquisadora do LMGR5Tecnóloga em Processamento de Petróleo e Gás (UNESA), bolsista pesquisadora do LMGR

6Licenciada em Química (UNIGRANRIO), colaboradora do LMGR

Resumo

O Brasil é o segundo maior consumidor de esmaltes de unha do mundo, ficando atrás apenas dos EUA. No Brasil, em 2012, este mercado

movimentou cerca de R$ 575,64 milhões, alta de 12,6% em relação a 2011. O número de unidades vendidas no Brasil no mesmo período

somou 220,5 milhões. Este trabalho objetivou, através de uma pesquisa exploratória, levantar como é feito o descarte do esmalte de unhas

após o seu consumo, em estabelecimentos comerciais do Município de Duque de Caxias, RJ. A pesquisa foi realizada na região central

de Duque de Caxias e o instrumento de coleta foi o questionário estruturado. Foram realizadas 50 entrevistas com representantes de esta-

belecimentos comerciais. O intervalo de confiança estimado foi de 95% e a margem de erro máxima estimada é de 10 pontos percentuais

para mais ou para menos sobre os resultados encontrados para cada amostra. Em relação aos resultados, constatou-se que todos os salões

de beleza entrevistados descartam o material pós consumo em lixo comum. Quando perguntados sobre a possibilidade de reciclagem, 74%

desconhecem essa informação. Constatou-se também o acumulo de material reciclável em aterros sanitários e nos centros urbanos, devido

à falta de coleta seletiva para este resíduo ou, até mesmo, pontos de coleta específicos para posterior reprocessamento deste material.

Palavras-chave: Esmalte de unha, descarte inadequado, reciclagem.

Abstract

Brazil is the second largest consumer of nail polish in the world. Behind only the U.S.A. In Brazil, in 2012 this market was worth about

$575.64 million, up 12.6% compared to 2011. The number of units sold in Brazil in the same period totaled 220.5 million. This study aimed,

through an exploratory research, about the discard of nail after use in commercial establishments in the municipality of Duque de Caxias,

RJ. The survey was conducted in the central region of Duque de Caxias and data collection instrument was a structured questionnaire. Were

made 50 interviews with representatives of commercial establishments. The estimated confidence interval was 95% and the highest estimated

margin of error is 10 percentage points more or less on the results for each sample. Regarding the results, it was found that all respondents

commercial establishments discard the material post-consumer waste in common. When asked about the possibility of recycling, 74% are

unaware of this information. We also observed the accumulation of recyclable material in landfills and urban centers, due to lack of selective

collection for this residue or even specific for later reprocessing this material collection points.

Keywords: Nail polish, improper discard, recycle.


Aspectos relacionados ao uso e... 25

1 introdução

Segundo o IBGE (2012), a população de Duque de Caxias é composta por 864.392 habitantes. Possui uma área de 468,3km2 e uma característica econômica baseada em indústrias (petroquímica, gás, plástica, mobiliária e têxtil). No município de Duque de Caxias, RJ, não há um diagnóstico preciso da relação entre utilização e o descarte de materiais. É amplamente conhecido que existem no município muitos estabelecimen-tos comerciais (salões de beleza, grande e peque-nos varejos, lojas de departamento e utilidades (DUQUE DE CAXIAS, 2012).

Todos esses estabelecimentos utilizam ou vendem embalagens. Neste sentido, a indústria produz embalagens a todo tempo, seja como for-necedor de produto a outras empresas ou direta-mente para o cliente final. E o modelo adotado para estas embalagens é o que se denomina de um só caminho, sem retorno (RIBEIRO, 2013).

É lamentável constatar que o planejamento da produção foi direcionado apenas para a ida do produto ao consumidor, não se planejou o retorno do bem pós-consumo. Porém, diferentemente do comportamento na natureza, onde nada se perde, as sobras das atividades humanas não são reaproveitadas. A poluição causada por tais resí-duos, sejam urbanos ou de produção dos bens e serviços, é um dos aspectos mais agravantes para o meio ambiente. A poluição gerada através dos resíduos sólidos é oriunda dos materiais físico--químicos que compõem o bem, que após seu uso e descarte contaminam o ambiente (CABRAL, 2013; BARBIERI, 2011).

O Brasil é o segundo maior consumidor de esmaltes de unha do mundo, ficando atrás apenas dos EUA. No Brasil, em 2012, este mercado movi-mentou cerca de R$ 575,64 milhões, alta de 12,6% em relação a 2011. O número de unidades vendidas no Brasil no mesmo período somou 220,5 milhões. Os EUA, líder do mercado de vendas de esmalte, movimentou R$ 768 milhões de dólares em 2012, apresentando um aumento de 32% em relação a 2001 (ABRE 2013; FEIFEI 2013). Este trabalho objetiva, através de uma pesquisa exploratória, levantar como é feito o descarte do esmalte de unhas após o seu consumo, em estabelecimentos comerciais do Município de Duque de Caxias, RJ.

2 MetodoloGia

A pesquisa foi realizada entre os dias 10

e 14 de fevereiro de 2014, no horário de 12 às 18h, na região central de Duque de Caxias. O instrumento de coleta foi o questionário estrutu-rado contendo 11 perguntas de cunho fechado. A equipe foi composta por 5 integrantes, devidamente uniformizados e identificados, do Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos do Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ) cam-pus Duque de Caixas. Para a seleção da amostra foram escolhidos, aleatoriamente, os salões de beleza, isto é, estabelecimentos comerciais. Os estratos considerados foram os bairros do muni-cípio. As áreas dos diferentes bairros selecionados na amostra (com probabilidade igual a 1) contou com um número de entrevistas proporcional ao seu extrato populacional de estabelecimentos comerciais. Foram realizadas 50 entrevistas com representantes de estabelecimentos comerciais. O intervalo de confiança estimado foi de 95% e a margem de erro máxima estimada é de 10 pontos percentuais, para mais ou para menos, sobre os resultados encontrados para cada amostra.

Do ponto de vista da classificação da pes-quisa, tomou-se como base a taxionomia apresen-tada por Vergara (2010), que a qualifica em relação a dois aspectos: quanto aos fins e quanto aos meios. Quanto aos fins, a pesquisa pode ser considerada exploratória e descritiva. Exploratória, pois existe uma carência de estudos sobre os aspectos relacio-nados ao uso e descarte do óleo vegetal residual. Quanto aos meios, a pesquisa pode ser classificada como trabalho de campo que ocorreu por meio de investigação documental, observação direta e entrevistas em domicílios e estabelecimentos comerciais do município estudado.

A figura 1 apresenta os gráficos referente aos salões de beleza (pessoa jurídica), referentes às perguntas de 1 a 6. A figura 2, referentes às perguntas de 7 a 11.


Segundo a Figura 1, em relação à quanti-dade de manicures, a pesquisa apontou que 88% dos salões possuem de uma a quatro profissionais de manicure. Em relação a escolha do esmalte pelas clientes, 90% fazem suas escolhas pelas cores da moda, enquanto que 10% optam pela marca como fator determinante.

Em 55% dos salões o consumo mensal chega até 30 unidades por mês. Contudo, 30% consomem até 50 unidades mês e 15% até 70 unidades mês. Quando perguntados sobre o gasto

THODE FILHO et al.


26

entrevistados afirmaram descartar em lixo comum. Quando perguntados sobre a possibilidade de reci-clagem da embalagem (vidro, polímero e esmalte residual), 74% desconhecem essa informação enquanto que 26% conhecem esta possibilidade. Em relação aos impactos ambientais associa-dos ao descarte inadequado deste material, 86% não possuem nenhum conhecimento a respeito, enquanto que apenas 14% mencionaram conhecer os impactos negativos.

Por fim, foi perguntado para cada entre-vistado se ele se interessaria em doar a sua emba-lagem pós-consumo para um projeto com fim social, vender às empresas/projetos que oferecem o maior benefício financeiro ou trocar por produtos desenvolvidos por empresas/projetos sociais do Município de Caxias que trabalhe com reciclagem desses materiais. A maior parte dos entrevista-dos (54%) respondeu que trocaria por produtos reciclados desenvolvidos em um projeto social, 28% responde que venderia seus resíduos e 18%

mensal com o esmalte de unhas, 34% respondeu que gasta de R$10,00 a R$50,00. Enquanto que 22% gasta até R$ 100,00, 24% mais de R$ 100,00 e 20% mais de R$ 200,00 mensais. Ressalta-se que quando perguntados sobre quantos vidros de esmalte cada salão descarta, 84% até 30 unidades e 16% até 50 unidades por mês. Quando pergun-tados sobre o motivo do descarte do esmalte antes do término do conteúdo, 68% dos entrevistados alegou a perda da ação de secagem do esmalte. No entanto, 8% por utilizarem outras cores, 12% por estarem fora da validade e 12% outros motivos.

Conforme a Figura 2, respondendo a per-gunta sobre como se encontra a embalagem do esmalte no momento do descarte, 40% dos entre-vistados mencionaram que ainda estão com a metade do conteúdo líquido (esmalte residual), 30% respondeu que descarta com menos da metade do esmalte residual e 30% vazio, sem conteúdo residual. Percebe-se que quando perguntado sobre o descarte da embalagem pós consumo, 100% dos

Figura 1. Gráficos referente aos salões de beleza, referentes às perguntas de 1 a 6.



doaria seus resíduos. Percebe-se, então, um total de 72% de adesão em trocar ou doar o material. Neste sentido, os primeiros esforços já têm sido conduzidos como, por exemplo, na primeira Feira de Economia Popular promovida pelo Fórum Municipal de Economia Solidária, em parceria com a Secretaria de Meio Ambiente, Agricultura e Abastecimento de Duque de Caxias, a qual foi inaugurada em 13 de julho de 2012, sendo reconhecida pelos artesanatos produzidos em maioria de resíduos reutilizados (DUQUE DE CAXIAS, 2012).

O Brasil produz cerca de 183 mil tonela-das de lixo diário, destas, 73 mil são de materiais recicláveis. O país perde cerca de 8 bilhões de reais por ano em matérias-primas que possuem potencial para recuperação/reciclagem, porém não são utilizadas como vidro, plástico, alumínio, papel, papelão etc (IPEA, 2010).

Um estudo sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos feito no IFRJ CDUC apre-sentou, com 36,04%, que o plástico é o material predominante na composição dos resíduos em

estudo. O material orgânico é o segundo com 28,36% da composição total. A terceira posição é ocupada pelo resíduo de papel com 27,40%. Anu-almente são gerados pela instituição cerca de 1T de plástico e 17kg de vidro por ano sem tratamento ou recuperação (THODE-FILHO et al., 2014).

