Os beneficios da reciclagem de bateria de chumbo acido no leste de minas
1. UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE
FACULDADE DE ENGENHARIA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO MBA GESTÃO INTEGRADA DA QUALIDADE
Edmilson Araújo de Sousa
Epaminondas Candido de Oliveira
Evandro da Motta Reis
OS BENEFÍCIOS DA RECICLAGEM DE BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO NO
LESTE DE MINAS
Governador Valadares
2009
2. Edmilson Araújo de Sousa
Epaminondas Candido de Oliveira
Evandro da Motta Reis
OS BENEFÍCIOS DA RECICLAGEM DE BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO NO
LESTE DE MINAS
Monografia para obtenção do título de
Especialista em Gestão Integrada da
Qualidade, apresentada à Faculdade de
Engenharia da Universidade Vale do
Rio Doce.
Orientador: Prof. Moacir Porto Ferreira
Governador Valadares
2009
3. Edmilson Araújo de Sousa
Epaminondas Candido de Oliveira
Evandro da Motta Reis
OS BENEFÍCIOS DA RECICLAGEM DE BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO NO
LESTE DE MINAS
Monografia apresentada para obtenção
do título de Especialista em Gestão
Integrada da Qualidade, pela Faculdade
de Engenharia da Universidade Vale do
Rio Doce.
Governador Valadares, ___ de ______________ de _______.
Banca examinadora:
_____________________________________
Prof. Moacir Porto Ferreira – Orientador
Universidade Vale do Rio doce
_____________________________________
Profª. Adriana de Oliveira Leite Coelho
Universidade Vale do Rio doce
4. Dedicamos aos nossos pais pelo apoio,
a Deus por nos permitir realizar nossos objetivos,
as nossas esposas pelo incentivo e as nossas filhas
pela motivação e que o futuro possa oferece-lhes viver
desafios e realizar os seus sonhos.
5. AGRADECIMENTOS
Nossos sinceros agradecimentos a todos aqueles que de uma forma ou de outra
foram fundamentais para realização do trabalho, especialmente:
A Indústrias Tudor MG de Baterias Ltda na pessoa do Sr. José Ricardo de Miranda,
que nos permitiu utilizar a empresa como objeto de estudo e contribuição com
informações importantes para a realização deste trabalho.
Aos colegas Wagner A. dos Reis, J. A. Moreira Neto, Sydney Eler, Robson A. dos
Reis, Renata Rodrigues, Eliana Hipólito e Bruno F. Sousa pela colaboração na
coleta de informações, esclarecimentos, sugestões, correção ortográfica e apoio.
Ao Prof. Moacir Porto Ferreira, pelas orientações, pela paciência, pelo incentivo à
conclusão deste trabalho e pela amizade.
Ao Prof. Alex Barboza Tittoto, pelas primeiras dicas na abordagem do tema deste
trabalho.
Aos demais professores da Pós-graduação em Gestão Integrada Qualidade da
Univale com os quais tivemos o privilégio de aprender.
As nossas esposas Vera Lúcia, Marilete e Fabrícia, pela paciência e compreensão,
pelos momentos que ficamos ausentes, devido aos estudos.
Aos demais familiares pelo apoio .
6. “Nem tudo o que se enfrenta pode ser
modificado, mas nada pode ser
modificado até que seja enfrentado”.
Helena Besserman Viana
7. RESUMO
Neste estudo, os postulados buscaram evidenciar os benefícios da reciclagem de
baterias de chumbo-ácido.
O chumbo é um metal tóxico, pesado, empregado principalmente na fabricação de
bateria de chumbo-ácido. Em seu estado primário é raramente encontrado na
natureza, tendo a Galena (sulfeto) como o mineral mais comum encontrado com 86
% na sua composição.
A necessidade premente da reciclagem do chumbo dar-se-á:
1) Escassez das reservas minerais mundiais do chumbo, atingindo 222,1 milhões de
toneladas, sendo que o Brasil produz apenas 0,7% da produção mundial;
2) Alta demanda de fabricação de baterias de chumbo-ácido para atender ao
mercado nacional, especialmente a indústria automobilística;
3) Alto custo da matéria-prima e seu beneficiamento;
4) Exigências da legislação internacional no controle e transporte transfronteiriço de
resíduos perigosos;
5) Evolução e restrições da legislação brasileira a partir da adesão/confirmação do
país na Convenção de Basiléia.
A pesquisa teve como foco de observação o processo de reciclagem da Indústrias
Tudor MG de baterias, localizada na cidade de Governador Valadares, na qual utiliza
o sistema de pirometalúrgia na recuperação do chumbo secundário. Embora sendo
uma atividade de risco ambiental e à saúde pública, mas que executada com
segurança e responsabilidade, trará nomeadamente benefícios econômicos,
ambiental e social, dentro dos limites da legislação.
Palavras-chave: Benefícios, reciclagem, bateria chumbo-ácido, Tudor MG.
8. ABSTRACT
In this study, the postulates had searched to evidence the benefits of the
recycling of batteries of lead-acid.
The lead is a toxic metal, weighed, used mainly in the manufacture of battery
of lead-acid. In its primary state rare the Lead-glance is found in the nature,
having (sulfate) as the found mineral most common with 86% in its
composition.
The pressing necessity of the recycling of the lead will be given:
1) Scarcity of world-wide the mineral reserves of lead, reaching 222.1 million
tons, being that Brazil produces it only 0.7% of the world-wide production;
2) High demand of manufacture of batteries of lead-acid taking care of to the
national market, especially the automobile industry;
3) High cost of the raw material and its improvement;
4) Requirements of the international legislation in the control and transboundary
transport of dangerous residues;
5) Evolution and restrictions of the Brazilian legislation from the adhesion/
confirmation of the country in of the Basel Convention. The research had as
focus of comment to the process of recycling of the Industries Tudor MG of
batteries, located in the city of Governador Valadares, in which it uses the
system of pirometallurgical in the recovery of the secondary lead. Although
being an activity of ambient risk and to the public health, but that executed with
security and responsibility, will bring economic benefits nominated, ambient
and social, inside of the limits of the legislation.
Word-key: Benefits, recycling, lead-acid battery, Tudor MG.
9. SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 11
2 REVISÃO DA LITERATURA ...................................................................... 12
2.1 HISTÓRIA DO CHUMBO ......................................................................... 12
2.1.1 Características do chumbo ................................................................ 13
2.1.2 Fontes de ocorrência e obtenção ...................................................... 13
2.1.3 Aplicações do chumbo ....................................................................... 15
2.1.4 Toxicologia do chumbo ...................................................................... 17
2.1.4.1 Vias de exposição ............................................................................... 17
2.1.4.2 Oral ..................................................................................................... 17
2.1.4.3 Respiratória ........................................................................................ 17
2.1.4.4 Cutânea .............................................................................................. 18
2.1.5 Toxicocinética – distribuição ............................................................. 18
2.2 A INVENÇÃO DA BATERIA ..................................................................... 20
2.3 EVOLUÇÃO DAS BATERIAS DE CHUMB-ÁCIDO .................................. 22
2.4 APLICAÇÕES DA BATERIA DE CHUMBO-ÁCIDO ................................. 25
2.4.1 Bateria estacionária ............................................................................ 25
2.4.2 Bateria tracionária ............................................................................... 26
2.4.3 Bateria automotiva .............................................................................. 27
2.5 LEGISLAÇÃO APLICADA À SUCATA DE BATERIAS ............................ 28
2.5.1 Convenção de Basiléia ....................................................................... 28
2.5.2 O Brasil na Convenção de Basiléia ................................................... 32
2.5.3 Legislação brasileira sobre resíduos ................................................ 32
3 METODOLOGIA ......................................................................................... 35
3.1 METODOLOGIA DA MONOGRAFIA ....................................................... 35
3.2 METODOLOGIA DOS PROCESSOS INTERNOS ................................... 37
3.2.1 Da pesquisa de campo ....................................................................... 37
3.2.2 Da análise do estudo de caso ............................................................ 38
3.3 OBJETIVOS .............................................................................................. 38
3.3.1 Geral ..................................................................................................... 38
3.3.2 Específico ............................................................................................ 39
10. 4 OBJETO DE ESTUDO ................................................................................ 40
4.1 HISTÓRICO DAS INDÚSTRIAS DE BATERIAS TUDOR ........................ 40
4.2 BATERIAS QUÍMICAS ............................................................................. 42
4.2.1 Bateria de hidreto metálico de níquel ............................................... 43
4.2.2 Bateria de níquel cádmio .................................................................... 44
4.2.3 Bateria de íon lítio ............................................................................... 45
4.2.4 Bateria alcalina .................................................................................... 46
4.2.5 Bateria de chumbo-ácido ................................................................... 47
4.2.6 Bateria zinco-ar ................................................................................... 47
4.2.7 Bateria de gel ....................................................................................... 48
4.3 METALURGIA DE PROCESSAMENTO DO CHUMBO ........................... 48
4.3.1 Pirometalúrgia ..................................................................................... 49
4.3.1.1 Vantagens do forno rotativo ................................................................ 51
4.3.2 Eletrometalúrgia .................................................................................. 52
4.3.3 Hidrometalúrgia ................................................................................... 52
4.3.4 Novos processos de reciclagem de bateria de chumbo-ácido ....... 53
4.3.4.1 Processo eletrohidrometalúrgico ........................................................ 53
4.3.4.2 Processo fusão alcalina ...................................................................... 54
4.3.5 Comparativo entre os processos de reciclagem de bateria de
chumbo-ácido ...................................................................................... 55
4.4 PROCESSO DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO
NA TUDOR MG ........................................................................................ 56
4.4.1 Coleta das baterias ............................................................................. 57
4.4.2 Recebimento e descarregamento da sucata .................................... 58
4.4.3 Armazenamento e separação ............................................................. 58
4.4.4 Armazenamento dos fundentes ......................................................... 60
4.4.5 Fornos rotativos (Pirometalúrgico) ................................................... 61
4.4.6 Refino, dosagem e análise ................................................................. 64
4.4.7 Tratamento de efluentes líquidos ...................................................... 66
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 67
5.1 OBSERVAÇÃO DO PROCESSO DE RECICLAGEM DA SUCATA DE
BATERIA DE CHUMBO-ÁCIDO ............................................................... 67
5.2 AVALIAÇÃO DA GERAÇÃO DE RESIDUOS ........................................... 69
5.2.1 Efluentes líquidos ............................................................................... 69
11. 5.2.2 Resíduos sólidos ................................................................................. 69
5.2.2.1 Escoria de chumbo ............................................................................. 69
5.2.2.2 Borra metálica ..................................................................................... 70
5.2.2.3 Tratamento de gases .......................................................................... 71
5.2.3 Saúde ocupacional .............................................................................. 71
5.2.4 Pesquisa de opinião pública .............................................................. 72
5.2.4.1 Interna ................................................................................................. 72
5.2.4.2 Externa ............................................................................................... 75
5.2.5 Pesquisa junto a outros fabricantes e recicladores ........................ 77
6 CONCLUSÃO ............................................................................................. 78
REFERÊNCIAS .............................................................................................. 80
APÊNDICE ..................................................................................................... 83
12. 11
1 INTRODUÇÃO
O crescimento da economia mundial nos últimos anos tem provocado uma demanda
por bens de consumo, razão pela qual tem aumentado a capacidade produtiva das
indústrias e conseqüentemente a necessidade de matérias primas. Especificamente
a indústria automobilística brasileira tem crescido significativamente, aumentando
assim a demanda por baterias de chumbo-ácido, para alimentação dos sistemas
elétricos.
