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Projeto conchas ufsc(valorização dos resíduos de maricultura)

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Projeto conchas ufsc(valorização dos resíduos de maricultura)

  1. 1. PPRROOJJEETTOO VVAALLOORRIIZZAAÇÇÃÃOO DDOOSS RREESSÍÍDDUUOOSS DDAA MMAARRIICCUULLTTUURRAA SSUUBB--PPRROOJJEETTOO 33:: SSoolluuççõõeess tteeccnnoollóóggiiccaass ppaarraa oo aapprroovveeiittaammeennttoo ddee ccoonncchhaass ddee oossttrraass.. “O aproveitamento de resíduos da maricultura como um gerador de oportunidades para o Estado de Santa Catarina”. Versão 1 - Florianópolis, dezembro de 2007
  2. 2. - 2 - EQUIPE DE PESQUISA FFeerrnnaannddoo SSooaarreess PPiinnttoo SSaanntt’’AAnnnnaa Coordenador do projeto e Engenheiro Civil pela Universidade Federal do Espírito Santo. Mestre em Hidráulica e Saneamento pela USP. Doutor em Química Industrial e Meio Ambiente pela Université de Rennes I. Professor Associado do Departamento de Engenharia Sanitária da UFSC, Coordenador do Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria, UFSC. FFeerrnnaannddaa AAllmmeeiiddaa ddaa SSiillvvaa Bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e aluna de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da UFSC, atuando no Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria. Bolsista da CAPES de março de 2005 à abril de 2007. Pesquisadora do programa SEBRAE/SC de consultoria tecnológica. CCaarroolliinnee ddee LLiizz SSaannttooss Engenheira Sanitarista e Ambiental formada pela Universidade Federal de Santa Catarina em 2004. Pesquisadora CNPq DTI-G desde outubro de 2005 na UFSC, atuando no Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria. Pesquisadora do programa SEBRAE/SC de consultoria tecnológica. FFrraanncciissccoo DDee CCeessaarroo Acadêmico do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental na Universidade Federal de Santa Catarina. Atua no Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria como pesquisador SEBRAE/SC de consultoria tecnológica. SSooffiiaa SSiillvvaa LLeemmooss RReemmoovveerr hhiippeerrlliinnkk Acadêmica do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental na Universidade Federal de Santa Catarina. Bolsista PIBIC/CNPq de fevereiro de 2007 na UFSC, atuando Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria. Pesquisadora do programa SEBRAE/SC de consultoria tecnológica. RRiiccaarrddoo ddaa SSiillvvaa BBeerrttoo Acadêmico do curso de Engenharia de Aquicultura na Universidade Federal de Santa Catarina. Voluntário e estagiário do LAGA – Laboratório de Gestão Ambiental na Industria, atuando no projeto Valorização dos Resíduos da Maricultura. EElliiaannaa MMeerrccyy AArraaúújjoo Acadêmica do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental na Universidade Federal de Santa Catarina. Bolsista PIBIC/CNPq desde janeiro de 2007 na UFSC, atuando Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria. Pesquisadora do programa SEBRAE/SC de consultoria tecnológica. Endereço para correspondência: LAGA – Laboratório de Gestão Ambiental na Indústria. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – CTC – Universidade Federal de Santa Catarina – Campus Universitário – Trindade – Florianópolis - SC - CEP: 88040-970 – Brasil – Tel.: (48) 3721-7737. E-mail de contato: santanna@ens.ufsc.br
  3. 3. - 3 - AAGGRRAADDEECCIIMMEENNTTOOSS AO CNPq e CAPES, pelo apoio concedido na forma de bolsas de trabalho e de pesquisa. A Prefeitura Municipal de Florianópolis, através do IGEOF, e do SEBRAE/SC, que deram apoio financeiro a esse trabalho de pesquisa.
  4. 4. - 4 - SSUUMMÁÁRRIIOO INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 5 O APROVEITAMENTO DE CONCHAS DE OSTRAS........................................................... 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................12
  5. 5. - 5 - IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO A maricultura em Santa Catarina gera grande quantidade de conchas que são descartadas em terrenos ou no mar e pouco utilizadas como matéria prima para produtos úteis à sociedade. Também restaurantes especializados em frutos do mar vendem mensalmente grande quantidade de ostras, o que contribui para a disponibilidade de conchas. As conchas de ostras C. gigas são ricas em carbonato de cálcio como pode ser visto no Relatório Nº 1” Avaliação da quantidade e qualidade de conchas de ostras disponível no Ribeirão da Ilha, Florianópolis,SC, para beneficiamento nas várias estações do ano”. Assim, este trabalho teve por objetivo levantar soluções tecnológicas adotadas no mundo para o aproveitamento das conchas de ostras, procurando ampliar as perspectivas de uso para as conchas geradas no estado.