A tabela 1 apresenta os três componentes principais do esmalte de unhas: o vidro da emba-lagem, o polímero da tampa e o esmalte residual contido no vidro pós consumo. Percebe-se que cada embalagem de vidro apresenta um peso médio de aproximadamente 30g. Caso este material fosse descartado inadequadamente, apenas o vidro acumularia uma massa residual anual de 6.330T. Neste sentido, o polímero, que compõe a tampa, acumularia uma massa residual anual de 2.110T. Adicionalmente, caso cada embalagem fosse descar-tada com 1mL de esmalte, acumularia uma massa líquida residual anual de 220.000L. No entanto, a pesquisa revelou que 70% dos salões de beleza descartam a embalagem com a metade ou menos da metade do esmalte. Desta forma, observou-se embalagens de esmalte que podem conter, em

Figura 2. Gráficos referente aos salões de beleza, referentes às perguntas de 7 a 11.

THODE FILHO et al.


28

média, 7,5mL, 8mL, 10,5mL e outras com até 30mL de esmalte. Contudo, se cada embalagem (8mL) fosse descartada com metade do esmalte residual (4mL), acumularia uma massa líquida residual anual de 880.000L, conforme descrito na Tabela 1.

O vidro é um material 100% reciclável que pode ser reprocessado facilmente pelas indústrias. A tampa da embalagem do esmalte é feita de polietileno de alta densidade (PEAD), o PEAD é um polímero de cadeia linear não ramificada que pode ser obtido por várias reações de poli-merização e possui baixa resistência mecânica. O prolongador é feito de Polipropileno (PP), o PP é um polímero termoplástico que pode ser obtido por reações de polimerização e possui uma boa resistência à temperatura. A cerda de aplicação é feita de Nylon. O Nylon é um polímero da família das poliamidas, foi a primeira fibra têxtil sintética produzida. É um material que possui ótima resistência ao tracionamento e ao desgaste. O PEAD, PP e Nylon são polímeros que podem ser reciclados. A reciclagem mais utilizada é a mecânica, onde o polímero vai ser novamente processado formando o mesmo produto inicial ou produtos diferentes (SPINACÉ & DE PAOLI, 2005). O material líquido residual de esmalte que está contido nas embalagens pode ser removido e utilizado como pigmento na indústria, pintura artística ou até mesmo destilado para retirada de solventes como álcool e acetato.

No Brasil, o aumento nas vendas do seg-mento foi bastante significativo nos últimos três anos, o que fez com que a produção ganhasse proporções gigantescas: o setor chegou a arrecadar quase quinhentos milhões, segundo a Associação da Indústria de Higiene, Perfumaria e Cosméticos (ABIHPEC). Neste cenário, as empresas líderes do mercado começaram a criar novas cores, coberturas, tratamentos e lançar coleções que chegam a 12 vidros por temporada. Em alguns casos, chegam a produzir cores limitadas para estimular a demanda

das consumidoras (KLEINSORGEN, 2013).A questão que permeia o esmalte de unhas

está no descarte inadequado da sua embalagem e do material residual ainda presente na mesma, pós--consumo. O esmalte é composto por componentes químicos de alta toxidez, são estes: tolueno, xileno, formaldeído, cromo, níquel e outros. Os compo-nentes químicos do esmalte ainda não podem ser reciclados. O procedimento ideal para descartar o material é esvaziar o vidro e descartar a parte liquida de forma que não entre em contato com o solo ou a água (MACHADO & LONGO, 2012).

Diferentemente de outros países, no Brasil ainda não há legislação que estabeleça uma coleta seletiva para resíduos como o do esmalte. Poucas são as iniciativas privadas e não há contrapartida por parte do governo. Países como França, EUA e Inglaterra integram o esmalte de unha à categoria de resíduos domésticos perigosos, e há coletas específicas para tais resíduos (MACHADO & LONGO, 2012).

4 conclusão

A pesquisa sobre o uso e descarte do esmalte de unhas, realizada em uma amostra de cinquenta salões de beleza, no município de Duque de Caxias, comprovou, ainda que preliminarmente, que o esmalte de unhas é um insumo utilizado regular-mente pela maioria dos salões de beleza entrevis-tados. Constatou-se que todos os salões de beleza entrevistados descartam o material pós consumo em lixo comum. Constatou-se também que 68% dos entrevistados descartam o material antes do término, pois o mesmo perde o poder de secagem após algumas vezes de uso. 40% realiza o descarte com metade do conteúdo líquido (esmalte) e 30% com menos da metade.

Quando perguntados sobre a possibilidade de reciclagem, 74% desconhecem essa informação. Em relação aos impactos ambientais associados

Esmalte de unhas Categorias/Totais

Produção anual1 220.000.000 unidades

Demanda residual reciclável

Materiais Total por embalagem Total anual Vidro 30g 6.330T

Polímero 10g 2.110T Esmalte 4mL 880.000L

Tabela 1. Relação de produção e demanda dos resíduos recicláveis associados ao esmalte de unhas. De acordo com ABRE (2013) e FEIFEI (2013)



ao descarte inadequado, 86% afirmaram não conhecê-los.

Existe uma pré-disposição, de 54% dos salões de beleza que participaram da pesquisa, em trocá-los por outros produtos feitos com material reciclado. Constata-se também o acumulo de material reciclável em aterros sanitários e nos centros urbanos, devido à falta de coleta seletiva para este resíduo ou, até mesmo, pontos de coleta específicos para posterior reprocessamento deste material.

Sugere-se, a partir dos resultados deste estudo, a possibilidade de avaliar a diminuição das embalagens que acondicionam o esmalte de unhas ou, até mesmo, a substituição das mesmas. Adi-cionalmente, tais mudanças podem proporcionar ganhos ao longo da cadeia produtiva, possibilitar o uso total do conteúdo líquido pelos consumi-dores e, consequentemente, causar um impacto ambiental menor no descarte, provocado apenas pelo líquido residual (esmalte). Recomenda-se uma atenção ao tema por parte dos governos locais, empresas privadas, cooperativas de catadores e população em geral.

referÊncias

ABRE. (2013). Associação Brasileira de Embalagem. Online News. Disponível em: <http://www.abre.org.br/?s=esmalte+de+unha&submit=OK>. Acesso em 10 out. 2013.

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CABRAL, M. (2013). Caminho só de ida? Página 22. Disponível em: <http://www.pagina22.com.br/index.php/2013/09/caminho-so-de-ida/>. Acesso em: 09 set. 2013.

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MACHADO, A. M., & LONGO, E. (2012). Des-carte de esmalte na natureza pode poluir meio ambiente. Disponível em: <http://g1.globo.com/sp/sao-carlos-regiao/noticia/2012/05/descarte-de--esmalte-na-natureza-pode-poluir-meio-ambiente--diz-especialista-de-sao-carlos.htmL>. Acesso em 09 de fev. 2014.

RIBEIRO, M. C. (2013). Eterno Retorno. Dispo-nível em: <http://www.pagina22.com.br/index.php/2013/09/eterno-retorno/>. Acesso em 10 de 2013.

SPINACÉ, M. A. S., DE PAOLI, M. A. (2005) A tecnologia da reciclagem de polímeros. Revista Quí-mica Nova, (28) 1, 65-72. Disponível em: <http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2005/vol28n1/13--RV03270.pdf>. Acesso em: 08 fev. 2014.

THODE-FILHO, Sergio; MARQUES, Aline de Jesus; SANTOS, Joyce; RIBEIRO, Karen Ferraz; MEDEIROS, Monica Raquel Amaral Moreira de; SANTOS, Patryck Gonçalves; FRANÇA, Suelen de Santana; Um estudo sobre a composição gravimé-trica dos resíduos sólidos do ifrj campus duque de caxias, rj. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 2014. [no prelo]

KLEINSORGEN, N. (2013) . O Consumo de esmal-tes estimula o surgimento de negócios. Disponível em: <http://www.ofluminense.com.br/editorias/revista /consumo-de-esmaltes-estimula-surgimento--de-negocios-envolvendo-o-cosmetico>. Acesso em: 20 de fev. 2014.

http://dx.doi.org/10.5902/2236117013806



e-ISSN 2236 1170 - v. 18. Ed. Especial Mai. 2014, p. 30- 35.


UM ESTUDO SOBRE A COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS DO IFRJ CAMPUS DUQUE DE CAXIAS, RJ

A Study on the Gravimetric Composition of the solid waste from the IFRJ Campus Duque de Caxias, RJ

Sérgio Thode Filho1, Aline de Jesus Marques2, Joyce Santos3, Karen Ferraz Ribeiro4, Monica Raquel Amaral Moreira de Medeiros5, Patryck Gonçalves Santos6, Suelen de Santana França7


2,3,4,5,6,7Aluno do Curso Técnico em Petróleo e Gás IFRJ, colaboradores do LMGR

Resumo

Estima-se que diariamente no Brasil sejam produzidas 129 mil toneladas de lixo. Desse total, 40% compõem-se de material reciclável, dos

quais apenas 2% são reciclados. Segundo a Política Nacional de Resíduos Sólidos, resíduos sólidos consistem em todos os resíduos gerados

nos limites urbanos, por domicílios, empresas privadas, instalações públicas, etc. A lei determina que, até agosto de 2012, todas as prefeituras

do país deverão apresentar um plano de gerenciamento de resíduos sólidos, colocando-o em operação até 2014. Ela estabelece também uma

responsabilidade compartilhada entre governo, indústria, comércio e consumidor final no gerenciamento e na gestão dos resíduos sólidos.

O objetivo deste trabalho foi fazer um levantamento sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos do Instituto Federal do Rio de

Janeiro campus Duque de Caxias. A composição gravimétrica dos resíduos sólidos, ou composição física, expressa o percentual de cada

componente presente nesses resíduos em relação ao peso total da amostra estudada. Como resultado deste estudo, o plástico foi o material

predominante na composição dos resíduos, com 36,04%. O material orgânico é o segundo, com 28,36% da composição total. A terceira

posição é ocupada pelo resíduo de papel, com 27,40%. A quarta posição, com 5,43%, denominada outros, é composta por resíduos de poda

de árvore, resíduo de varrição, pisos e azulejos, etc. Em quinta posição, os metais, que representam 2,20% da composição total. Basicamente,

os resíduos metálicos são compostos por latas de alumínio. Em última posição, com 0,57% dos resíduos, aparece o vidro. Este estudo pos-

sibilitou identificar o perfil dos resíduos e o volume de material descartado, definir as técnicas corretas de manejo e armazenamento, bem

como estudar uma destinação final correta para cada um deles.