Como o Brasil não dispõe de minas de extração de chumbo, matéria-prima básica,
e há restrição da legislação brasileira à importação de resíduos perigosos, da qual
faz parte a sucata de bateria automotiva, torna-se necessária a reciclagem das
baterias com esgotamento energético, comercializadas no mercado interno em
atendimento à legislação ambiental.
Neste estudo “Os Benefícios da Reciclagem de Baterias de chumbo-Ácido no Leste
de Minas” pretende-se, fazer uma abordagem científica do processo de reciclagem
das matérias-primas e subprodutos, que se não tratados de forma adequada trarão
prejuízos à sociedade e ao meio ambiente.
13. 12
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 HISTÓRIA DO CHUMBO
A Enciclopédia Wikipédia (06/04/09), relata que o chumbo vem sendo usado pelo
homem a pelo menos 7000 anos, pois era facilmente encontrado na natureza e que
apresentava pouca dificuldade na sua extração. Além de ser maleável, dúctil e de
baixo ponto de fusão, proporcionando facilidade ao ser trabalhado.
Ainda segundo a Enciclopédia Wikipédia, o chumbo foi citado no "Livro do Êxodo da
Bíblia". Foi descoberta pelos arqueólogos a mais antiga peça de chumbo datada de
3800 a.C., a qual está guardada no Museu Britânico. Outros relatos a despeito da
utilização do chumbo por civilizações antigas, estão nas evidências de que os
chineses já produziam este metal, nos indícios de que os fenícios exploravam o
chumbo a 2000 a.C. e nos encanamentos de chumbo (ainda em serviço) com as
insígnias de imperadores romanos de 300 a.C.
Os alquimistas achavam que o chumbo era o mais velho dos metais e associavam
este metal ao planeta Saturno. A partir de 700 D.C. os alemães iniciaram a
exploração deste metal, juntamente com a da prata, nas minas existentes nas
montanhas de Hartz, no vale do Reno e na Boêmia a partir do século XIII. Na Grã-
Bretanha, a partir do século XVII, principalmente nas regiões de Derbyshire e Gales
as indústrias de fundições deste metal prosperaram (http://pt.wikipedia.org, em
06/04/09).
Continua o portal Wikipédia (06/04/09), afirmando que o chumbo é um elemento
químico de símbolo “Pb” originado do nome latino “plumbum”, número atômico 82
(82 prótons e 82 elétrons), com massa atômica igual a 207,2 u, o chumbo encontra-
se no estado sólido na temperatura ambiente .
14. 13
2.1.1 Características do chumbo
Descreve a Enciclopédia Wikipédia acessado em 06/04/09, que chumbo é um metal
tóxico, pesado (densidade relativa de 11,4 a 16 ºC), macio, maleável, resistente a
corrosão e baixa condutividade elétrica. Tem coloração branco-azulada quando é
cortado e quando exposto ao ar adquire coloração acinzentada.
O chumbo se funde com facilidade a 327,4ºC, com temperatura de vaporização a
1725ºC. É considerado resistente ao ataque dos ácidos sulfúrico e clorídrico, mas
em ácido nítrico se dissolve lentamente. O chumbo é um anfótero, pois forma sais de
chumbo dos ácidos, assim como sais metálicos do ácido plúmbico. O chumbo forma
muitos sais, óxidos e compostos organolépticos. O chumbo é usado na construção
civil, baterias de ácido, em munição, proteção contra raios-X e na composição de
ligas metálicas para a produção de soldas, fusíveis, revestimentos de cabos
elétricos, materiais antifricção, metais de tipografia, e etc. O chumbo tem o número
atômico mais elevado entre todos os elementos estáveis
(www.izn.com.br/recicle/content/view/18/32/ em 01/04/09).
2.1.2 Fontes de ocorrência e obtenção
Em seu estado primário, o chumbo raramente é encontrado. A Galena (sulfeto) é o
mineral mais comum, com 86,6% de chumbo na sua composição. Comercialmente
existem outros minerais importantes como: o carbonato (cerusita) e o sulfato
(anglesita), que são mais raros. O chumbo também pode ser encontrado com
minerais de zinco, prata, ouro, cádmio, bismuto, arsênio e antimônio
(www.coladaweb.com/quimica/chumbo.htm, em 26/07/09).
Os minerais comerciais podem conter pouco chumbo (3%), porém o mais comum é
em torno de 10%. Os minerais são concentrados até alcançarem um conteúdo de
40% ou mais de chumbo antes de serem fundidos (pt.wikipédia.org/wiki/chumbo,
acessado em 06/04/09).
15. 14
Segundo Silva (2008), em 2007 as reservas mundiais (medidas e indicadas)
atingiram 222,1 mt, enquanto as brasileiras somam 52 mt, equivalente a 23,4% do
global. A produção mundial de minério de chumbo primário em 2007 alcançou 3,7 mt
do metal contido, crescendo em relação a 2006 o equivalente a 4,1%. Geralmente
são os principais produtores de chumbo primário os países detentores das maiores
reservas do mundo. Em ordem decrescente das reservas medidas (básicas), são
eles: Austrália (59 mt), China (36 mt), Estados Unidos (19 mt), Canadá (5 mt) Peru
(4 mt) e México (2 mt).
A produção brasileira primária em 2007 foi de 16 kt de metal e quando comparada
com os dados mundiais de 3,7 mt, representa 0,4%. A produção mundial de chumbo
secundário somou 4,5 mt, enquanto que a nacional atingiu 142.450 t, representando
3,2% da global. A produção global do chumbo metálico em 2007 somou 8,2 mt,
demonstrando um crescimento de 2,5% em relação a 2006. A produção brasileira de
157.972 t representa 1,9% da global. (SILVA et al. – SUMÁRIO MINERAL 2008 -
DNPM/BA).
Tabela 1 - Reserva e Produção Mundial
Discriminação Reservas(1) (10³ t) Produção(2) (10³ t)
Países 2007 (%) 2006® 2007(p) (%)
China 36.000 16,2 1.200 1.320 36,9
Austrália 59.000 26,5 686 640 17,9
Estados Unidos 19.000 8,6 429 430 12,0
Peru 4.000 1,8 313 330 9,2
Outros Paises 30.000 13,5 240 250 7,0
México 2.000 0,9 120 110 3,1
Índia - - 67 75 2,1
Suécia 1.000 0,5 77 75 2,1
Canadá 5.000 2,3 82 75 2,1
Islândia - - 62 55 1,5
Polônia 5.400 2,4 51 50 1,4
Cazaquistão 7.000 3,1 48 50 1,4
África do Sul 700 0,3 48 45 1,3
Marrocos 1.000 0,5 45 45 1,3
Brasil 52.000 23,4 26 25 0,7
Total 222.100 100,0 3.494 3.575 100,0
Fontes: Brasil: DNPM/DIDEM; MIC T/SECEX; outros países: Mineral Commodity Summaries –
U.S. Geological Survey, Votorantim Metais – Vmetais, 2007. Notas: Dados em metal contido. (1)
Inclui reservas medidas e indicadas; (2) Minério/Concentrado; (p) Preliminar, exceto para o Brasil;
(r) Revisado, modificado
Fonte: www.dnpm.gov.br – Sumário Mineral 2008
16. 15
2.1.3 Aplicações do chumbo
O chumbo tem inúmeras aplicações, a principal está na fabricação de acumuladores
elétricos (baterias). Outras aplicações são: fabricação de forros para cabos,
elemento de construção civil, pigmentos, soldas suaves e munições. A fabricação de
chumbo tetra etílico (TEL) vem caindo em função de regulamentações ambientais
cada vez mais restritivas no mundo à sua principal aplicação como antidetonante na
gasolina, no Brasil este aditivo deixou de ser usado desde 1978 (cubano.ws/info-
atual/chumbo, acessado em 01/08/09).