  6. 6. - 6 - OO AAPPRROOVVEEIITTAAMMEENNTTOO DDEE CCOONNCCHHAASS DDEE OOSSTTRRAASS Pesquisas abordando o uso das conchas de ostra ainda são poucas, principalmente no Brasil, onde a atividade de cultivos desses moluscos é recente. Na Universidade Federal de Santa Catarina ao menos quatro pesquisas foram desenvolvidas nos dois últimos anos: 1- Utilização de conchas da ostra crassostrea gigas como carga para produtos de policloreto de vinila (PVC), trabalho de conclusão do curso de Enga. de Materiais, em 2004, 2- Resíduo sólido da malacocultura: caracterização e potencialidade de utilização de conchas de ostras e mexilhão, dissertação de mestrado do Programa de Pós- Graduação em Enga. Ambiental, em 2007, 3- Viabilidade técnica e econômica da utilização comercial das conchas de ostras descartadas na localidade do Ribeirão da Ilha, Fpolis, SC, dissertação de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Enga. Ambiental, em andamento, 4- Estudo de pozolana autoclavada baseada em óxido de cálcio derivado da concha da ostra crassostrea gigas, dissertação de mestrado do Programa de Pós- Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais l, em andamento. Na Coréia, desde o início dos anos 80, pesquisadores procuram uma solução para a utilização das conchas de ostras, pois, devido a grande quantidade produzida no país, o problema é bastante grave. Os pesquisadores coreanos recebem grande incentivo do governo para buscarem soluções viáveis. A costa sudeste da Coréia é uma das áreas de cultivos de ostras mais produtivas do mundo, constituindo grande parte da economia regional. Em 1993, quando o Brasil ainda estava iniciando os cultivos de ostras, a quantidade de conchas de ostras acumulada na Província de Kyungsang do Sul, na Coréia foi de 327.528 toneladas, destas, mais de 70% foram descartadas e somente 30% foram reutilizadas (Yoon et al, 2002). Em Boiro, La Coruña, Espanha, a Sociedade Aleco S.A. implantou uma fábrica para reciclar até 80 000 ton. de conchas de mexilhões. O processo industrial consiste em triturar o resíduo, seguido de aquecimento a 500ºC para eliminação da matéria orgânica. O resultado do processo é a obtenção de carbonato de cálcio com 90% de pureza, que pode ser utilizado como matéria-prima na indústria cimenteira, em base de rodovias, como componente para rações de aves e corretor de solos. Através de calcinação das conchas a 800ºC, obtêm-se um pó branco e suas aplicações vão desde a elaboração de tintas até a fabricação de papel ou de plástico. Uma maior purificação do carbonato de cálcio possibilita o seu emprego na indústria farmacológica, como componente de dentifrícios, maquiagem e outros produtos (RECUPERA). Também na Espanha, foi criada em 1989, na Galicia, uma indústria de reciclagem de
  7. 7. - 7 - conchas marinhas. A tabela 1 apresenta a linha de produtos dessa indústria e na figura 1 pode ser visto alguns dos produtos da empresa. Tabela 1: Produtos derivados de conchas da indústria Abonomar S.L. PRODUTO QUANTIDADE DESTINO QUANTIDADE POTENCIAL CARACTERÍSTICAS Carbonado de cálcio 1500 ton/ano Agricultura 80000 ton/ano Farinha de concha <0,5 mm Pastilhas fertilizantes 1500 ton/ano Agricultura 1500 ton/ano Composto com 20% de conchas e fertilizantes químicos Ração para aves 1500 ton/ano Fazendas de aves 