Palavras-chave: Resíduos sólidos, composição gravimétrica, coleta seletiva.

Abstract

It is estimated that every day in Brazil are produced 129,000 tons of garbage. 40% are recyclable material; however, only 2% are recycled.

According to the National Policy on Solid Waste, solid waste consists of all waste generated in the limits of the municipality, for households,

private companies, public facilities, etc. The law stipulates that, until August 2012, all municipalities of the country must submit a plan for

managing solid waste by placing it in operation until 2014. It also establishes a shared responsibility between government, industry, trade and

end user management, and solid waste management. The objective of this work was to establish the gravimetric composition of solid waste

at the Federal Institute of Rio de Janeiro Campus Duque de Caxias. The gravimetric composition of solid waste expresses the percentage

of each component present in these wastes relative to the total weight of the sample. As a result of this work, the plastic is the predominant

material in waste composition with 36,04%. The organic material is the second with 28,36% of the total composition. The third position is

occupied by paper wastes with 27,40%. The fourth position with 5,43% consists of wastes of tree pruning, sweeping waste, and tile floors,

etc. In the fifth position, the metals represent 2,20% of the total composition. Basically, the metallic waste is composed of aluminum cans.

In last position with 0,57% are the waste glass. This study identified the composition of the waste, the volume of discarded material, set the

correct techniques for handling and storage, as well as studying a correct final destination for each.

Keywords: Solid waste, gravimetric composition, selective collect.


Um estudo sobre a composição... 31

1 introdução

Estima-se que diariamente no Brasil sejam produzidas 129 mil toneladas de lixo. Desse total, 40% compõem-se de material reciclável, dos quais apenas 2% são reciclados. Do total reciclado, 40% retornam à cadeia produtiva enquanto que os res-tantes 60% são consumidos em queima energética. Esses dados indicam que, apesar do incremento ocorrido nas atividades de reciclagem no Brasil nos últimos anos, o nível quantitativo dessas atividades corresponde apenas a uma fração mínima do seu potencial (GONÇALVES, 2006).

A cultura de um povo caracteriza a forma de uso do ambiente, os costumes e os hábitos de consumo dos produtos industrializados. E, no ambiente urbano, estes costumes e hábitos se tradu-zem em uma geração de resíduos em larga escala, gerando intensas agressões ao meio ambiente. Estes autores afirmam, ainda, que a produção de resíduos sólidos nas cidades é de tamanha intensi-dade que não é possível conceber uma cidade sem considerar a problemática gerada pelos resíduos sólidos, desde a etapa da geração até a correta disposição final (MUCELIN & BELLINI, 2008).

Segundo a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), resíduos sólidos consistem em todos os resíduos gerados nos limites urbanos, por domicílios, empresas privadas, instalações públi-cas, etc. A lei determina que, até agosto de 2012, todas as prefeituras do país deverão apresentar um plano de gerenciamento de resíduos sólidos, colocando-o em operação até 2014. Em outras palavras, os governos municipais têm prazo de dois anos para elaborar um plano de gerenciamento, com diagnóstico de geração de lixo e metas para redução e reciclagem, além de extinguir os lixões e buscar soluções em conjunto com outros muni-cípios. Ainda de acordo com a PNRS, devem-se identificar os principais geradores de resíduos, calcular os custos e criar indicadores para medir o desempenho do serviço público nesse campo. A tarefa das prefeituras ganha uma base mais sólida com princípios e diretrizes, dentro de um conjunto de responsabilidades que tem o potencial de mudar o panorama do lixo no Brasil (BRASIL, 2010; NETO, 2011).

Ela surge para tentar minimizar o problema dos resíduos, uma vez que agora, não apenas o governo, mas os produtores e até os consumidores são responsáveis pela destinação e tratamento correto do seu material obsoleto, através do pro-cesso de logística reversa. Estabelece também uma responsabilidade compartilhada entre governo,

indústria, comércio e consumidor final no geren-ciamento e na gestão dos resíduos sólidos. Entre-tanto, reconhece-se que muito ainda precisa ser feito para um adequado gerenciamento integrado de resíduos, o qual depende, dentre outros fatores, da vontade política dos municípios, do aporte de recursos humanos e financeiros, da construção de instalações e aplicação de técnicas inovadoras e, sobretudo, da participação cidadã e solidária e do controle social (SILVA et al., 2010).

A caracterização física (composição quali-tativa ou gravimétrica) dos resíduos sólidos apre-senta as porcentagens (geralmente em peso) das várias frações dos materiais constituintes dos RSU. Essas frações normalmente distribuem-se em matéria orgânica, papel, papelão, plástico rígido, plástico filme, metais ferrosos, metais não ferrosos, vidro, borracha, madeira e outros (couros, trapos, cerâmicas, ossos, madeiras etc). A composição gravimétrica dos resíduos sólidos, ou composição física, expressa o percentual de cada componente presente nesses resíduos em relação ao peso total da amostra estudada (MONTEIRO et al., 2001; PEREIRA NETO 2007).

Portanto, este trabalho torna-se relevante, uma vez que para implementação da coleta seletiva e uma posterior gestão dos resíduos sólidos em uma organização, este tipo de levantamento torna-se norteador e preliminar. O objetivo deste trabalho foi fazer um levantamento sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos do Instituto Federal do Rio de Janeiro campus Duque de Caxias.

2 MetodoloGia

Este estudo foi realizado entre os dias 13 e 17 de janeiro de 2014 no Instituo Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro campus Duque de Caxias (IFRJ CDUC). Para tal, foram empregados sacos de lixo de 25, 50 e 100L para separação dos resíduos, uma balança digital com capacidade de até 7kg, luvas de borracha e óculos de segurança para proteção individual. A equipe foi composta por seis alunos, devidamente uniformizados e identificados, colaboradores do Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos (LMGR). Para inicio das atividades de separação, o material era recolhido às 22h nas caçambas de lixo, antes da coleta da Prefeitura e previamente armazenado no LMGR. Na manhã seguinte, o material foi separado e classificado em seis categorias distintas: plástico, orgânico, papel, metal, vidro e outros. Após a separação

THODE FILHO et al.


32

dos resíduos, as massas individuais por catego-rias eram pesadas e ao final pesava-se a massa total residual. Após a identificação das massas individuais e totais, procedeu-se a razão entre as frações mássicas individuais sobre a massa total, obtendo-se um percentual individual. Este procedimento se repetiu durante os cinco dias de análise. Não foram contemplados nesta análise os resíduos oriundos dos banheiros masculinos e femininos da instituição. Apesar do pouco tempo de funcionamento, o campus Duque de Caxias possui uma estrutura física de uma instituição de médio porte, contendo uma comunidade escolar de aproximadamente 700 pessoas circulando por dia.


Durante a realização deste estudo percebeu--se que o IFRJ possui coletores específicos de coleta seletiva para a recepção dos resíduos; entretanto, notou-se uma completa mistura dos materiais nos respectivos coletores. Não foi investigada, neste estudo, a causa da ineficiência na recepção destes materiais; porém, pode-se especular que fatores como falta de informação e consciência ambiental são determinantes na comunidade local. Este fato dificultou consideravelmente a catação e quanti-ficação do material na origem.

A Figura 1 apresenta a composição gravi-métrica dos resíduos sólidos do IFRJ CDUC. Com 36,04% o plástico é o material predominante na composição dos resíduos em estudo. O material orgânico é o segundo, com 28,36% da composição total. A terceira posição é ocupada pelo resíduo

de papel, com 27,40%. A quarta posição, com 5,43%, denominada outros, é composta por resí-duos de poda de árvore, resíduo de varrição, pisos e azulejos, etc. Em quinta posição, os metais que representam 2,20% da composição total. Basi-camente, os resíduos metálicos são compostos por latas de alumínio. Em última posição, com 0,57% dos resíduos, aparece o vidro. Somando os percentuais de outros, metais e vidro representam 8,20% da composição total. O plástico e o papel representam 64,40% da massa residual total. Neste sentido, o plástico, a matéria orgânica e o papel representam 91,08% da composição mássica total.

A tabela 1 apresenta o cálculo da fração mássica individual em quilogramas (kg) por cate-gorização dos resíduos. Em relação aos resíduos orgânicos, percebeu-se um crescimento de 67,67% ao longo do período de análise. Em relação ao plástico, percebeu-se um crescimento de 79,32%, igualmente o papel apresentou um crescimento de 63,42% no mesmo período. Os resíduos metálicos apresentaram crescimento de 47,05%, juntamente com o resíduo outros, que apresentou o maior crescimento ao longo da semana, com 84,47%. No entanto, o vidro foi o único resíduo que apresentou decréscimo ao longo da semana.

Para o cálculo que compõe a tabela 2, foram feitas algumas considerações, a saber: o valor total semanal em kg de material residual foi obtido a partir do somatório de cinco dias de análise realizados no mês de janeiro de 2014. Apesar de haver expediente aos sábados, a quantidade de resíduos gerados em finais de semanas é despre-zível. Portanto, para o cálculo do total mensal, foi utilizado o total semanal multiplicado por quatro

Figura 1. Composição gravimétrica dos resíduos sólidos do IFRJ CDUC.



semanas mensais. Para calcular o total anual dos resíduos, utilizou-se como base 42 semanas anu-ais, desconsiderando quatro semanas de férias escolares e duas semanas de recesso acadêmico. O total anual foi obtido pela multiplicação do total semanal multiplicado por 42 semanas. O total semanal dos resíduos sólidos do IFRJ CDUC é de aproximadamente 68kg. O total semanal é de aproximadamente 272kg. A projeção anual dos resíduos sólidos é de aproximadamente 3 toneladas.

O volume de recursos financeiros aplica-dos em 2012 para gestão dos resíduos sólidos no Brasil atingiu a marca de R$11,00/hab/mês. Este recurso está longe de ser o suficiente para a coleta

de resíduos sólidos e demais serviços de limpeza urbana. Tais serviços devem atender plenamente a população, que tem apresentado crescimento expressivo, consumindo mais produtos e serviços e consequentemente descartando mais. No mesmo ano, foram geradas aproximadamente 64 milhões de toneladas de resíduos sólidos, o equivalente a 383 kg/ano/hab. Em relação ao ano de 2011, houve um crescimento de 1,3% no volume de lixo por habitante, enquanto que a população cresceu 0,9% no mesmo período (ABRELPE, 2012).