Figura 1 - Minério de chumbo
Fonte : Enc. Wikipédia, acesso 06/04/09
Há vários desenvolvimentos de compostos organoplúmbicos para aplicações como
catalisadores na fabricação de espumas de poliuretano, como tóxico para as
pinturas navais com a finalidade de inibir a incrustação nos cascos, agentes biocidas
contra as bactérias gram-positivas, proteção da madeira contra o ataque das brocas
e fungos marinhos, preservadores para o algodão contra a decomposição e do mofo,
agentes molusquicidas, agentes anti-helmínticos, agentes redutores do desgaste
nos lubrificantes e inibidores da corrosão do aço.
Paoliello et. al. (2001) cita Parmeggiani (1993), informou que o chumbo é muito
utilizado na indústria de construção e na indústria química, devido a sua grande
resistência a corrosão. É resistente ao ataque de muitos ácidos, formando seu
próprio revestimento protetor de óxido. Em razão desta característica, o chumbo é
17. 16
amplamente utilizado na fabricação e manejo do ácido sulfúrico. Há muito tempo o
chumbo é empregado em manta protetora para os aparelhos de raios-X. O uso cada
vez maior da energia atômica, o chumbo torna-se importante na blindagem contra a
radiação.
A ductilidade única do chumbo o torna apropriado para utilização no revestimento
contínuo de cabos de telefone e de televisão, pela facilidade em ser estirado. Usa-se
também o chumbo em pigmentos, porém a sua utilização tem diminuído muito. O
pigmento, que contém este elemento, é o branco de chumbo, 2PbCO3, Pb(OH)2;
outros pigmentos importantes são o sulfato básico de chumbo e os cromatos de
chumbo (ATSDR, 1993 apud PAOLIELLO et al., 2001).
Utiliza-se uma grande variedade de compostos de chumbo, como os silicatos, os
carbonatos e os sais de ácidos orgânicos, como estabilizadores contra o calor e a
luz para os plásticos de cloreto de polivinila (PVC). Usam-se silicatos de chumbo
para a fabricação de vidros e cerâmicas. O nitreto de chumbo, Pb(N3)2, é um
detonador padrão para os explosivos. Os arseniatos de chumbo são empregados
em grande quantidade como inseticidas para a proteção dos cultivos. O litargírio
(óxido de chumbo) é muito empregado para melhorar as propriedades magnéticas
dos imãs de cerâmica de ferrita de bário.
O chumbo é muito empregado na formação de ligas com outros metais, destacando
o antimônio, selênio, estanho, cobre, arsênio, bismuto, cádmio e sódio destinados a
importantes aplicações industriais, tais como : placas de baterias, soldas, fusíveis,
material de tipografia, material de antifricção, revestimentos de cabos elétricos, etc.
(ATSDR, 1993 apud PAOLIELLO et al., 2001).
18. 17
2.1.4 Toxicologia do chumbo
2.1.4.1 Vias de exposição
As principais vias de exposição ao chumbo são a oral, respiratória e cutânea. No
entanto, os efeitos tóxicos são os mesmos, qualquer que seja a via de exposição.
2.1.4.2 Oral
A ingestão é a principal via de exposição para a população em geral, sendo
especialmente importante nas crianças. As crianças têm a tendência natural de
levarem as mãos à boca, por esta razão, a absorção do chumbo oriundo de poeira e
solos contaminados. Este fato está diretamente relacionado ao aumento nos níveis
de plumbemia em crianças de várias idades, destacados por vários autores
(CDC,1991; MAISONET et al., 1997; LANPHEAR et al., 1998; MEYER et al., 1999;
BERGLUND et al., 2000 apud PAOLIELLO et al., 2001).
2.1.4.3 Respiratória
O meio principal de absorção do chumbo na exposição ocupacional está com a via
respiratória. Fumos e vapores gerados em operações de corte ou aquecimento do
metal, são de tamanhos pequenos e podem ser absorvidos pelos pulmões que são
depositados principalmente nos sacos alveolares e rapidamente absorvidos pelo
organismo, independentes da forma química do mental. As partículas maiores,
eventualmente, podem ser deslocadas para a via gastrintestinal através dos
movimentos ciliares (WHO, 1995; JOST, 2001 apud PAOLIELLO et al., 2001).
19. 18
2.1.4.4 Cutânea
Absorção de compostos do chumbo orgânico através da pele é pouco representativa
se comparada com via oral e respiratória. Porém, o chumbo poderá ficar
armazenado nos tecidos mineralizados por longos períodos, se absorvido.
2.1.5 Toxicocinética – distribuição
A absorção do chumbo no organismo humano está diretamente ligado ao estado
físico e químico do metal, bem como, a influência da idade, estado fisiológico,
nutricional e fatores genéticos. Os adultos absorvem de 5 a 15% do chumbo ingerido
por meio do trato gastrintestinal, enquanto nas crianças essa absorção poderá
ultrapassar os 50%. A absorção de partículas de chumbo na inalação ocorre à
deposição das partículas nas vias respiratórias e liberação para a circulação. A via
de absorção tem pouco efeito na distribuição do chumbo. O chumbo absorvido é
distribuído pelo sangue através de três compartimentos:
• Sangue;
• Tecidos mineralizados (dentes e ossos);
• Tecidos moles (coração, fígado, músculos, rins, baço, pulmões e cérebro).
Geralmente os ossos são afetados pelo chumbo, pois é o tecido onde há a maior
concentração do metal no organismo, com a permanência aproximada de 27 anos,
enquanto nos tecidos moles permanece 40 dias e no sangue em torno de 36 dias.
Independentemente da via de exposição, 90% do chumbo ingerido é eliminado pelas
fezes antes de ser absorvido. Paoliello (2001), cita Chamberlain (1985), o qual relata
que do chumbo absorvido (10%), cerca de 60% é retido pelo organismo e 40% é
excretado pela urina (76%), fezes (16%), cabelos, unhas e suor (8%). A excreção do
chumbo é extremamente lenta favorecendo o seu acúmulo no organismo.
20. 19
A seguir, apresentação esquemática da toxicocinética do chumbo:
Via de Introdução Distribuição Eliminação
Ingestão Fezes – 16%
Trato Digestivo
16%
10 – 50% de Fígado
absorção
Suor, Cabelo
Pele Unhas – 8%
Músculos
Ação
Sangue Ossos
Ciliar
Saliva e leite
Glândulas
Pulmão
Ar 30 – 50% de
absorção Rins Rins – 75%
Inalação Trato Respiratório
Figura 2 - Toxicocinética do chumbo no organismo humano.
Fonte: CRA 2001 pág. 116
21. 20
2.2 A INVENÇÃO DA BATERIA
Segundo o portal www.nife.com.br acessado em 06/04/09, a primeira bateria que se
tem conhecimento é de aproximadamente 250 anos a.C. Foi constituída de um jarro
de louça vedado por betume, uma barra de ferro revestida de cobre, atravessando a
tampa até o fundo do jarro. Quando o jarro encontra-se cheio de vinagre ou outro
tipo de solução eletrolítica, foi capaz de fornecer aproximadamente 1,1 volts (Figura
3) Ela foi encontrada em Khujut Rabu, um povoado de partianos próximo a Bagdá no
Iraque. O encontro deste dispositivo nesta região causou estranheza aos
pesquisadores, pois os partianos não possuíam uma tecnologia desenvolvida, porém
eram grandes lutadores. Razão pela qual, surgiu a hipótese de que a "tecnologia"
chegou aos partianos através de povos estrangeiros.
Figura 3 – Modelo da bateria em Jarro de Louça
fonte: www.nife.com.br em 06/04/09.
Ainda segundo o portal www.nife.com.br, na construção da primeira bateria usava-se
de materiais simples e fáceis de encontrar. Até chamando a atenção dos
historiadores o fato de que naquela época, alguém tivesse o domínio em utilizar a
combinação dos materiais de forma correta para obter um dispositivo com função
pouco óbvia para a época. Supõe-se que estas baterias foram utilizadas para
galvanizar metais, utilizando uma pequena corrente elétrica para colocar uma fina
camada de um metal (exemplo o ouro) na superfície de um outro metal (prata).
22. 21
Apesar de descoberto há muito tempo, a ciência da eletricidade só evoluiu a partir
da descoberta e por acaso da célula básica por Luigi Galvani em 1791, durante a
preparação de uma experiência de anatomia. A experiência consistia em suspender
através de fio de cobre as pernas de sapo dissecadas em uma solução salina.
Quando percebeu que toda vez que tocava em uma das pernas com uma barra de
ferro, os músculos da perna se torciam. Galvani concluiu que a eletricidade estava
sendo produzida, mas imaginando que ela viesse dos músculos da perna .