1500 ton/ano Corrige a deficiência mineral de aves Aumenta a resistência de ovos A ração para aves da Abonomar é 100% a base de conchas de ostras triturada e enriquecida com 12 minerais. Seus componentes contribuem para uma boa digestão das aves, aumentando a eficácia da trituração dos grãos, de modo que todos os elementos nutritivos possam ser perfeitamente assimilados. O produto é submetido a um tratamento de calor a 200ºC a fim de eliminar todos os microrganismos nocivos (ABONOMAR). Figura 1: Produtos da empresa ABANONMAR: A- Carbonato de cálcio e B- Ração para aves. Os empregos mais promissores de conchas são apresentados a seguir, classificados em categorias. A B
  8. 8. - 8 - MMEEIIOO AAMMBBIIEENNTTEE Estudos realizados na Coréia do Sul revelam que as conchas de ostras, após serem pirolisadas a uma temperatura de 750ºC durante 1 hora numa atmosfera de nitrogênio, transformam-se num produto, com eficiência maior que 98%, para remoção de fosfatos em águas residuárias, sendo esta uma importante estratégia para o controle da eutrofização de águas. As conchas devem ser aquecidas para que o carbonato de cálcio se converta em óxido de cálcio, material que reage facilmente com o fosfato, tornando-o um produto insolúvel, que pode ser em seguida separado (KWON, 2003). Jung et al (2006) pesquisou o uso das conchas para remoção do fosfato. A combinação de um bioreator de membrana microfiltrante e um leito de adsorção composto de conchas de ostras moídas e zeólitos em tratamento terciário resultou numa remoção de 90% de fosfato total e 53% de fósforo total. Silva (2007) encontrou valores de remoção próximos de 100% para concentrações de 50 mg/l e 100 mg/l de fosfatos, e de 70 % à 80% para concentrações de 500 mg/l e 1000 mg/l, utilizando conchas calcinadas. Utilizando este mesmo material, o autor encontrou também um índice de remoção de 100% para o cobre em concentrações variando de 50 a 1000 mg/l. No Brasil, o CEFET/PR desenvolveu uma inovação para o sistema de Zona de Raízes em tratamento de efluentes domésticos. A alternativa utiliza conchas de ostras em camadas onde geralmente utiliza-se seixo rolado ou cascalho. No entanto, é necessário renovar periodicamente as conchas do tanque, devido à concentração de poluentes pela saturação de fósforo. CCOONNSSTTRRUUÇÇÃÃOO CCIIVVIILL Na Coréia do Sul foi estudada a possibilidade da substituição agregados na fabricação de cimento por conchas de ostras moídas. Foi estudada uma mistura de areia e concha de ostra bem moída. Esta mistura foi considerada uma boa alternativa em casos de pouca disponibilidade de areia (YOON et al, 2002). Em Santa Catarina há uma empresa de blocos de concreto investigando em laboratórios a resistência de blocos com mistura de conchas de ostras e viabilizando a produção em larga escala destes blocos diferenciados. Estudos em desenvolvimento no Laboratório de Materiais, do Dpto de Engenharia Mecânica, UFSC, indicam a possibilidade de obtenção de um novo material de revestimento, com cerca de 40% de porosidade, capaz de contribuir para manter a umidade de um ambiente entre 40 e 60%, considerado ideal para o conforto humano. Esse material conhecido como “cerâmica de terra” é produzido a partir de conchas calcinadas (CaO), caulinita calcinada (MK) e óxido de silício (SiO2).