Diante de tantos desafios, vale ressaltar os esforços governamentais para disciplinar o problema dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

Resíduos 1º dia 2º dia 3º dia 4º dia 5º dia Total % individual

Plástico 2,02 3,18 2,50 7,03 9,77 24,50 36,04

Orgânico 2,32 1,79 3,54 4,45 7,18 19,28 28,36

Papel 1,85 4,22 2,17 5,34 5,06 18,64 27,40

Metal 0,24 0,23 0,14 0,42 0,45 1,48 2,20

Vidros 0,21 0,18 - - - 0,39 0,57

Outros 0,23 0,29 0,62 1,02 1,52 3,68 5,43

Total 6,87 9,89 8,97 18,26 23,98 67,97 100,00

Resíduos Total Semanal Total mensal Total anual

Plástico 24,50 77,12 809,76

Orgânico 19,28 98,00 1029,00

Papel 18,64 74,56 782,88

Metal 1,48 5,92 62,16

Vidros 0,39 1,56 16,38

Outros 3,68 14,72 154,56

Total 67,97 271,88 2854,74

Tabela 2. Projeções semanais, mensais e anuais em kg dos resíduos sólidos IFRJ CDUC.

Tabela 1. Cálculo da fração mássica individual em kg dos resíduos sólidos do IFRJ CDUC, por dia de análise.

THODE FILHO et al.


34

a exemplo do Decreto Federal nº 5.940/06 e do Decreto nº 40.645/07, do Governo do Estado do Rio de Janeiro, que instituíram a Coleta Seletiva Solidária e a obrigatoriedade de separação dos resíduos recicláveis na fonte geradora, além da aprovação da Lei nº 12.305/10 que instituiu a PNRS.

Ela surge para tentar minimizar o problema dos resíduos, uma vez que, agora, não apenas o governo, mas os produtores e até os consumidores são responsáveis pela destinação e tratamento correto do seu material inservível, através do pro-cesso de logística reversa de pós-consumo, no qual se constituem bens de pós-consumo, os produtos em fim de vida útil ou usados com possibilidade de utilização e os resíduos industriais em geral (BARBIERI, 2004; CHAVES; BATALHA, 2006; SOUZA et al., 2012). Estabelece também uma responsabilidade compartilhada entre governo, indústria, comércio e consumidor final no geren-ciamento e na gestão dos resíduos sólidos. Neste contexto surge o conceito da Tecnologia Ambiental, a qual visa o fortalecimento da competitividade e eficiência das empresas, através do gerenciamento e aproveitamento de resíduos como matéria-prima para o desenvolvimento de novos materiais. Entre-tanto, reconhece-se que muito ainda precisa ser feito para um adequado gerenciamento integrado de resíduos, o qual depende, dentre outros fatores, da vontade política dos municípios, do aporte de recursos humanos e financeiros, da construção de instalações e aplicação de técnicas inovadoras e, sobretudo, da participação cidadã, solidária e do controle social (BORGES; CONCEIÇÃO, 2006; SILVA et al., 2010; THODE-FILHO et al., 2013).

Para dar conta deste desafio é preciso ela-borar planos de gestão integrada para os resíduos sólidos urbanos, integrando-se os aspectos eco-nômicos, sociais, ambientais e contemplando-se todas as fases do fluxo que integram cada classe de resíduos, desde a sua geração, coleta, transporte até a destinação final, levando-se em conta as alternativas de reutilização/reciclagem e benefi-ciamento dos diferentes tipos de resíduos. Trata-se, portanto, de um sistema complexo, no qual inte-ragem agentes públicos, privados e movimentos sociais (MONTEIRO, 2001; GONÇALVES, 2006; THODE-FILHO; CALDAS, 2008; 2008; SILVA et al., 2010; MEIRELES; ALVES, 2011).

4 conclusão

A pesquisa, sobre a composição gravi-métrica dos resíduos sólidos do IFRJ campus

Duque de Caxias, comprovou que a comunidade ainda não colabora com o intuito de promover uma correta segregação na origem, tornando-se necessário uma maior divulgação, não somente nos Institutos Federais, mas em outras organizações de diferentes naturezas.

É importante conscientizar a população e organizações sobre a importância da coleta seletiva e aumentar o ciclo de vida dos materiais descritos neste estudo, que passaram por vários processos produtivos, gasto energético e impactos ambientais até serem transformados.

Este estudo possibilita identificar o perfil dos resíduos e do volume de material descartado, definir as técnicas corretas de manejo e armaze-namento, bem como estudar uma destinação final correta para cada um deles.

Com os resultados deste estudo percebe-se a necessidade da implementação de uma coleta seletiva regular e eficiente, pois os resíduos são descartados sem tratamento ou possibilidade de recuperação. Percebe-se também a necessidade de uma avaliação das potencialidades de implanta-ção de um centro de tratamento de resíduos, pois, além de garantir uma destinação adequada desses materiais, serve como oportunidade de emprego e renda para moradores da própria comunidade, através de cooperativas organizadas de catadores.

referÊncias

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THODE-FILHO, S. CALDAS, M. A. F. O geren-ciamento da informação nas micro e pequenas empresas. In: Simpósio de Excelência em Gestão e Tecnologia, 2008.

http://dx.doi.org/10.5902/2236117013807





TÉCNICAS DE RECICLAGEM E MARMORIZAÇÃO DE PAPEL

Techniques of Recycling and Marbling of paper

Sérgio Thode Filho1, Ana Paula da Silva da Costa2, Israel Rodrigues3, Azarias Machado de Andrade4, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena5


2Aluna do Curso Tecnólogo em Gestão Ambiental (CEFET-RJ), bolsista pesquisadora do LMGR3Aluno do Curso Técnico em Química - IFRJ, colaborador do LMGR

4 Professor do Curso de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)5 Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ - LMGR

Resumo

Um estudo sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos no Brasil apresenta o papel de terceiro colocado no ranking dos

resíduos, com 13,1% da composição total. O objetivo deste trabalho é apresentar uma técnica de reciclagem e marmorização de papel, utili-

zando com insumo básico a carboximetilcelulose. Inicialmente adquiriu-se 50 folhas de papel já utilizado e cortou-se em pedaços pequenos.

Posteriormente, foram colocados dentro do balde plástico com aproximadamente dois litros de água. Essa mistura ficou em repouso por 24h.

Para a técnica de marmorização do papel reciclado utilizou-se a carboximetilcelulose, água e tinta à base de óleo de cores variadas. O resul-

tado do processamento, descrito na metodologia, é um papel uniforme, com formato A4, uma textura rugosa fina em toda estrutura da folha,

boa resistência mecânica à tração, sem aroma característico, uma coloração branco pálido (dependendo do papel a ser reciclado), propício

para escrita e outras aplicações. A técnica de marmorização agrega valor ao papel e sugere diferentes aplicabilidades, inclusive artísticas.

Palavras-chave: Reciclagem de papel, carboximetilcelulose, impacto ambiental.

Abstract

A study on the gravimetric composition of municipal solid waste in Brazil, has the role as the third place in the ranking of waste with 13.1%

of the total composition. The objective of this paper is to present a technique of marbling paper recycling and using Basic carboxymethyl-

celulose input. First acquired up to 50 sheets of paper already used and cut into small pieces. Subsequently, they were placed in plastic

bucket with about two liters of water. This mixture was allowed to stand for 24 hours. For technical marbling of the recycled paper used

is carboxymethylcelulose, water, oil-based ink of various colors. The result of the processing methodology is described in a uniform paper,

A4 format with a fine rough texture throughout leaf structure, good mechanical resistance to traction without the aroma a pale white color

(depending on the paper to be recycled), suitable writing and other applications. The technique of marbling, adds value to the material and

suggests different applicability, including artistic.

Keywords: Recycling paper, carboxymethylcelulose, environmental impact.

REGET, v. 18, Ed. Especial, Mai, 2014, p.36-40

Técnicas de reciclagem e marmorização... 37

1 introdução

O volume de recursos financeiros aplica-dos em 2012, para gestão dos resíduos sólidos no Brasil, atingiu a marca de R$11,00/hab/mês. Este recurso está longe de ser o suficiente para a coleta de resíduos sólidos e demais serviços de limpeza urbana. Tais serviços devem atender plenamente a população, que tem apresentado crescimento expressivo, consumindo mais produtos e serviços e consequentemente descartando mais. No mesmo ano, foram geradas aproximadamente 64 milhões de toneladas de resíduos sólidos, o equivalente a 383 kg/ano/hab. Em relação ao ano de 2011 houve um crescimento de 1,3% no volume de lixo por habitante, enquanto que a população cresceu 0,9% no mesmo período (ABRELPE, 2012).

Neste cenário, um estudo sobre a compo-sição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos no Brasil apresenta o papel de terceiro colocado no ranking dos resíduos, com 13,1% da composi-ção total. Ficando atrás do plástico, com 13,5%, e ocupando a primeira colocação está a matéria orgânica, com 51,4% do total gerado (ABRELPE, 2012).

Um estudo sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos feito no IFRJ CDUC apre-sentou, com 36,04%, que o plástico é o material predominante na composição dos resíduos em estudo. O material orgânico é o segundo, com 28,36% da composição total. A terceira posição é ocupada pelo resíduo de papel, com 27,40%. Anualmente são gerados pela instituição cerca de 800kg de papel por ano (THODE-FILHO et al., 2014). O objetivo deste trabalho é apresentar uma técnica de reciclagem e marmorização de papel, utilizando como insumo básico a carboxi-metilcelulose.

2 MetodoloGia

Os materiais utilizados para produção do papel reciclado foram: 50 folhas de papel ofício já utilizadas, 18 litros de água, liquidificador, tela plana produzida com tela de mosquiteiro fina e madeira com o tamanho de 210mm x 297mm de comprimento, bacia plástica, 80mL de cola branca, balde plástico de 20L, jornal, 180mL de álcool, espátula, calandra manual e micrômetro digital.