Descrevem os portais pt.Wikipedia.org (25/07/09) e controlservice.com.br (25/07/09)
que alguns anos depois (1800), não concordando com as teorias do seu amigo
Galvani, Volta conduziu novos estudos e percebeu que o tecido muscular úmido da
rã conduzia uma corrente entre os dois tipos diferentes de metal. Então, modificou
este efeito para produzir o primeiro fluxo contínuo de corrente elétrica. Assim
descobriu que a eletricidade resultava da reação química entre o fio de cobre, a
barra de ferro e a solução salina. Com estas descobertas, construiu a primeira
bateria elétrica conhecida como "pilha voltaica" ou "pilha galvânica". Ele "empilhou"
(daí o nome "pilha") vários discos de cobre e zinco, separados por discos de papel
ou papelão (molhados em água salgada). Para fixar este conjunto utilizou arame de
cobre. A eletricidade fluiu através da "pilha" ao fechar o circuito.
Figura 4 – Modelos das experiências de Galvani e Volta
Fonte: www.nife.com.br, em 06/04/09, com alteração nossa.
23. 22
2.3 EVOLUÇÃO DAS BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO
Segundo Enciclopédia Britannica (2009), em 1859 Gaston Plantê iniciou
experimentos que resultou na construção da primeira bateria de chumbo ácido para
armazenamento de energia elétrica. Após um ano apresentou na "Academia
Francesa de Ciências" uma bateria constituída de nove elementos com duas placas
enroladas sob a forma de espiral, isoladas por meio de um separador de borracha e
imersos em uma solução contendo cerca de 10 por cento de ácido sulfúrico em cada
elemento (www.britannica.com/EBchecked/topic/463437/Gaston-Plante> acessado
em 19/06/09).
Em 1881, Faure projetou o método de revestimento de folhas de chumbo com uma
pasta de óxidos de chumbo, ácido sulfúrico e água, que foi curada e levemente
aquecida em uma atmosfera úmida. O processo melhorou a condutividade, a
durabilidade e a manufatura se comparado com a bateria de Plantê. Esta evolução,
fez da bateria ácida a primeira a ser fabricada em escala industrial, tal como se usa
atualmente na maioria dos automóveis
(http://en.wikipedia.org/wiki/%C3%89mile_Alphonse_Faure).
Cita o portal www.nife.com.br, que em 1883, Henri Tudor seguindo os princípios de
Plante e Faure, agregou pasta de óxido de chumbo sobre grade fundida em chumbo,
obtendo bons resultados.
Segundo a Enciclopédia Wikipédia (2009), em 1886 Henri Tudor criou a primeira
unidade de produção em escala industrial da bateria de chumbo-ácido na cidade de
Rosport, localizada no leste de Luxemburgo. Por questões econômicas, teve de
expandir a produção para Bélgica, França, Alemanha e Reino Unido. Quando da sua
morte em 1928 em razão da intoxicação por chumbo, aproximadamente 25.000
pessoas trabalhavam na fabricação de baterias Tudor.
Desde então, foram desenvolvidos vários tipos de grades para melhorar a retenção
do material ativo. As grades fundidas em chumbo são usadas em todos modelos de
baterias ácidas. Originariamente as placas de Plantê foram fundidas em chumbo
24. 23
puro, mas com a evolução do processo, as grades passaram a ser fundida com a
adição de antimônio e outros componentes metálicos (selênio, cálcio, estanho e etc.).
O antimônio foi usado pela primeira vez por Sellon em 1881. Atualmente as grades
fundidas estão sendo gradativamente substituídas pelas expandidas, provenientes
de um processo de laminação, permitindo redução da matéria-prima consumida e
aumentando resistência da grade a corrosão da solução ácida (catálogo de
aplicações Tudor 2008-2009 e www.sovema.it, 06/04/09)
Figura 5 – Modelo de Placas Fundida e Expandida
Fonte : Tudor MG, www.sovema.it, acessado em 10/04/09
Surgiu nos Estados Unidos em 1910, a placa tubular constituída de tubos verticais
de materiais permeáveis contendo o material ativo. A grade da placa consistia em
uma série de varetas verticais em chumbo-antimônio fundidas integralmente em uma
barra superior. A evolução iniciou com a substituição de componentes
confeccionados em madeira, vidro, borracha etc, por materiais a base de resinas
sintéticas, por exemplo o plástico substituindo os recipientes de vidro.
Figura 6 – Placa Tubular
Fonte: www.nife.com.br, 06/04/09.
25. 24
O portal www.lorica.com.br, (06/04/09), descreve que atualmente ligas especiais de
chumbo são desenvolvidas com o objetivo de diminuir efeitos negativos de alguns
componentes e melhorar o desempenho das baterias. A composição com antimônio,
foi introduzida a cerca de 100 anos atrás e ainda hoje é usada para aumentar a
dureza e resistência mecânica da grade, ideal para aplicações cíclicas. Há uma
tendência em reduzir o antimônio, devido ao seu deslocamento provocando a
corrosão da placa positiva e causando o envenenamento da negativa. Isto, se
manifesta através de uma sobretensão de hidrogênio mais baixa na placa negativa,
promove o aumento da gaseificação e consumindo mais água, bem como o aumento
da autodescarga e variação na tensão de carga.
Segue dizendo o portal www.lorica.com.br, (06/04/09), que dentre as soluções para
o problema, muitas composições de liga foram propostas. As que mais se
destacaram foi a de baixo-antimônio, onde o principal objetivo era diminuir o teor de
antimônio ao mínimo possível, mantendo-se as propriedades mecânicas, a
resistência à corrosão anódica, e a característica positiva do antimônio em
estabilizar a capacidade das placas e o alto poder de "cycling" (Ciclagem).
Atualmente a liga de baixo antimônio, contém 1,5 a 4% de antimônio, contendo
pequenas quantidades de outros elementos, como: selênio ou telúrio e enxofre,
cobre ou prata, arsênico e estanho. O selênio ou telúrio e enxofre são adicionados à
liga para se obter uma granulação final, além de eliminar fissuras que ocorrem nas
ligas de baixo teor de antimônio.
Ao final da década de 80, surgiram as baterias chumbo-ácido válvula regulada
(denominadas "seladas"). A possibilidade de instalação na posição horizontal, baixa
emissão de gases e a desobrigação de adicionar água, possibilitou a instalação
junto a equipamentos eletrônicos.
As baterias válvula reguladas estão disponíveis em duas tecnologias: Eletrólito
Gelificado (GEL) e Eletrólito Absorvido (AGM). Em ambas as tecnologias, o
antimônio foi eliminado e substituído por outros componentes, tais como: cálcio,
estanho, prata, etc. As baterias válvula reguladas são utilizadas em larga escala,
principalmente no setor de Telecomunicações e aos poucos estão ocupando o
espaço das aplicações típicas das baterias tradicionais (www.lorica.com.br,
acessado em 06/04/09).
26. 25
Figura 7: Baterias Chumbo-Ácido regulada por válvula (VRLA)
Fonte: www. Lorica.com.br, acessado em 06/04/09.
2.4 APLICACÕES DA BATERIA DE CHUMBO-ÁCIDO
Segundo Linden (1994), a bateria de chumbo-ácido é comercializada com sucesso a
mais de um século. A produção e o uso continuam crescendo, movidos pelas
inúmeras aplicações. As baterias de chumbo-ácido são classificadas em automotivas,
tracionárias e estacionárias ( LINDEN, 1994)
2.4.1 Bateria estacionária
Este modelo de bateria foi desenvolvido para proporcionar alto desempenho elétrico
aliado à alta confiabilidade e robustez. Os componentes internos foram
dimensionados para suportar as mais diversas condições de uso. A bateria
estacionaria é direcionada ao uso em centrais telefônicas, estação de rádio base,
gabinete, outdoor, gabinete de rua, hospitais micro BTS, mini BTS, redes de acesso
remoto, redes de fibra ótica, redes GSM, redes Wireless, repetidoras de micro-ondas,
shelters/URA’s, sinalização, no-break/UPS, alarme e vigilância eletrônica, iluminação
de emergência, sistema fotovoltaico/eólico, subestações de energia e
telecomunicações (www.tudor.com.br em 03/07/09).