  9. 9. - 9 - IINNDDÚÚSSTTRRIIAA FFAARRMMAACCÊÊUUTTIICCAA O carbonato de cálcio extraído das conchas de ostras vem sendo muito utilizado no Brasil como suplemento alimentar para reposição de cálcio no organismo. Estudos feitos com pessoas idosas no Japão confirmam que o carbonato extraído das conchas é mais bem absorvido pelo intestino e aumenta a densidade mineral dos ossos, principalmente na região lombar em pessoas com deficiência em cálcio e o suplemento auxilia também no combate e prevenção de osteoporose. No Brasil existem vários medicamentos a base de cálcio de ostras para prevenir e combater a osteoporose, conforme a 2. Tabela 2: Medicamentos a base de cálcio de ostras. NOME DO FABRICANTE NOME DO PRODUTO MUNICÍPIO INFORMAÇÕES NO SITE Vitalnatus Cálcio de ostras Salto (SP) www.vitalnatus.com Fontovit Cálcio de ostras São Paulo (SP) www.fontovit.com.br Tiaraju. Cálcio de ostras Santo Ângelo (RS) www.tiaraju.com.br Bionatus Cálcio fort São José do Rio Preto (SP) www.bionatus.com.br Vitamed Fixa-cal Caxias do Sul (RS) www.vitamed.com.br Catarinense Spa Suplemento de cálcio a base de ostra Joinville (SC) www.catarinensespa.com.br Herbarium Cálcio de ostras Colombo (PR) www.herbarium.net Phytomare Cálcio de ostras e cálcio de ostras enriquecido Governador Celso Ramos (SC) www.phytomare.com.br Cientistas americanos mostraram que, no combate à tensão pré-menstrual, o cálcio de concha de ostra reduziu em 50% os sintomas, diminuindo consideravelmente a depressão e as cólicas. RRAAÇÇÃÃOO A farinha de ostra garante um contínuo suprimento de cálcio evitando a ocorrência de doenças ligadas à má conformação óssea de aves, eqüinos e suínos. Silva e Santos (1999) em seus estudos feitos na Universidade Federal da Paraíba esclarecem que os níveis de cálcio recomendados para as rações de poedeiras leves no período de repouso, após a muda forçada, e no período de produção do segundo ciclo de
  10. 10. - 10 - postura são, respectivamente, 2,0% e 3,5% de cálcio. Observou-se em algumas fábricas de rações a preferência dos pecuaristas da farinha de ostra sobre o carbonato de cálcio, pois observam uma melhora na formação dos ovos na fase de postura das aves. Eles afirmam igualmente que a farinha de ostra garante o suprimento e absorção de cálcio adequado em eqüinos e suínos. Portanto, mesmo havendo uma diferença de preço entre o carbonato de cálcio e a farinha de ostra, chegando a custar este último cinco vezes mais que o primeiro, há um amplo mercado consumidor. Segundo o veterinário Eduardo Hoeschel, o calcário calcítico ou o bissulfito de cálcio é melhor absorvido pelos animais ruminantes do que a farinha de ostra. AAGGRRIICCUULLTTUURRAA A acidez do solo em certas regiões exigem o uso de compostos alcalinos para a correção de pH. O mais utilizado é o carbonato de cálcio ou magnésio. Este último torna-se inviável quando o solo acumula grande concentração de magnésio. O carbonato de cálcio constitui assim uma solução adequada a maioria dos solos ácidos. Fabricantes de carbonato de cálcio a partir de conchas naturais afirmam que este oferece resultados mais rápidos que o carbonato de cálcio de origem mineral, por ser mais solúvel e reagir mais rapidamente com o solo. Já há estudos nestas indústrias para o uso de conchas da maricultura na correção de solos ácidos. Outro produto a ser estudado para utilização na agricultura é a fabricação de compostos orgânicos provenientes dos resíduos orgânicos da maricultura, haja vista que este material é produzido largamente nos cultivos de ostras. MMAATTEERRIIAAIISS CCOOMMPPOOSSTTOOSS Um material plástico feito de polietileno reciclado e pó de casca de ostra foi desenvolvido na Coréia do Sul. Esse material possibilita a fabricação de divisórias que dificultam a propagação de incêndios. A transformação de carbonato de cálcio em óxido de cálcio e dióxido de carbono em temperaturas superiores a 800ºC, faz diminuir o acesso do fogo ao oxigênio. Este material mostrou também ser capaz de diminuir a geração de compostos tóxicos durante a sua incineração (CHONG et al, 2005). O pó extraído das conchas também pode ser utilizado como aditivo na fabricação de PVC. A adição de carbonato de cálcio resulta em produtos de boas propriedades mecânicas e com boa possibilidade de pigmentação, podendo agir como agente nucleante, aumenta a durabilidade, além de facilitar o processo de extrusão. O produto entra na composição de perfis, tubos para água e pisos, revestimentos, fios e cabos elétricos. Boicko (2004), pesquisador da UFSC, encontrou resultados positivos para o emprego de conchas moídas como aditivo na fabricação de PVC. Alguns outros exemplos de aproveitamento de conchas são os seguintes: o Em indústrias químicas como matéria-prima de cremes dentais, cosméticos e
  11. 11. - 11 - produtos de higiene; o Também são matérias-primas de papéis, plásticos, medicamentos, tintas e produtos químicos com propostas inovadoras para o meio ambiente; o Os produtos do carbonato de cálcio são responsáveis pela estabilização química de alguns materiais devido a sua capacidade de estagnar a corrosão, por exemplo, o banho de CaO é usado comumente para evitar a corrosão nos materiais de construção civil. Diversos empregos dados atualmente para as conchas de ostras em várias partes do mundo podem ser encontrados nos sites: • ABONOMAR- http://www.abonomar.com- (espanhol) Empresa espanhola de reciclagem de conchas marinhas (ostra e mexilhão), produtora de fertilizantes e suplementos alimentares para aves. • Acqua By Products- http://www.aquabyproducts.com/bivalve_shells- (espanhol, inglês) Página de negócios na web, que põem em contato as empresas de aqüicultura com as empresas que recolhem, processam e usam os resíduos e subprodutos das primeiras. • Oyster Shell Recycling Program- http://www.oyster.unh.edu/shell_recycling.html - (inglês) Informações sobre o programa de reciclagem de conchas de ostras desenvolvido pela Universidade de New Hampshire. • Oyster Shell Recycling: Trash to Treasure- http://www.ncfisheries.net/shellfish/recycle1.htm (inglês) Programa de coleta e reciclagem de conchas de ostras desenvolvido pelo Departamento de Meio Ambiente na Carolina do Norte.