Inicialmente adquiriu-se 50 folhas de papel já utilizado e cortou-se em pedaços pequenos. Posteriormente, foram colocados dentro do balde plástico com aproximadamente dois litros de

água. Essa mistura ficou em repouso por 24h. Após o repouso, colocou-se uma xícara do papel picado já amolecido no liquidificador, em seguida, acrescentou-se um litro de água e bateu-se por cerca de 2 minutos, ou até ficar com uma consistência de uma massa pastosa. Em seguida, despejou-se a massa batida em uma bacia grande e adicionou-se 15 litros de água e misturou-se. Foi adicionada, à massa, 80mL de cola branca para aumentar a resistência mecânica do papel. Adicionou-se tam-bém 180mL de álcool comercial. O mesmo não confere nenhuma propriedade mecânica ao papel, no entanto possui a função de inibir o odor desa-gradável ocasionado pela fermentação da celulose que é a matéria prima base do papel. Após a adição dos dois componentes, a massa pegou-se a peneira plana e mergulhou-se na bacia para a retirada de uma camada da massa que ficou depositada sobre a tela. Em seguida, deixou-se escorrer o excesso de água por alguns segundos. Colocou-se então a tela sobre uma folha de jornal dobrada e procedeu--se a retirada do excesso de água com um pano limpo. Deixou-se secar por cerca três a quatro horas. Depois do papel totalmente seco, utilizou-se uma espátula para retirada do papel da folha de jornal. Após o processo de secagem, utilizou-se uma calandra manual para uniformizar a folha e conferir uma espessura uniforme para as folhas de papel produzidas. As mesmas passaram duas vezes pelo equipamento e logo em seguida procedeu-se a medição da espessura com micrômetro digital, unidade por unidade produzida.

Para a técnica de marmorização do papel reciclado utilizou-se 60g de carboximetilcelulose (CH

2CO

2H), 300mL de água, tinta à base de óleo

de cores variadas, Becker de vidro de 500mL, garfo, bandeja de fundo raso e palito de dente. Misturou--se a (CH

2CO

2H) com a água no Becker de vidro,

utilizando o garfo para homogeneizar até obter uma consistência gelatinosa (gel). Despejou-se essa mis-tura na bandeja até cobrir sua superfície com uma camada fina. Adicionou-se tinta de cores variadas de maneira aleatória sobre o gel, pegou-se o palito e espalhou-se a tinta dando formas abstratas ou formando desenhos. Colocou-se o papel reciclado sobre a bandeja com o gel até que o papel aderisse às cores, retirou-se o papel da bandeja arrastando-o sobre a borda da mesma para retirar o excesso do gel. Desta forma, as cores e formas que estavam sobre o gel foi transferido para o papel. Colocou--se o papel para secar sobre uma superfície plana por cerca de 24h ou poder-se-ia operar até que o processo de secagem estivesse completo.

THODE FILHO et al.


38


O resultado do processamento descrito na metodologia é um papel uniforme, com formato A4, totalizando 140 folhas, uma textura rugosa fina em toda estrutura da folha, boa resistência mecânica à tração, sem aroma característico, uma coloração branco pálido (dependendo do papel a ser reciclado), propícia para escrita e outras aplicações. O papel reciclado apresentou uma espessura com variação, entre as folhas produzidas, de 0,39mm a 0,48mm, dependendo da suspensão de fibras (Figura 1a-g).

Quando recoberto por uma fina camada de CH

2CO

2H, confere-se ao papel reciclado uma

característica impermeável, possibilitando a fixação

de tinturas e pigmentos aplicados (Figura 1h). Para realização da técnica de marmorização, procurou--se utilizar um insumo que fosse solúvel em água, tanto a frio quanto a quente (por conta do seu baixo custo), e que possibilitasse a formação de soluções e géis. A mesma apresenta uma grande facilidade de aplicação, além de ser um material fisiologicamente inerte. Vale ressaltar que, além das características apresentadas acima, a CH

2CO

2H

é um material biodegradável.A reciclagem deu ao lixo um valor econô-

mico que antes não existia e os ganhos proporcio-nados pela reciclagem do lixo se devem ao fato de ser mais econômico produzir a partir desse processo do que de matérias-primas virgens, isto porque se utiliza menos energia, matéria-prima e

Figura 1. Passo a passo da técnica de marmorização do papel reciclado


Técnicas de reciclagem e marmorização... 39

econômicos, sociais, ambientais e contemplando--se todas as fases do fluxo que integram cada classe de resíduos, desde a sua geração, coleta, transporte até a destinação final, levando-se em conta as alternativas de reutilização/reciclagem e beneficiamento dos diferentes tipos de resíduos, em particular do papel. Trata-se, portanto, de um sistema complexo, no qual interagem agentes públicos, privados e movimentos sociais (MON-TEIRO, 2001; GONÇALVES, 2006; THODE--FILHO; CALDAS, 2008a; 2008b; SILVA et al., 2010; MEIRELES; ALVES, 2011).

Além disso, este sistema possui uma clara contribuição social quando identifica e trata como elo de uma cadeia a participação dos catadores de materiais recicláveis (GONÇALVES, 2006; VARANDA; BOCAYUVA, 2009; BESEN, 2011). Embora não existam estatísticas precisas sobre o número de catadores, estima-se que, no espaço urbano, exista pelo menos um catador para cada mil habitantes e três em cada 10 catadores gostariam de continuar na cadeia produtiva da reciclagem mesmo tendo alternativas de trabalho (RODRI-GUES, 2011).

4 conclusão

Este trabalho apresentou uma técnica de reciclagem que pode proporcionar uma estratégia de mitigação do impacto ambiental provocado pelo descarte inadequado do papel residual. Os processos simplificados, as matérias-primas não dispendiosas e os equipamentos rotineiros esti-mulam positivamente a sua produção. Além da reciclagem do papel, a técnica de marmorização agrega valor ao material e sugere diferentes apli-cabilidades. Neste sentido, esta técnica permite, através da preparação de uma solução aquosa viscosa, a adição de tintas que vão garantir um design semelhante ao mármore liso ou rocha quando em contato com uma superfície absorvente, podendo ser papéis ou tecidos. O resultado visual, percebido neste trabalho, possibilita o emprego da técnica para encadernação em cartões de visita, bloquinhos, papéis de carta, moldura de fotos, entre outros.

Sugere-se então, a partir dos resultados deste estudo, a possibilidade de avaliar as potencia-lidades de uma organização beneficiar este resíduo, possibilitando trabalho e renda a diferentes grupos sociais ou através de cooperativas organizadas de catadores.

recursos hídricos. No entanto, no Brasil, grande parte do papel reciclado produzido consiste de 75% de papel pré-consumo e 25% pós-consumo. Logo, grande parte da matéria-prima utilizada para a fabricação do papel reciclado são sobras de produção das próprias indústrias produtoras de papel e celulose, ou mesmo de indústrias gráficas. Não se pode negar a importância da reciclagem e os ganhos que ela pode representar quanto à economia de materiais e recursos naturais (CAL-DERONI, 2003).

O Brasil está sendo percebido, mundial-mente, devido ao volume expressivo de recupe-ração de papéis recicláveis que, após o descarte, são convertidos em novos produtos que retornam à cadeia produtiva. O esclarecimento da popula-ção sobre a preservação do ambiente, campanhas que incentivam o descarte adequado e a coleta seletiva têm colaborado fortemente para que a indústria de reciclagem se desenvolva e cresça cada vez mais no País. Foi registrado, em 2011, que o consumo aparente de papel no país registrou 9,6 milhões de toneladas e a recuperação de aparas foi de 4,4 milhões de toneladas (BRACELPA, 2011). Portanto, neste trabalho são sugeridas novas metodologias na tentativa de reduzir-se o descarte inadequado destes resíduos.

Em virtude de tantos desafios que permeiam a gestão de resíduos, vale ressaltar os esforços governamentais para disciplinar o problema dos Resíduos Sólidos Urbanos, a exemplo do Decreto Federal nº 5.940/06 e do Decreto nº 40.645/07, do Governo do Estado do Rio de Janeiro, que instituíram a Coleta Seletiva Solidária e a obriga-toriedade de separação dos resíduos recicláveis na fonte geradora, além da aprovação da Lei nº 12.305/10 que instituiu a PNRS.

Ela surge para tentar minimizar o problema dos resíduos, uma vez que agora não apenas o governo, mas os produtores e até os consumidores são responsáveis pela destinação e tratamento correto do seu material inservível, através do pro-cesso de logística reversa de pós-consumo, no qual constituem-se bens de pós-consumo os produtos em fim de vida útil ou usados com possibilidade de utilização e os resíduos industriais em geral (BARBIERI, 2004; CHAVES; BATALHA, 2006; SOUZA et al., 2012). Estabelece também uma responsabilidade compartilhada entre governo, indústria, comércio e consumidor final no geren-ciamento e na gestão dos resíduos sólidos.

Para dar conta destas demandas sociais é preciso elaborar planos de gestão integrada para os resíduos sólidos urbanos, integrando-se os aspectos

THODE FILHO et al.


40

referÊncias

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POTENCIALIDADES DO EXTRATO PIROLENHOSO: PRÁTICAS DE CARACTERIZAÇÃO

Potential of the pyroligneous extract: practices of characterization

Marcelo Fonseca Monteiro de Sena1, Azarias Machado de Andrade2, Sérgio Thode Filho3, Felipe Rocha dos Santos4, Letícia Ferreira Pereira5

1 Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ, Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos - LMGR

2Professor do Curso de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)3Professor do IFRJ, Campus Duque de Caxias, RJ - LMGR

4,5Aluno do Curso Técnico em Química do IFRJ. Bolsista pesquisador (a) do LMGR

Resumo

O uso de fontes fósseis de energia primária tem se mantido estável no mundo, sem perspectivas de mudanças de cenários. O carvão vegetal

é uma destas fontes. A queima da madeira para sua obtenção emite, para a atmosfera, componentes que, se coletados através de processos

simples, possibilitam aproveitamento comercial significativo com grande potencial de expansão de seu uso. O objetivo deste trabalho foi

realizar práticas iniciais de caracterização do extrato pirolenhoso através de destilação fracionada no Laboratório Multidisciplinar de Geren-

ciamento de Resíduos no IFRJ campus Duque de Caxias. Para realização dos ensaios amostrou-se uma massa de 300g do extrato bruto, sendo

calculado o seu rendimento após o processo de destilação. Quantificou-se a massa de alcatrão (fase pesada), o líquido pirolenhoso (fase mais

leve com todos os seu constituintes) e a perda no processo. As comparações estequiométricas apresentaram, embora com pouca variabilidade

nos resultados, uma tendência média do rendimento de aproximadamente 64% das amostras com o líquido pirolenhoso. 30% do material

destilado caracterizou-se como alcatrão. Em relação às perdas no processo, a média percebida foi de 6% para as cinco amostras analisadas.