27. 26
Figura 8 – Esquema da bateria estacionária
Fonte : Tudor MG
2.4.2 Bateria tracionária
A principal característica da bateria tracionária é essencialmente fornecer energia
para movimentação de veículos elétricos, exigindo quanto à sua forma construtiva
elementos com conectores e soldas reforçadas e terminais com parafusos em aço
inox. Portanto, requerendo uma maior robustez na sua fabrição. Dentre os veículos
que utilizam esta bateria incluem carrinhos elétricos para transporte de pessoas
(hotéis, resort, clubes, campos de futebol, etc) e cargas (aeroportos, hipermercados,
centros de distribuição de mercadorias e etc), carinhos elétricos de golf, paleteiras e
plataformas elevadoras elétricas, lavadoras e varredoras de piso industrial e outras,
sistemas de energia solar, eólica e cercas elétricas. (catálogo Tudor 2008-2009)
28. 27
Figura 9 – Esquema da bateria tracionária
fonte: www.tudor.com.br
2.4.3 Bateria automotiva
A maioria das baterias de chumbo-ácido são destinadas à aplicação na partida
elétrica de automóveis. Em razão da diversidade dos automóveis, são produzidas
em vários modelos e tamanhos para atender as necessidades que podem variar
conforme os opcionais e ou acessórios, ou mesmo o tipo de utilização do veículo
(passeio/carga/mineração e etc.) As baterias automotivas são produzidas em duas
configurações, sendo que um tipo utiliza-se grades em liga de chumbo Antimônio
Selênio, as quais devem ser feitas periodicamente as reposições de água
desmineralizada para evitar superaquecimento e consequentemente sua inutilização
(oxidação das placas e ou curto circuito). A outra configuração, desobriga o usuário
de efetuar a manutenção periódica no tocante a adição de água, comumente
29. 28
denominada de bateria livre de manutenção (free), também conhecida como bateria
selada. Essas baterias são fabricadas em grades de liga de chumbo cálcio estanho
e fechadas hermeticamente. Dispõem de pequenos orifícios para escape dos gases,
não possibilitando ao usuário efetuar leitura de densidade do eletrólito. Assim a
verificação da carga é executada através da leitura de voltagem entre os pólos
terminais. (catálogo de aplicações Tudor 2008-2009)
Figura 10 – Esquema da bateria automotiva
Fonte : Tudor MG
2.5 LEGISLAÇÃO APLICADA À SUCATA DE BATERIAS
2.5.1 Convenção de Basiléia
Como relata Cobbing e Divecha, (2006), no artigo “The Myth of automobile battery
recycling”, a partir de 1987, como noticiado pelo Jornal dos Metais, em razão da
impossibilidade de instalar controles de emissões econômicos e seguro contra a
contaminação, forçou o encerramento de mais da metade das fundições secundárias
30. 29
de chumbo na América do Norte. Fatos semelhantes também ocorreram na Grã
Bretanha com o aumento dos requisitos estatutários para a atividade de fundição
secundária de chumbo, juntamente com a queda nos preços do chumbo,
provocaram a inviabilidade na recuperação de sucatas de baterias de chumbo-ácido,
diante deste cenário nos países industrializados e as facilidades que os países em
desenvolvimento proporcionavam com existência de mão-de-obra barata e pouca ou
nenhuma legislação restritiva a atividade de recuperação de sucata de baterias,
estes fatos fizeram impulsionar no fim da década de 80, o aumento dos volumes de
resíduos de baterias de chumbo-ácido entre outros enviados pelos países
industrializados (Estados Unidos, Reino Unido, Japão e Austrália) para os países do
terceiro mundo, especialmente para Ásia, como: Tailândia, Indonésia, Papua Nova
Guinê, Taiwan, Hong Kong, Nova Zelândia, Filipinas e Índia (COBBING E DIVECHA,
2006, tradução nossa).
Segundo Lemos, 2001,
Em 1988, o custo da disposição final de uma tonelada de resíduos
industriais variava entre US$ 100 e US$ 2.000 nos países da Organização
para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico - OCDE (Estados Unidos,
Canadá, Europa Ocidental, Japão), e entre US$ 2,50 a US$ 50 na África.
Nesta época, cerca de 5 milhões de toneladas de resíduos tóxicos eram
exportados pelos países industrializados para países do Leste Europeu e
países em desenvolvimento.
No transporte destes resíduos tóxicos, havia riscos de contaminação da água e do
solo, podendo causar graves problemas à saúde humana ou mesmo até a morte.
Ainda segundo Lemos, (2001), a descoberta de inúmeros casos de transportes
ilegais de resíduos tóxicos, motivou a preparação de uma proposta de convenção
internacional visando controlar o transporte transfronteriço de resíduos perigosos e
depósitos pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente – PNUMA, que
fora assinado por 105 países e a Comunidade Européia em março de 1989 na
cidade de Basiléia, Suíça, durante a Conferência diplomática promovida pelo
PNUMA.
A proposição da Convenção de Basiléia para o controle do transporte transfronteiriço
de resíduos perigosos é dispor de mecanismos integrados para o gerenciamento
31. 30
sustentável dos resíduos perigosos entre e nos países participantes. Veja a seguir
histórico cronológico da convenção.
Tabela 2 - Datas Históricas da Convenção
Ano Medidas adotadas
– Adoção – após clamor público contra o despejo indiscriminado de
resíduos perigosos em países em desenvolvimento pelas indústrias dos
1989
países desenvolvidos, uma conferência diplomática realizada em Basiléia,
Suíça, adotou a convenção.
1992 – A convenção de Basiléia entra em vigor.
– Emenda de proibições - A emenda proíbe exportações de resíduos
perigosos (para alguma finalidade) dos países alistados em um anexo novo
proposto à convenção (anexo VII - Partes que são membros do EU, OECD,
1995
Liechtenstein) para todas as outras Partes restantes da convenção. Em
ordem para entrar em vigor, a emenda da proibição tem que ser ratificada
por três quartos das Partes que a aceitaram.
– Classificação e caracterizações dos resíduos - o grupo técnico da
convenção de Basiléia ajustou uma lista de características específicas de
1998 resíduos como perigosos ou não perigosos. Estas listas foram adotadas
mais tarde pelas Partes à convenção, esclarecendo o escopo da
convenção.
– Declaração de reuniões ministeriais – a declaração de Basiléia,
1999 adotada também na reunião COP-5, definiu uma agenda para a década
seguinte, com ênfase especial em minimizar os resíduos perigosos.
– Protocolo de responsabilidade e compensação - adotado em
dezembro 1999, regras de responsabilidade e de compensação para os
1999
danos causados por derramamentos acidentais dos resíduos perigosos
durante a exportação, importação ou durante o descarte.
– Mecanismo de Submissão - adotado pelo COP6 em dezembro,
promove a identificação rápida sempre que possível das dificuldades de
2002 implementação e de conformidade encontradas pelas partes. Tem caráter
preventivo e procura ajudar as partes a implementar soluções apropriadas
e eficazes para as dificuldades.
– Plano estratégico para a implementação da convenção de Basiléia –
as Partes concordam que o plano constitui no principal instrumento para
dar o efeito à gestão ambiental saudável dos resíduos perigosos até 2010.
Foram definidos os focos de atuação para a década (2000-2010):
Prevenir, reduzir, reciclar, recuperar e dispor os resíduos perigosos e
outros, analisando os interesses sociais, tecnológicos e econômicos;
2002
promover o uso de tecnologias e métodos de produção mais limpa;
promover redução da movimentação de resíduos perigosos e de outros;
prevenir e monitorar o tráfego ilegal;
melhorar a capacidade técnica e institucional através de tecnologias
quando apropriadas, especialmente pelos países desenvolvidos e países
com economias em transição;
32. 31
promover desenvolvimento de centros regionais para transferência de
treinamento e de tecnologia;
aumentar em todos os setores da sociedade a troca de informação, da
educação e a conscientização;
cooperação e parceria com as autoridades públicas, as organizações
internacionais, o setor da indústria, organizações não-governamentais e
instituições acadêmicas;
desenvolver mecanismos para a monitorar a conformidade e a
implementação eficaz da convenção e de suas emendas.
– Declaração ministerial em parcerias para Encontro o desafio
mundial dos resíduos - adotado na (7ª conferência das partes) COP7,
reconhece a gestão ambiental saudável de resíduos perigosos como parte
dos debates de proteção da água, melhoria do saneamento, gestão de
resíduos sólidos e do desenvolvimento econômico e social. Convoca para a
2004 redução dos impactos de resíduos perigosos à saúde humana e ao
ambiente e promove uma mudança fundamental na ênfase das medidas
corretivas e medidas preventivas tais como: a redução na fonte, reusar,
recuperar e reciclar. Mobilizar novos e adicionais recursos financeiros para
construir parcerias para encontrar soluções para o desafio mundial dos
resíduos.
Fonte: http://www.basel.int/convention/basics.html acessado em 05/07/09 e Ziglio, (2005).
Abaixo destaque dos principais compromissos definidos na Convenção de Basiléia:
consentimento prévio, por escrito, por parte dos países importadores dos
resíduos autorizados de importação;
adotar medidas adequadas de minimização na geração de resíduos, levando em
consideração aspectos sociais, tecnológicos e econômicos;
a gestão ambiental saudável de resíduos perigosos e seu depósito;
adotar medidas internas para a implementação da convenção;
possibilitar a movimentação entre Estados - partes e não partes somente
mediante acordo de cooperação;
exigir que o movimento transfronteiriço atenda às normas e padrões
internacionais aceitos e reconhecidos para embalagem, etiquetagem e transporte;
permitir a movimentação transfronteiriça de resíduos perigosos, desde que os
resíduos em questão, sejam necessários como matéria–prima para as indústrias
de reciclagem e recuperação no estado de importação.
33. 32
2.5.2 O Brasil na Convenção de Basiléia
O Brasil iniciou o processo de adesão à Convenção de Basiléia através da
aprovação do Decreto Legislativo n° 34 de 16 de junho de 1992, autorizando o
Governo Brasileiro a assinar a Carta de Adesão à Convenção de Basiléia em 15 de
outubro de 1992, passando a mesma a vigorar no Brasil em 30 de dezembro de
1992. O Brasil confirmou sua permanência como integrante da Convenção de
Basiléia somente a partir de 19 de julho de 1993 com a promulgação do texto da
Convenção através do Decreto n° 875, quando então, toda e qualquer
movimentação e circulação internacional de resíduos perigosos entre o Brasil e
outros países, passaram a ser regulamentados.
2.5.3 Legislação brasileira sobre resíduos
A legislação brasileira sobre resíduos perigosos evoluiu significativamente a partir da
adesão do Brasil a Convenção de Basiléia, quando passou a discutir e elaborar leis
para reduzir, tratar, armazenar, transportar e dispor de forma ambientalmente
saudável os resíduos perigosos dentro do país.