  12. 12. - 12 - RREEFFEERRÊÊNNCCIIAASS BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAASS ABONOMAR. Disponível em: www.abonomar.com. Acesso: 13/12/2007. BOICKO, A. L.; HOTZA, D.; SANT'ANNA, F. S. P. AA UUttiilliizzaaççããoo ddee CCoonncchhaass PPrroovveenniieenntteess ddaa aattiivviiddaaddee ddee OOssttrreeiiccuullttuurraa nnoo DDiissttrriittoo ddee RRiibbeeiirrããoo ddaa IIllhhaa,, FFlloorriiaannóóppoolliiss,, SSCC,, BBrraassiill,, ccoommoo MMaattéérriiaa PPrriimmaa:: aassppeeccttooss aammbbiieennttaaiiss ee tteeccnnoollóóggiiccooss.. In: IV Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental, 2004, Porto Alegre. Anais do IV Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental. Assoc. Brasil. de Enga. Sanitária e Ambiental - ABES, 2004. CHONG, Mi Hwa et al. FFiirree--rreettaarrddaanntt ppllaassttiicc mmaatteerriiaall ffrroomm ooyysstteerr--sshheellll ppoowwddeerr aanndd rreeccyycclleedd ppoollyyeetthhyylleennee.. Disponível em: <http://www3.interscience.wiley.com/>. Acesso em: 16 fev. 2006. JUNG , Yoo-Jin; KOH, Hyun-Woong; SHIN, Won-Tae; SUNG Nak-Chang . A novel approach to an advanced tertiary wastewater treatment: Combination of a membrane bioreactor and an oyster-zeolite column. Desalination, v. 190, p. 243–255, 2006. KWON, Hyok-Bo et al. RReeccyycclliinngg wwaassttee ooyysstteerr sshheellllss ffoorr eeuuttrroopphhiiccaattiioonn ccoonnttrrooll.. Resources, Conservation and Recycling, Masan, Coréia Do Sul, n. 41, p.75-82, 20 ago. 2003. Disponível em: <www.sciencedirect.com>. Acesso em: 07 fev. 2006. YOON, Gil-Lim et al. CChheemmiiccaall––mmeecchhaanniiccaall cchhaarraacctteerriissttiiccss ooff ccrruusshheedd ooyysstteerr--sshheellll.. Waste Management, Ansan City, Coréia Do Sul, n. 23, p.825-834, 16 out. 2002. Disponível em: <www.elsevier.com/locate/wasman>. Acesso em: 03 fev. 2006. RECUPERA, revista disponível em http://www.gremirecuperacio.org/revista- ficha.asp?ficha=237. Acesso em: 13/12/2007. SILVA, J. H. V.; SANTOS, V. J.. EEffeeiittoo ddoo CCaarrbboonnaattoo ddee CCáállcciioo nnaa QQuuaalliiddaaddee ddaa CCaassccaa ddooss OOvvooss dduurraannttee aa MMuuddaa FFoorrççaaddaa.. Revista Brasileira de Zootecnia, Bananeiras, PB, n. 29, p.1440-1445, 2000. Disponível em: <www.scielo.br>. Acesso em: 02 fev. 2006.

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