Palavras-Chave: Carvão Vegetal, Extrato Pirolenhoso, Energia.

Abstract

The use of fossil primary energy sources has remained stable in the world with no prospect of change scenarios. Charcoal is one of these

sources. The burning of wood for obtaining its coal emits into the atmosphere components that, once obtained through simple processes,

enable significant commercial exploitation with great potential for expanding its use. The objective of this study was to characterize the

early practices pyroligneous extract by fractional distillation in Multidisciplinary Laboratory Waste Management IFRJ campus in Duque

de Caxias. For the tests sampled a mass of 300g of crude extract and calculated your income after the distillation process. Was quantified

mass tar (heavy phase), pyroligneous fluid (lighter phase with all its composites) and loss in the process. Stoichiometric comparisons showed,

though with little variability in the results, an average trend yield of approximately 64% of the samples with pyroligneous liquid. 30% of

distilled material was characterized as tar. Regarding losses in the process, the perceived average was 6% for the five samples.

Keywords: Charcoal, pyroligneous extract, energy.

SENA et al.


42

1 introdução

Ao longo do último século a quantidade de gás carbônico (CO

2), em nossa atmosfera, tem

se elevado, fortemente influenciada pelo aumento no uso de combustíveis fósseis, mas também por outros fatores que são relacionados ao aumento da população e ao crescimento do consumo. Parale-lamente a este aumento, tem crescido a média da temperatura global, acima de aproximadamente 1ºC. Se este movimento continuar, a temperatura global poderá subir de 1ºC a 4ºC até o fim do século XXI, levando a uma potencial perturba-ção climática em muitos lugares. Assim sendo, o controle de nossas emissões de CO

2 poderá limitar

os efeitos das mudanças climáticas (ENERGY & CLIMATE CHANGE, 2012; IPCC, 2012).

Sem impedimento, o uso contínuo de com-bustíveis fósseis, em escala industrial, terminou por provocar a elevação da temperatura do planeta a ponto dos cientistas contemporâneos anunciarem, de forma conjunta, a eminente crise climática sem precedentes na história humana (PAFFENBAR-GER, 1997; IPCC, 2012). Dentre os combustíveis fósseis, o petróleo foi o grande propulsor da eco-nomia mundial, chegando a representar, no início dos anos 70, quase 50% do consumo de energia primária no mundo. Além de predominante no setor de transportes, o petróleo ainda é o maior responsável pela geração de energia elétrica em muitas regiões do mundo. Apesar da expansão recente da hidroeletricidade, principalmente no Brasil, e da diversificação das fontes de geração de energia elétrica ocorrida nas últimas décadas, o petróleo ainda contribui consideravelmente para a eletricidade gerada no mundo (AIE, 2003; ANEEL, 2012; IPCC, 2012).

Os combustíveis fósseis têm sido a prin-cipal causa de emissão de gases na atmosfera, aumentando a ameaça de aquecimento global. Entre estes gases, está principalmente o dióxido de carbono, mas outros gases também são emitidos pela queima destes combustíveis, como metano e óxido nitroso, que embora em menor escala, são igualmente impactantes. Segundo os cenários apresentados por organizações internacionais como IEA (International Energy Agency), a uti-lização de combustíveis fósseis ainda continuará a ser predominante no planeta, pelo menos nos próximos 30 anos (IEA, 2012). Dentre eles, o carvão ocupa um lugar de destaque.

Embora a participação total dos recursos fósseis na matriz energética mundial caia em função do maior crescimento da participação dos

recursos renováveis, os fósseis terão ainda uma participação significativa na demanda de energia primária, com um aumento de 45% no período 2010 – 2035 (SENA, 2013).

Em alguns cenários, o carvão é a principal fonte primária de energia, ocupando até mesmo o lugar do petróleo como principal fonte. O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de carvão vegetal e também um dos maiores consumidores (GONÇALVES et al., 2010). No país, a produção de carvão vegetal é uma prática bastante antiga, porém, a maioria se destina à obtenção apenas do carvão comercial, sem se preocupar em aproveitar os demais componentes (ZANETTI et al., 2003).

De toda a madeira queimada para a pro-dução de carvão vegetal, somente cerca de 30% de massa se converte no combustível. A biomassa restante é emitida para a atmosfera, agravando a concentração de gases poluentes. Entre os subpro-dutos emitidos para a atmosfera e, portanto, não reaproveitado comercialmente, é o extrato pirole-nhoso. Extrato pirolenhoso, líquido pirolenhoso ou licor da madeira é um subproduto obtido durante a pirólise da madeira. A proporção das fases varia em função da temperatura, do tipo de processo, do tipo de biomassa e do tipo de equipamento empre-gado. Geralmente representando cerca de 35% dos produtos finais da pirólise, o extrato pirolenhoso e todo seu potencial econômico tem sido deixado de lado. O líquido obtido através da condensação da fumaça durante o processo de carbonização da madeira apresenta uma coloração escura e odor amadeirado forte. O pirolenhoso é formado por diversos compostos, entre eles: cetonas; ésteres; aldeídos; ácidos (em sua maior parte o propanoico e acético); metanol; alcatrão solúvel e insolúvel; cadeias fenólicas (provenientes do alcatrão) e água (ZANETTI et al.,2003; CAMPOS, 2007). Por-tanto, o objetivo deste trabalho foi realizar práticas iniciais de caracterização do extrato pirolenhoso através de destilação fracionada no Laboratório Multidisciplinar de Gerenciamento de Resíduos (LMGR) no IFRJ campus Duque de Caxias.

2 MetodoloGia

Para realização deste experimento, foram obtidas amostras do extrato pirolenhoso, pre-viamente processadas no Laboratório de Pro-dutos Florestais da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. O material destilado foi um mistura de cinco espécies diferentes de eucalipto. Para realização dos ensaios amostrou-se uma


Potencialidades do extrato pirolenhoso... 43

massa de 300g do extrato bruto, sendo calculado o seu rendimento após o processo de destilação1. Quantificou-se a massa de alcatrão (fase pesada), o líquido pirolenhoso (fase mais leve com todos os seus constituintes) e a perda no processo. As práticas iniciais de caracterização foram restritas à destilação das amostras do extrato pirolenhoso e estequiometricamente comparadas às amostras iniciais (Tabela 1).


As comparações estequiométricas apre-sentaram, embora com pouca variabilidade nos resultados, uma tendência média do rendimento de aproximadamente 64% das amostras (a-e) com o líquido pirolenhoso. 30% do material destilado caracterizou-se como alcatrão. Em relação às perdas no processo, a média percebida foi de 6% para as cinco amostras analisadas.

Logo após a extração, uma reação química (polimerização) continua entre os componentes do extrato pirolenhoso. Sendo assim, o líquido pirolenhoso deve ser mantido por um período de 3 a 6 meses em repouso até que as reações cessem completamente e os componentes se estabilizem. A separação do alcatrão insolúvel, e de outras impurezas que podem ser encontradas no extrato, são feitas pelo método de decantação, deixando-o descansar por até 6 meses, tendo como resultado final um líquido trifásico: a primeira fase de óleos vegetais e água, representando 10%; uma segunda de ácido pirolenhoso, correspondendo de 60% a 75% e a última, bem mais densa, de alcatrão inso-lúvel, chegando de 20% a 30%. Obtém-se assim no final do processo o extrato pirolenhoso decantado, podendo depois ser passado por processos de destilação para maior purificação e remoção do

1 Processo de volatilizar líquidos ou sólidos pelo aquecimento e condensar produtos líquidos. Usado especialmente para purificação, fracionamento ou formação de produtos novos por decomposição

alcatrão solúvel. Tendo espaço no mercado eco-nômico de duas maneiras: destilado ou decantado. Ambos com propriedades físico-químicas muito parecidas, a ausência ou não de alcatrão no extrato diferencia tanto seu destino quanto seu valor. Com vertentes muito amplas, seu potencial econômico é enorme apesar de ainda pouco explorado. Sendo muito utilizado no ramo agrícola (destilado) como fertilizante e pesticidas, e alimentício (destilado) como conservante e flavorizante, o extrato também vem ganhando espaço no mercado de cosméticos e de higienização industrial (decantado). (COUTO, 2004; CAMPOS, 2007).

Um estudo sobre a composição gravimétrica dos resíduos sólidos feito no IFRJ CDUC apre-sentou, com 36,04%, que o plástico é o material predominante na composição dos resíduos em estudo. O material orgânico é o segundo, com 28,36% da composição total. A terceira posição é ocupada pelo resíduo de papel, com 27,40%. A quarta posição, com 5,43%, denominada outros, é composta por resíduos de poda de árvore, resíduo de varrição, pisos e azulejos, etc. Anualmente são gerados pela instituição cerca de 155kg de resíduos denominados outros, por ano, sem tratamento ou recuperação (THODE FILHO et al., 2014).

4 conclusão

As práticas iniciais de caracterização do extrato pirolenhoso foram úteis para a familiariza-ção do material e suas peculiaridades de manuseio, dificultadas pela alta viscosidade do composto. As comparações estequiométricas resultante das destilações das amostras, embora com variações significativas e perdas, apresentaram certa cons-tância de resultados.

Uma vez dominada a prática de destilação das amostras de extrato pirolenhoso e, conse-quentemente, do processo de obtenção do líquido pirolenhoso, fica possibilitado o desenvolvimento

Processo de destilação

Amostra Extrato Pirolenhoso Alcatrão Líquido Pirolenhoso Perdas

a 300g 96g 189g 15g

b 300g 80g 200g 20g

c 300g 91g 196g 13g

d 300g 93g 189g 18g

e 300g 92g 190g 18g

Tabela 1. Rendimento da massa referente a destilação do extrato pirolenhoso bruto.

SENA et al.


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MEDEIROS, Monica Raquel Amaral Moreira de; SANTOS, Patryck Gonçalves; FRANÇA, Suelen de Santana; Um estudo sobre a composição gravimé-trica dos resíduos sólidos do ifrj campus duque de caxias, rj. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, 2014. [no prelo]

ZANETTI et al, 2003. Uso de Subprodutos de Carvão Vegetal na Formação do Porta-Enxerto Limoeiro “cravo” em Ambiente Protegido. Rev. Bras. Frutic., Jaboticabal - SP, v. 25, n. 3, p. 508-512, dezembro 2003.

de novos projetos com foco na obtenção de pro-dutos mais nobres.