Segundo Ziglio, 2005,
(13)
Além dos princípios gerais do Direito Publico e Administrativo que devem
ser observados pelo direito ambiental, a elaboração de normas e políticas
de proteção ao meio ambiente são especificamente orientadas por três
princípios: o da prevenção: estabelecido no artigo 2 da lei 6.931 de 1981,
conhecida como a Política Nacional Brasileira de Meio Ambiente, a qual
especifica que as medidas que visem à prevenção de danos ao meio
ambiente devem ter prioridade sobre aquelas que visem sua reparação;
poluidor pagador: estabelecido pela lei mencionada anteriormente em seu
artigo 4, que obriga o poluidor, independente de existência de culpa,
indenizar ou reparar, danos causados ao meio ambiente; cooperação:
estabelecida pelo artigo 225 da Constituição Federal Brasileira de 1988,
rezando que o Estado e a sociedade devem agir em gestão compartilhada
de modo a evitar prejuízos ambientais (ZIGLIO, 2005) .
(13) Moralidade, publicidade e legalidade.
A preocupação brasileira a respeito de resíduos perigosos, já fora estabelecido na
Constituição Federal de 1988, que dispõe de capítulo sobre a gestão de resíduos
34. 33
perigosos. Exemplo é o parágrafo 3° do Artigo 225 do capitulo VI, onde estabelece
sanções penais para conduta lesiva ao meio ambiente, regulamentado pela Lei
Federal n° 9605 de marco 1998 – Lei de Crimes Ambientais. Assim, o Brasil está
regulamentado através de leis federais, decretos, resoluções, portarias e normas
técnicas no que se refere aos resíduos sólidos. A seguir lista com alguns
documentos regulamentares sobre resíduos de chumbo e sucata de bateria de
chumbo-ácido (foco deste trabalho de pesquisa).
TABELA 3 - Documentos regulamentares à baterias e resíduos de chumbo
Legislação N° Jurisdição Tema Data
Autoriza importação de sucata de
Resolução chumbo na forma baterias
08 Federal 11/10/96
CONAMA automotivas usadas. (revogada em
03/12/96 p/ resolução n° 22).
Dispõe sobre a importação de
Resolução
228 Federal desperdícios e resíduos de 20/08/97
CONAMA
acumuladores elétricos de chumbo.
Resolução Regulamenta a importação e uso de
23 Federal 12/12/96
CONAMA resíduos perigosos.
Altera o anexo 10 da Resolução
Resolução
235 Federal CONAMA nº 23, de 12 de dezembro 07/01/98
CONAMA
de 96.
Regulamenta o descarte de pilhas e
Resolução
257 Federal baterias usadas (Revogada em 30/06/99
CONAMA
04/11/08 pela resolução 401/08).
Adota definições e proíbe a
importação de resíduos perigosos -
Resolução Classe I- em todo território nacional,
37 Federal 30/12/94
CONAMA sob qualquer forma e para qualquer
fim, inclusive reciclagem/
reaproveitamento.
Promulga a Emenda ao Anexo I e
Adoção dos Anexos VIII e IX à
Decreto Convenção de Basiléia sobre o
4.581 Federal 27/01/03
Federal Controle do Movimento
Transfronteiriço de Resíduos
Perigosos e seu Depósito.
Estabelece os limites máximos de
chumbo, cádmio e mercúrio para
pilhas e baterias comercializadas no
Resolução
401 Federal território nacional e os critérios e 04/11/08
CONAMA
padrões para o seu gerenciamento
ambientalmente adequado, e dá
outras providências.
35. 34
Promulga o texto da Convenção sobre
Decreto o Controle de Movimentos
875 Federal 19/07/93
Federal Transfronteiriços de Resíduos
Perigosos e seu Depósito.
Proíbe o uso da liga de chumbo e
estanho na solda de embalagens
metálicas industriais no
Lei 9.832 Federal 14/09/99
acondicionamento de gêneros
alimentícios, exceto para produtos
secos ou desidratados.
Aprova Regulamento para transporte
Decreto 96.044 Federal 18/05/88
rodoviário de produtos perigosos.
Dipoe sobre a execução do Acordo
de Alcance Parcial para facilitação do
Decreto 1.797 Federal transporte de produtos perigosos 25/01/96
entre Brasil, Argentina, Paraguai e
Uruguai.
Aprova instruções complementares ao
Resolução
420 Federal regulamento do transporte terrestre de 12/02/04
ANTT
produtos perigosos.
Identificação para transporte terrestre,
manuseio, movimentação e
7500 15/07/05
armazenamento de produtos
(Emenda 1 de 19/03/07)
Transporte Terrestre de produtos
NBR 7501 ABNT 30/11/05
perigosos - Terminologia.
Ficha de emergência e envelope para
transporte terrestre de produtos
7503 02/06/08
perigosos – Características
dimensões e preenchimento.
Fontes: www.mma.gov.br/conama, www.antt.gov.br, 27/07/09 e www.abnt.org.br, 31/07/09.
36. 35
3 METODOLOGIA
3.1 METODOLOGIA DA MONOGRAFIA
Segundo Ferreira (2005), uma das partes mais importantes da monografia é a
pesquisa pela metodologia. Encontrar uma metodologia que possa considerar um
objeto de estudo apenas (estudo de caso) e obter deste objeto avaliação qualitativa
de um tema amplo, sem recorrer a comparações com outros elementos, parece-nos
difícil.
Ferreira (2005), referencia Rabelo (2002) em sua dissertação de doutorado
Comunicação e Mobilização Social; a Agenda 21 local de Vitória (ES).
Rabelo (2002) apresenta uma metodologia que acreditamos ser referencia em nosso
trabalho:
a) trata-se também de um estudo de caso;
b) busca-se opinião através de pesquisas semi-direcionadas, de maneira a
obter opinião de diversas partes interessadas;
c) o projeto de pesquisa é um estudo múltiplo (Ambiental, Segurança,
Econômico e Social), tomando como base o processo da reciclagem de
sucata de bateria de chumbo-ácido, com impacto em praticamente todas as
cidades do mundo e não tão somente a cidade de Governador Valadares.
Assim concluímos que este estudo seria interminável, diante das diversas
nuances presente, optamos pelo estudo de caso.
De acordo com Orozco Gomes (1995 apud FERREIRA 2005) a perspectiva
qualitativa dos objetos de estudo é construída pelo pesquisador, isto é, são frutos de
sua observação e exploração.
Rabelo (2002 apud Ferreira, 2005) afirma que o conhecimento produzido a partir de
níveis concretos pode ser entendido pela sociedade e não apenas por especialistas,
permitindo um novo tipo de ação política dos atores e auxiliando na tomada de
decisões. Um estudo de caso é um estudo profundo; é o esforço para tentar integrar
em um objeto de investigação toda a informação constituinte deste objeto; e não
somente a parte da informação, para tomá-lo como exemplo que pode diferenciar,
37. 36
ser comparado ao ser analisado para dar um conhecimento em profundidade de um
objeto de estudo.
(El estudio de un caso trata de ser um estudio en profundidad; es el
esfuerzo por tratar de integrar en un objeto de investigación toda la
información constitutiva de esse objeto; y no sólo parte de la información,
para tomarlo como ejemplo que puede contrastar, ser comparado o ser
analisado para dar un conocimiento en profundidade de un objeto de
estudio. (OROZCO GÓMES, 1995 apud RABELO, 2002).
Yin (1988 apud Ferreria, 2005) afirma que através do estudo de caso é possível a
compreensão de fenômenos sociais complexos, já que ele nos permite uma visão
global das principais características do evento, o que se trata de técnica pertinente
quando as principais questões da pesquisa são como e por que, quando o
pesquisador não tem controle sobre os eventos ou comportamentos e quando o
estudo trata de fatos contemporâneos. Um estudo de caso é uma pesquisa empírica
que: investiga fenômenos contemporâneos dentro de seu contexto real, quando a
fronteira entre o fenômeno e o contexto não estão claramente evidentes; e quando
múltiplas fontes de evidência são usadas.
(A case study is an empirical inquiry that: investigates a contemporary
phenomenon within its real-life context; when the boundaries between
phenomenon and the context are not clearly evident; and in which multiple
sources of evidence are used)" (YIN 1988 apud RABELO, 2002).
Teme-se a limitação de um processo tão amplo e relevante com apenas um estudo
de caso. Este temor, também foi sentida por Rabelo (2002) que buscou nos autores
Yin (1998) a chancela para que o estudo de caso tivesse a respeitabilidade científica
para revelar-se como suficiente, dentro do que se busca como resultado mesmo
sendo um case, um processo de resultados possíveis de serem diferentes por suas
características locais.
Ferreira (2005) cita Yin (1998) apud Rabelo (2002), respondendo às críticas sobre
generalização de um único caso, afirma que, como os experimentos, os estudos de
caso são generalizáveis para as proposições teóricas e não para populações ou
universos. O caso, completa Yin (1998) não representa uma amostra e o objetivo do
investigador é expandir e generalizar teorias e não enumerar freqüências.
38. 37
Descreve Ferreira (2005) apud Medina (1988), que não há estabilidade
metodológica, mas um constante esforço e paixão pela descoberta provisória e
pluralista dos instrumentos de pesquisa.
Assim, com estas justificativas entende-se que o processo de reciclagem de sucata
de bateria de chumbo-ácido da Baterias Tudor sirva de elemento suficiente, como
um estudo de caso, para avaliar e considerar os benefícios da reciclagem da sucata
de baterias de chumbo-ácido.
Buscando elaborar um simples roteiro para procurar as informações necessárias à
pesquisa, descreve-se:
a) Manuais de Processos das Indústrias Tudor;
b) Depoimentos de stakeholders (partes interessadas), sobre suas opiniões a
despeito das vantagens da reciclagem da sucata de bateria.
c) Pesquisa de opinião com parte dos stakeholders da comunidade de entorno,
através de entrevistas dirigidas;
d) Análise documental em artigos, literatura correlata e documentos disponibilizados
pela Tudor e consultas à Internet, uma vez que o tema abordado não dispõe de
literatura disponível (livros).
3.2 METODOLOGIA DOS PROCESSOS INTERNOS
3.2.1 Da pesquisa de campo
Essa monografia baseará nas informações de alguns stakeholders, a saber:
comunidade, concorrente e empregados. Aos concorrentes foi enviado email com
perguntas dirigidas sobre o tema abordado e aos funcionários e comunidade uma
pesquisa de opinião e satisfação.
39. 38
3.2.2 Da análise do estudo de caso
Nesta parte, o objetivo é analisar as informações obtidas pelo estudo de caso e
compará-las com os elementos práticos obtidos na observação do processo. Nesta
etapa será feita à luz do que será descrito no capítulo 5.
A avaliação será baseada em:
a) Conceitos;
b) Processos;
c) Legislação
Aliado a isto há também a análise da pesquisa de campo, cujos objetivos são:
• A percepção da imagem da TUDOR MG em razão da atividade desenvolvida
(pesquisa de clima, opinião, etc.);
Com as pesquisas busca-se evidenciar os benefícios do processo em relação a
escassez do chumbo primário e reflexo no meio ambiente, na economia, a saúde e
segurança da comunidade.
3.3 OBJETIVOS
3.3.1 Geral
Buscar pela identificação dos benefícios proporcionados à sociedade em razão do
processo de reciclagem de baterias de chumbo-ácido, evidenciando os ganhos
proporcionados desde a coleta até a atividade de transformação da sucata em
chumbo, destinado a re-utilização na fabricação de novas baterias.
40. 39
3.3.2 Específico
Serão objetos de estudo os benefícios :
a) Econômico: A reciclagem de sucata de baterias de chumbo-ácido é
economicamente viável em relação à matéria-prima virgem.
b) Ambiental: Que tipos de impactos ao meio ambiente são evitados com a
reciclagem das partes de chumbo das baterias de chumbo-ácido.
c) Social: Além da geração de empregos, que outros benefícios a reciclagem de
baterias de chumbo-ácido proverá a sociedade.
d) Cultural: Que hábitos e costumes são incorporados aos consumidores e
sociedade em razão da reciclagem de baterias de chumbo-ácido (Voluntários
e exigência legal).
41. 40
4 OBJETO DE ESTUDO
Na região de Governador Valadares estão instaladas duas fábricas de baterias. A
pioneira foi a Indústrias Tudor MG de Baterias Ltda fabricante de baterias
automotivas e também possui uma planta para a recuperação de sucata de baterias
de chumbo-ácido. Já a unidade da Industrias Raiom de Baterias Ltda somente
monta baterias para motos, não dispondo de estrutura de reciclagem. Portanto, este
estudo de caso será direcionado as operações da Indústrias Tudor MG de Baterias
Ltda.
4.1 HISTÓRICO DAS INDÚSTRIAS DE BATERIAS TUDOR
A Tudor foi fundada em 1993 por um grupo de empresários brasileiros que vêm
trabalhando no segmento há mais de 30 anos. Suas unidades de produção estão
posicionadas para atender o mercado brasileiro e internacional com eficiência e
agilidade. Uma unidade localiza-se em Governador Valadares, TUDOR MG, que
abastece as regiões Centro-Oeste, Nordeste e parte da região Norte, empregando
atualmente 460 funcionários. A outra unidade está localizada em Bauru, TUDOR SP,
que abastece as regiões Sul, Sudeste, parte da região Norte e o Mercado
Internacional, emprega 463 funcionários.
O nome Tudor é uma homenagem ao Luxemburguês Henry Tudor, o primeiro
fabricante de baterias em escala industrial.
Bauru – SP Governador Valadares – MG
Figura 11 – Foto área das unidades Tudor
Fonte: Tudor MG
42. 41
Missão
“Sermos reconhecidos pela qualidade de nossos produtos e serviços, respeitando o
meio ambiente com objetivo de aumentar a satisfação de nossos clientes e
colaboradores”.
Princípios da Política de Qualidade
Fomentar o melhoramento contínuo da gestão da qualidade através dos requisitos
dos clientes, regulamentares e estatutários.
Formar e desenvolver parcerias com clientes e fornecedores, estimulando a melhoria
da gestão da qualidade TUDOR e a inovação de produtos e serviços.
Produtos comercializados
A Tudor atua no mercado de reposição e fornecimento para montadoras de veículos
e máquinas pesadas. Tendo como seus principais clientes as empresas Volvo,
Caterpillar, Cummins e Yanmar Agritech. Ainda fornece baterias tracionárias para
grandes companhias ferroviárias e de logística do país, como MRS, ALL e CFN e
outros. (Revista Bom Dia Referencia Empresarial, edição nº 1 Maio/2009 pag. 23)
Mix de Produtos
BATERIAS AUTOMOTIVAS
- Vários modelos e tipos que vão de 40 a 220 amperes, destinados a veículos de
passeio, caminhões e veículos fora de estrada.
BATERIAS ESTACIONÁRIAS
- 9 modelos, de 25 a 220 Ah.
BATERIAS TRACIONÁRIAS
- 10 modelos – de 6, 8 e 12 volts com amperagem de 70 a 395 Ah
43. 42
Meio Ambiente
As Indústrias Tudor MG e SP de Baterias Ltda e sua rede de distribuidores afirmam
atender às resoluções CONAMA 401/08 através do tratamento adequado no
manuseio, estocagem, coleta, transporte e reciclagem das sucatas de baterias em
sua unidade metalúrgica de Governador Valadares em Minas Gerais .
As unidades de Governador Valadares – MG e Bauru - SP tem o Sistema de Gestão
da Qualidade certificado NBR ISO 9001:2000, enquanto a unidade de Bauru -
SP possui também a certificação NBR ISO 14001:2004 para o Sistema de Gestão
Ambiental.
Rede de distribuição
A rede de distribuição das Indústrias Tudor é formada por 51 centros atacadistas,
sendo 21 centros de distribuição própria e 30 unidades de distribuição terceirizados
no Brasil e mais de 20 centros de distribuição na América do Sul, América Central,
Ilhas do Caribe, África e Europa. Totalizando mais de 10.000 revendedores
autorizados. (Revista Bom Dia Referência Empresarial, edição nº 1 Maio/09 pág. 23)
4.2 BATERIAS QUÍMICAS
Segundo o portal Wikipédia (05/07/09), a bateria é um dispositivo que armazena
energia química e a torna disponível na forma de energia elétrica. A capacidade de
uma bateria de armazenar carga é expressa em ampère-hora (1 Ah = 3600
coulombs). Se uma bateria puder fornecer um ampère (1 A) de corrente (fluxo) por
uma hora, ela tem uma capacidade de 1 Ah em um regime de descarga de 1h (C1).
Se fornecer 1 A por 100 horas, sua capacidade é 100 Ah em um regime de descarga
de 100h (C100). Quanto maior a quantidade de eletrólito e maior o eletrodo da
bateria, maior a capacidade da mesma. Assim uma pilha minúscula (tipo AAA) tem
44. 43
menor capacidade do que uma pilha maior (tipo D), mesmo que ambas realizem as
mesmas reações químicas (ex. pilhas alcalinas).
Em razão das reações químicas dentro das pilhas, a capacidade de uma bateria
depende das condições da descarga, como o valor da corrente elétrica, a duração
da corrente, a tensão terminal permissível da bateria, a temperatura, e os outros
fatores. Os fabricantes usam um método padrão para avaliar suas baterias. A bateria
é descarregada em uma taxa constante da corrente sobre um período de tempo fixo,
tal como 10 horas ou 20 horas. Uma bateria de 100 ampères-hora é avaliada assim
para fornecer 5 A por 20 horas na temperatura ambiente. A eficiência de uma bateria
é diferente em taxas diferentes da descarga. Ao descarregar-se em taxas baixas
(correntes pequenas), a energia da bateria é entregue mais eficientemente do que
em taxas elevadas de descarga (correntes elevada), conhecido como a lei de
Peukert (PT.WIKIPEDIA.ORG, 2009).
4.2.1 Bateria de hidreto metálico de níquel
A bateria de níquel-hidreto metálico (Ni-MH) é uma tecnologia relativamente nova
que apresenta características operacionais similares às da bateria de níquel cádmio.
Sua principal diferença consiste no uso de hidrogênio absorvido em uma liga, na
forma de hidreto metálico, como material ativo no eletrodo negativo, ao invés de
cádmio utilizado nas baterias de níquel-cádmio. O eletrodo de hidreto metálico
apresenta uma maior densidade de energia que um eletrodo de cádmio, portanto a
massa de material ativo para o eletrodo negativo usado em uma bateria de níquel-
hidreto metálico pode ser menor que a usada em baterias de níquel cádmio. Isto
permite utilizar uma maior quantidade de material ativo para o eletrodo positivo, o
que resulta em uma maior capacidade ou tempo de descarga para esta bateria.
As características similares a bateria NiCd são: a tensão (Volts) da célula, a pressão
característica e os métodos de controle de carga, sugerindo que o sistema Ni-MH
deverá tomar uma boa fração do mercado de outras células recarregáveis no futuro
próximo (PT.WIKIPEDIA.ORG, 2009) .