Um ganho importante no processo de práti-cas iniciais de identificação do extrato pirolenhoso foi o de possibilitar uma visão mais ampla sobre problemas ambientais associados ao processamento e uso de energia a partir de fontes fósseis primárias.

referÊncias

ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica.Banco de Informações de Geração, Capacidade Geração Brasil. Disponível em: <http://www. aneel.gov.br>. Acesso em: 11 nov. 2013.

AIE. Agência Internacional de Energia. Key world energy statistics: from the IEA. Paris, 2003.

CAMPOS, A.D. Técnicas para Produção de Extrato Pirolenhoso para Uso Agricola. Pelotas - RS: Minis-tério da Agricultura e Pecuária. Pag 1- 4. 2007.

COUTO, L.C. Vias de valorização energética de bio-massa. Biomassa & Energia, v. 1, n. 1, p.71-92, 2004.

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IEA – INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012. World Energy Outlook. November, 2012.

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PAFFENBARGER, J. Oil in power generation. Paris: IEA, 1997. SENA, MARCELO F. M. DE, Retorno Sobre Investimento Energético (EROI) da Cadeia Produtiva do Petróleo Extrapesado Venezuelano. – Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2013. Tese de Doutorado.

THODE-FILHO, Sergio; MARQUES, Aline de Jesus; SANTOS, Joyce; RIBEIRO, Karen Ferraz;

http://dx.doi.org/10.5902/2236117013809





POTENCIALIDADES ENERGÉTICAS DAS MADEIRAS DE LEUCENA (LEUCAENA LEUCOCEPHALA) E PAU-JACARÉ (PIPTADENIA

GONOACANTHA)Potential energy of the woods Leucena (Leucaena Leucocephala) and Pau-Jacaré( Piptadenia Gonoacantha)

Thobias Fagundes Florindo Machado1, Azarias Machado de Andrade2, Alessandro de Paula Silva3, Marcelo Fonseca Monteiro de Sena4, Sérgio Thode Filho5

1Graduando de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)2Professor do Curso de Engenharia Florestal da UFRRJ

3Mestrando em Ciências do Solo da UFRRJ4,5Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Duque de Caxias, RJ

Resumo

Este trabalho objetivou a avaliação das potencialidades energéticas das madeiras de leucena (Leucaena leucocephala) e pau-jacaré (Piptadenia

gonoacantha), espécies com bons índices de produtividade e interessantes características silviculturais, usando como base para comparação

a madeira de eucalipto (Eucalyptus grandis). Os materiais lenhosos foram pirolisados às temperaturas de 400oC e 600oC num forno mufla

devidamente adaptado. Em seguida, os rendimentos médios em carvão vegetal, em carbono fixo, gases condensáveis e incondensáveis,

observados após a pirólise foram comparados entre si. A partir da análise dos dados foi possível constatar que, em termos absolutos, o maior

rendimento gravimétrico médio, de 30,48%, foi apresentado pelo carvão vegetal da lenha do pau-jacaré (Piptadenia gonoacantha), pirolisada à

temperatura 400oC e quando pirolisada às temperaturas de 400oC e 600oC, apresentaram rendimentos em carbono fixo ligeiramente superiores

aos das duas outras espécies. Considerando-se que o rendimento em carbono fixo é uma variável que deriva de parâmetros qualitativos e

quantitativos do carvão, pode-se concluir que o pau-jacaré (P. gonoacantha), dentre as espécies analisadas, é a mais indicada para fornecer

material para ser utilizado como combustível, tanto na forma de lenha como de carvão vegetal.

Palavras-chave: Leucaena leucocephala, Piptadenia gonoacantha, pirólise, carvão vegetal.

Abstract

The objective of this study was to evaluate of the energetic potentialities of leucena woods (Leucaena leucocephala) and pau-jacaré (Piptadenia

gonoacantha), species with good indices of productivity and interesting silviculturais characteristics using as comparison the eucalipto wood

(Eucalyptus grandis). The woody materials were pyrolysed to the temperatures of 400oC and 600oC in an oven mufla properly adapted. Soon

after, the average revenues in vegetable coal, in fixed carbon, condensable gases and incondensáveis, observed after the pyrolysis were com-

pared to each other. From the analysis of the data was possible to verify that, in terms of absolute, the biggest average gravimetric revenue,

of 30,48%, was introduced by the vegetable coal of the firewood of the pau-jacaré (P. gonoacantha), pyrolysed to the temperature 400oC

and when pyrolysed to the temperatures of 400oC and 600oC they introduced revenues in fixed lightly better carbon to the of the two other

species. Considering itself that the revenue in fixed carbon is a variable that drift of qualitative and quantitative parameters of the coal, it

can conclude that the pau-jacaré (P. gonoacantha), among the analyzed species, it is in excess nominee to supply material to be used as fuel,

so much in the firewood form as of vegetable coal.

Keywords: Leucaena leucocephala, Piptadenia gonoacantha, pyrolysis, vegetable coal.

MACHADO et al.


46

1 introdução

O aproveitamento da madeira como fonte de energia remonta à pré-história. Com o domínio do fogo pelo homem, a lenha passou a ser usada como principal combustível. O carvão da madeira também é um combustível fabricado desde a anti-guidade, já sendo comum na Gália, por ocasião da invasão romana. Os egípcios, persas e chineses faziam uso do carvão vegetal para a geração das altas temperaturas necessárias para a fabricação de armas e moedas. No Egito eram utilizados vasos fechados para a destilação de lenha e, a exemplo dos persas, fabricava-se o carvão e obtinha-se o alcatrão vegetal (ANDRADE & CARVALHO, 1998).

Atualmente, muito se tem discutido acerca dos problemas gerados pelas freqüentes crises do petróleo, o que resulta na percepção da vulne-rabilidade do planeta em relação às suas fontes energéticas. Pesquisas buscando fontes alternativas de energia têm sido desenvolvidas em vários países, visando-se, principalmente, o conhecimento de novos combustíveis derivados de fontes renováveis. Dentro deste contexto, cresce a importância da madeira para fins energéticos, quando comparada com os combustíveis fósseis. Além de renovável a madeira é menos poluente, caracterizando-se por um ciclo fechado em relação ao dióxido de carbono. Em regime de produção sustentada, o que a madeira libera de dióxido de carbono para a geração de energia a floresta consome no seu metabolismo. O mesmo não acontece com os combustíveis fósseis que lançam na atmosfera o CO

2, além de outros gases, como os compostos

de enxofre, que praticamente não são produzidos quando se usa a madeira. Em relação à energia da biomassa florestal, o Brasil destaca-se pelos seguintes motivos: existência de significativas extensões de terra com vocação florestal, condi-ções excepcionais para a utilização de biomassa florestal, tecnologias disponíveis ao setor, clima favorável, alto índice solarimétrico, boa precipi-tação e grande potencial hídrico (ANDRADE & CARVALHO, 1998; NOGUEIRA et al., 2000).

Na conversão da madeira a carvão vegetal ocorre, além da concentração de carbono, uma série de fenômenos físicos e químicos, que resultam num resíduo sólido carbonoso (carvão) e numa fração gasosa, (BRITO, 1990; ANDRADE, 1993; ANDRADE & CARVALHO, 1998). Uma parte dessa fração gasosa pode ser condensada, permi-tindo a obtenção do chamado líquido pirolenhoso e a outra parte resulta em gases incondensáveis

inflamáveis, a exemplo do CO, H2, CH

4, C

2H

6,

dentre outros. O líquido pirolenhoso é constituído por água e por compostos químicos como os áci-dos acético e fórmico, o éter, os álcoois metílico e etílico, a acetona, o alcatrão, furfural, formaldeí-dos, dentre outros componentes. De acordo com pesquisas desenvolvidas pelo projeto INFOTEC/PRÓ-CARVÃO (2000), quando diluído em água e, ou, em urina bovina, o líquido pirolenhoso encon-tra uma vasta aplicação no campo das culturas orgânica e convencional. O alcatrão, em virtude da sua composição, constituída basicamente por compostos fenólicos, creosoto e piche, pode ser utilizado como combustível, como preservativo de madeira ou como uma importante matéria-prima nas indústrias química e farmacêutica.

No Brasil, cerca de ¼ de toda a energia con-sumida resulta da utilização da biomassa florestal, valor comparável à participação do petróleo ou da energia hidrelétrica no balanço energético nacio-nal. Em virtude da sua importância econômica e estratégica, a energia derivada da biomassa deve ser considerada como uma alternativa de grande potencial, que pode contribuir para o abasteci-mento energético do País. O não cadastramento de parte da madeira consumida, per capta e por região, torna difícil uma avaliação em termos esta-tísticos. Entretanto, há estimativas de que mais de 50% de toda a madeira consumida no Brasil seja queimada como combustível (INFOTEC/PRÓ--CARVÃO, 2000; ABRACAVE, 2000; INFOTEC/PRÓ-CARVÃO, 2001).

A presente pesquisa objetivou o estudo termogravimétrico das madeiras de leucena (L. leucocephala) e pau-jacaré (P. gonoacantha), pirolisa-das às temperaturas máximas de 400oC e 600oC, usando como base de comparação a madeira de eucalipto (E. grandis) pirolisada sob as mesmas condições.

2 Material e MÉtodos

As madeiras de eucalipto (E. grandis), leu-cena (L. leucocephala) e pau-jacaré (P. gonoacan-tha) foram obtidas no Campus da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, em Seropédica, RJ. Após o abate, de cada árvore-amostra, com aproximadamente 7 anos de idade, foram reti-rados seis discos de madeira, com cerca de três centímetros de espessura, para a realização das análises físico-químicas. Os discos foram retirados nas seguintes alturas do fuste: o primeiro a 0,3m do nível do solo, o segundo a 1,30m do nível do


Potencialidades energéticas das madeiras de... 47

solo (altura do peito) e os quatro restantes a 25, 50, 75 e 100% da altura comercial. Em seguida, o material foi acondicionado em embalagens plásticas devidamente identificadas e encaminhado para as análises posteriores no Laboratório de Energia da Madeira do Departamento de Produtos Florestais, no Instituto de Florestas da UFRRJ.

Os seis discos de madeira com casca, cole-tados de cada uma das respectivas árvores-amostra, foram quarteados. Duas cunhas opostas entre si, de cada disco, foram utilizadas na determinação da densidade básica da madeira, em g/cm3, pelo método hidrostático, segundo a metodologia pro-posta por VITAL (1984). As duas cunhas restantes foram cavaqueadas e o material resultante foi utilizado nas destilações secas (pirólise).

Na determinação da densidade básica da madeira promoveu-se a imersão das amostras em água até a completa saturação, o que se deu ao final de, aproximadamente, 48 horas. Em seguida, foram determinados os volumes das amostras com base nos volumes de água deslocados pelas mesmas ao serem imersas num béquer com água instalado sobre o prato de uma balança. Após a secagem das amostras, até 0% de umidade, em uma estufa regulada a 105 ± 3oC, relacionou-se a massa absolutamente seca com o volume saturado das amostras, determinando-se, desta forma, as respectivas densidades básicas, em g/cm3.

As amostras dos materiais lenhosos foram cavaqueadas e secas até 0% de umidade em uma estufa regulada a 105 ± 3oC. O material a.s. (abso-

lutamente seco) de cada espécie florestal foi sub-metido ao processo de pirólise às temperaturas máximas de 400oC e 600oC.

Durante as destilações os vapores liberados foram condensados, quantificados e armazenados para as análises posteriores. O carvão vegetal, anali-sado qualitativa e quantitativamente, foi produzido dentro de um cadinho metálico (Figura 1) que, por sua vez, foi acondicionado dentro do forno mufla apresentado na Figura 2, devidamente adaptado para a pirólise das matérias-primas lenhosas.

Os gases incondensáveis, com alguns cons-tituintes inflamáveis na sua composição, foram queimados na saída do sistema de arrefecimento. De posse das massas de cada um dos produtos foram obtidos os rendimentos gravimétricos em carvão, em líquido pirolenhoso e em gases incon-densáveis.

Após as determinações das respectivas massas totais, amostras representativas dos carvões foram separadas, maceradas e peneiradas. Nas análises químicas subseqüentes foram utilizadas amostras com a granulometria média inferior a 1,00 mm e superior a 0,25 mm, mantidas numa estufa regulada a 105 ± 3oC por cerca de 48horas. Foram efetuadas quatro análises por amostra de carvão, utilizando-se alíquotas de 1 grama, ado-tando-se a norma ASTM D-1762-64, modificada por OLIVEIRA et al. (1982), determinando-se os teores de matérias voláteis, de cinza e de carbono fixado no carvão vegetal.

Figura 1. Cadinho metálico, utilizado durante a pirólise das matérias-primas lenhosas.

Figura 2. Sistema adaptado para a pirólise das matérias-primas lenhosas, em que: 1 = forno mufla, 2 = condensadores de Liebig e 3 =

recipiente para coletar o líquido pirolenhoso.

MACHADO et al.


48

3 resultados e discussão

Na Tabela 1 constam os valores médios das densidades básicas das espécies florestais analisadas, em g/cm3.

Em termos absolutos, a maior densidade básica média foi apresentada pela madeira de pau--jacaré (P. gonoacantha), de 0,56g/cm3. Para fins energéticos, quanto maior for a densidade básica da madeira melhor (ANDRADE, 1989; ANDRADE & CARVALHO, 1998). No caso da carbonização, uma maior massa de material orgânico por uni-dade de volume estará sendo transformada em carbono. Portanto, se forem consideradas apenas as densidades básicas, a madeira do pau-jacaré (P. gonoacantha) apresenta um maior potencial energético, em comparação com as duas outras espécies florestais analisadas.

Na Tabela 2 constam os rendimentos gra-vimétricos médios em carvão, gases condensáveis e gases incondensáveis, observados após a pirólise das madeiras de eucalipto (E. grandis), leucena (L. leucocephala) e pau-jacaré (P. gonoacantha), às temperaturas de 400 ºC e 600 ºC.

Observa-se, na Tabela 2, que os valores médios dos rendimentos gravimétricos em carvão tendem a diminuir à medida que se aumenta a temperatura máxima de pirólise, confirmando as considerações de ANDRADE (1989). Os ren-dimentos médios em carvão apresentados pelas madeiras de pau-jacaré (P. gonoacantha) e de leucena (L. leucocephala), pirolisadas à temperatura máxima de 400oC, foram significativamente superiores aos demais. A 600oC, também sobressaíram-se as madeiras de leucena (L. leucocephala) e pau-jacaré (P. gonoacantha).

Tabela 2. Valores médios dos rendimentos em carvão (RGR), gases condensáveis (RGC) e gases incondensáveis (RGI), observados após a pirólise das madeiras de eucalipto (E. grandis), leucena (L.

leucocephala) e pau-jacaré (P. gonoacantha), às temperaturas de 400 ºC e 600 ºC*

Espécie Florestal Densidade (g/cm3)

Eucalipto (E. grandis)

0,43

Leucena (L. leucocephala)

0,42

Pau-jacaré (P. gonoacantha)

0,56

Espécie Temperatura

(°C) RGR (%)

RGC (%)

RGI (%)


400 600

29,35 B 25,23 D

44,79 A 42,53 AB

25,85 B 31,27 A


400 600

30,16 AB 26,87 C

42,56 AB 42,88 AB

27,38 B 30,25 A


400 600

30,48 A 26,18 CD

42,43 AB 41,72 B

26,89 B 31,70 A

*Letras maiúsculas diferentes, na mesma coluna, indicam diferença estatística entre os tratamentos, ao nível de 95 % de probabilidade

pelo teste de Tukey

Tabela 1. Os valores médios das densidades básicas das espécies florestais analisadas, em g/cm3.



Em relação aos rendimentos em gases condensáveis, o valor médio apresentado pela madeira de eucalipto (E. grandis), pirolisada a 400 oC (44,79 %) foi 7,36 % maior do que o valor médio apresentado pela madeira de pau-jacaré (P. gonoacantha), pirolisada a 600 oC (41,72 %). Entre os demais tratamentos não foram detectadas diferenças significativas. Quando comparados entre si, rendimentos em gases incondensáveis estatisticamente superiores foram observados após as pirólises a 600 oC, para as três espécies florestais analisadas.

Na Tabela 3 constam os valores médios dos teores de matérias voláteis (TMV), de cinza (TCZ) e de carbono fixo (TCF), bem como os rendimentos em carbono fixo (RCF) dos carvões das espécies florestais analisadas.

A análise química imediata demonstrou, para todas as espécies florestais analisadas, que os teores de matérias voláteis nos carvões diminuem à medida que se aumenta a temperatura máxima de pirólise. Para exemplificação, o valor médio apresentado pelo carvão da madeira de leucena (L. leucocephala), pirolisada a 400 oC (26,00 %) foi 188,89% maior do que o valor médio apresentado pelo carvão da madeira de pau-jacaré (P. gonoa-cantha), pirolisada a 600 oC (9,00 %).

Há uma ligeira tendência ao aumento no teor de cinza no carvão à medida que se eleva a temperatura máxima de pirólise. Isto ocorre devido à diminuição da massa de carvão sem a corres-pondente diminuição da massa de cinza, uma vez que esta última, segundo ANDRADE (1989), só é degradada em temperaturas acima dos 1200 oC.

São observados aumentos significativos nos teores de carbono fixo à medida que se eleva a temperatura máxima de pirólise. Os maiores teores de carbono fixo foram apresentados pelos carvões das madeiras de eucalipto (E. grandis) e pau-jacaré (P. gonoacantha), pirolisadas à temperatura máxima de 600 oC (87,40 % e 87,20 %, respectivamente). Por outro lado, o menor teor de carbono fixo foi apresentado pelo carvão da madeira de leucena (L. leucocephala), pirolisada à temperatura máxima de 400 oC (71,20 %).

Os rendimentos em carbono fixo dos car-vões, produto dos respectivos rendimentos em carvão e teores de carbono fixo, apresentaram valores médios distribuídos num intervalo de 21,46 % a 22,83 %. De acordo com ANDRADE & CARVALHO (1998), o rendimento em carbono fixo é um dos parâmetros que melhor expressam a qualidade da matéria-prima lenhosa para a pro-dução de carvão vegetal. Para os referidos autores, quanto maior for o rendimento em carbono fixo, melhor será a qualidade da biomassa para fins energéticos. Os rendimentos em carbono fixo dos carvões da madeira de pau-jacaré (P. gonoacantha), pirolisada a 400 oC e 600 oC, foram os dois maiores observados na presente pesquisa.

4 conclusões

Com base nos resultados da pesquisa foi possível chegar às seguintes conclusões:

1.Existe uma tendência à diminuição do rendimento em carvão vegetal à medida que se

Espécie Temperatura

(°C) TMV (%)

TCZ (%)

TCF (%)

RCF (%)


400 600

24,00 AB 10,00 CD

2,20 C 2,60 BC

73,80 C 87,40 A

21,66 B 22,06 AB


400 600

26,00 A 11,80 C

2,80 BC 4,60 A

71,20 D 83,60 B

21,46 B 22,46 AB


400 600

22,60 B 9,00 D

2,60 BC 3,80 AB

74,80 C 87,20 A

22,79 A 22,83 A

*Letras maiúsculas diferentes, na mesma coluna, indicam diferença estatística entre os tratamentos, ao nível de 95 % de probabilidade

pelo teste de Tukey.

Tabela 3. Valores médios dos teores de matérias voláteis (TMV), cinza (TCZ), carbono fixo (TCF) e rendimento em carbono fixo (RCF) dos carvões das espécies florestais analisadas*

MACHADO et al.


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eleva a temperatura máxima de pirólise.2.Os rendimentos em carvão das madeiras

de pau-jacaré (P. gonoacantha) e de leucena (L. leu-cocephala), pirolisadas à temperatura máxima de 400oC, foram superiores aos demais ora analisados.

3.Existe uma tendência à diminuição do teor de matérias voláteis no carvão à medida que se eleva a temperatura máxima de pirólise.

4.Há uma ligeira tendência ao aumento no teor de cinza no carvão à medida que se eleva a temperatura máxima de pirólise.

5.Existe uma tendência ao aumento do teor de carbono fixo do carvão à medida que se eleva a temperatura máxima de pirólise.

6.Os rendimentos em carbono fixo dos carvões da madeira de pau-jacaré (P. gonoacantha), pirolisada a 400oC e 600oC, foram os maiores observados na presente pesquisa.

referÊncias

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MACHADO et al.


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reget ed. esp. v18 mai 2014

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