45. 44
Vantagens: resiste a um número maior de cargas/descargas na sua vida útil do que
as de NiCd, possui potencial energético 20% em media superior a NICd; tempo de
recarga inferior, maior resistência a variações de temperatura, peso e tamanho
idêntico as de NiCd, menos poluente do que a de NiCd. Além de eliminar o efeito
memória, ou seja, exige menos cuidado nas recargas.
Desvantagens: Uma bateria NiMH tem sua vida útil estimada em apenas 400
recargas; custo ligeiramente superior ao das de NiCd
(WWW.ELETROHOO.COM.BR, 2008).
4.2.2 Bateria de níquel cádmio
São baterias recarregáveis, constituídas de um pólo positivo e um pólo negativo
localizado no mesmo recipiente, o pólo positivo (cátodo) coberto de hidróxido de
níquel, e o pólo negativo (ânodo) coberto de material sensível ao cádmio, que são
isolados por um separador. Os pólos ficam imersos em uma substância eletrolítica,
que conduz íons, geralmente solução de hidróxido de potássio (KOH)
(PT.WIKIPEDIA.ORG, 2009).
Este tipo de bateria é utilizada em telefones celulares, filmadoras e notebook
antigos. Estão sendo substituídas pelas baterias de NiMH e Li-ion.
Vantagens: vida útil estimada de aproximadamente 700 recargas e mais barata.
Desvantagens: propensão a vazamentos, efeito memória (exige descarregamento
total antes da recarga, que deve ser completa, senão passa a armazenar cada vez
menos) e autonomia menor em 40% em relação a bateria Li-Ion
(GUIADOHARDWARE.NET, 2009).
46. 45
4.2.3 Bateria de íon lítio
Segundo a revista Elektor, (2005/2006), as baterias de íon lítio são um tipo de
baterias recarregáveis muito utilizadas em equipamentos eletrônicos portáteis.
Armazena o dobro de energia que uma bateria de hidreto metálico de níquel (NiMH)
e três vezes mais que uma bateria de níquel cádmio (NiCd).
Figura 12 – Bateria de íon lítio, Varta, Museum Autovision, Altlußheim, Deutschland
Fonte: pt.wikipedia.org, em 05/07/09
Vantagens:
• densidade da energia elevada: potencial para capacidades mais elevadas;
• não é necessário o carregamento total máximo nem a descarga máxima da bateria
antes de uma recarga;
• tem o dobro da capacidade das baterias de níquel;
• não existe o efeito memória ou seja a bateria não "vicia";
• carga muito maior.
• diferentemente de outros tipos de baterias recarregaveis, não é preciso passar
horas carregando antes de usar pela primeira vez;
• a baixa densidade do lítio, possibilita a criação de baterias com alta capacidade e
bem mais leves, facilitando o uso em equipamentos portáteis.
47. 46
Figura 13 - baterias usadas em
computadores de mão e câmaras digitais
Fonte: pt.wikipedia.org, em 05/07/09
Para melhorar a vida útil da bateria é recomendado :
• carregar a bateria freqüentemente;
• evitar ao máximo que chegue em sua carga mínima, "desligando" o aparelho;
• evitar expor a bateria ao calor, retirando-a do carregador, assim que completar a
carga, pois a bateria é sensível ao calor (Revista Elektor (Ed. brasileira) Ano 4,
Nº.45/46 Pág.58).
Tabela 4 - Perda da capacidade de armazenamento X condições de carga
Temperatura 40% Carga 100% Carga
de Carga (Nível de carga) (Nível de carga)
0 °C 2% de perda depois de 1 ano 6% de perda depois de 1 ano
25 °C 4% de perda depois de 1 ano 20% de perda depois de 1 ano
40 °C 15% de perda depois de 1 ano 35% de perda depois de 1 ano
60 °C 25% de perda depois de 1 ano 40% de perda depois de 3
Fonte: www.batteryuniversity.com
4.2.4 Baterias alcalinas
As pilhas alcalinas são usadas normalmente em lanternas, rádios, etc...
Vantagens: Custo baixo, são vulgares, encontradas em qualquer lugar com
facilidade, durabilidade e potencia elevada para seu tamanho / peso.
48. 47
Desvantagens: A maioria dos modelos comercializados não pode ser recarregada e
geralmente é necessária à utilização de suportes para utilização nos diversos
dispositivos (WWW.ELETROHOO.COM.BR, 2008).
4.2.5 Baterias de chumbo-ácido
As baterias de chumbo-ácido, são compostas basicamente de chumbo na forma
metálica, sulfato de chumbo, dióxido de chumbo ou óxido de chumbo, ácido sulfúrico
e as partes plásticas (caixa e separadores).
Vantagens: Custo relativamente baixo, resistência a grandes variações de
temperatura e grande durabilidade.
Desvantagens: Pesada, demora a ser carregada, descarrega-se rapidamente, sofre
uma diminuição (pequena, mas constante) de voltagem durante sua utilização e não
pode ser recarregada totalmente com tanta freqüência como os outros tipos. A sua
melhor utilização é esporádica, uma vez que este tipo de bateria é desenhado para
ser constantemente carregada e eventualmente descarregada (ex.: utilizado em
automóveis, sendo carregada com o motor em funcionamento e descarrega nos
arranques ou no funcionamento de dispositivos com o veículo desligado)
(WWW.ELETROHOO.COM.BR, 2008).
4.2.6 Baterias zinco-ar
As pilhas de zinco-ar é a mais recente tecnologia desenvolvida para o
armazenamento de energia. Este tipo de bateria funciona extraindo o oxigênio
existente no ar para reagir com o zinco e produzir eletricidade. Seu princípio de
funcionamento é semelhante ao das baterias alcalinas, que também possui zinco no
seu interior reagindo com o oxigênio para produzir energia. Porém, nestas baterias o
oxigênio é fornecido por um componente interno (dióxido de manganês), nas
49. 48
baterias do tipo zinco-ar, o oxigênio vem da atmosfera, a bateria tem várias
aberturas.
Existem dois tipos de baterias zinco-ar: as recarregáveis e as descartáveis. Baterias
deste tipo recarregáveis (onde células de zinco são substituídas) são utilizadas em
aplicações como veículos elétricos movidos à bateria. A vantagem deste tipo de
bateria é sua durabilidade (tempo de descarga), muito maior do que a dos outros
tipos até hoje existentes (WWW.ELETROHOO.COM.BR, 2008).
4.2.7 Baterias de gel
As baterias de gel substituem as baterias de chumbo permitindo uma vida útil mais
prolongada. Basicamente não têm evaporação eletrolítica e seus efeitos, como as
baterias ácidas. Existem baterias de reduzidas dimensões especialmente
concebidas para aplicações em identificação por rádio freqüência - RFID.
Vantagens: Não têm evaporação eletrolítica e risco de derramamento, maior
resistência às temperaturas elevadas, choque e vibração.
Desvantagens: Preço mais elevado do que as baterias de chumbo
(WWW.ELETROHOO.COM.BR, 2008).
4.3 METALURGIA DE PROCESSAMENTO DO CHUMBO
Literatura acessada em 27/07/09 no portal www.biomania.com.br, define-se como
Metalurgia o conjunto de técnicas e processos usado para extração, beneficiamento
e processamento industrial dos metais. De maneira geral, distingue-se em
metalurgia extrativa, ligada à mineração e a metalurgia de preparação dos metais
para formar ligas e produtos diversos. Nas sociedades industrializadas, cresce a
50. 49
importância dos processos de recuperação e reciclagem da sucata, pelos quais se
obtém notável economia em relação à extração a partir do mineral.
Prossegue o portal, na metalurgia extrativa aplicam-se as mais diversas técnicas
para extração, considerando não apenas sua estrutura química, mas também fatores
como a natureza das impurezas presentes no mineral que, em alguns casos, têm
valor econômico.
Na metalurgia de preparação dos metais (processos), os minerais são extraídos do
concentrado e refinado, transformado em liga e preparado para atender às
especificações do mercado.
Na escolha do método mais adequado para cada caso acima citado para a
preparação dos metais, consideram-se vários fatores, entre eles a natureza química
do concentrado. Em geral é um óxido (no caso do ferro e do alumínio, por exemplo),
um sulfeto (caso do cobre, do zinco e do chumbo = metais não ferrosos), ou um
carbonato ou um silicato. Nessa fase, os três processos comumente aplicados são:
pirometalurgia, que utiliza o calor; eletrometalurgia, que utiliza a eletricidade; e
hidrometalurgia, que utiliza a água.
4.3.1 Pirometalurgia
Pirometalurgia é o processo extrativo em que as reações se processam a altas
temperaturas com auxílio de um agente redutor. O calor é fornecido normalmente
por combustíveis, como coque, petróleo e gás, ou por energia elétrica. Na maioria
dos casos, o fogo tem uma função química e física, pois libera certos componentes
do minério. Geralmente aplicada a grandes quantidades de minério e em fornos de
alta temperatura, a pirometalurgia opera a redução dos óxidos pelo carbono, um
exemplo típico é o alto-forno para o ferro fundido. Às vezes é precedida de uma
ustulação (aquecimento do ar) para transformar os sulfetos em óxidos, como ocorre
no caso do chumbo, do zinco, do cobre e do níquel.
51. 50
De acordo com a composição do minério, podem-se utilizar outros redutores em
lugar do carbono, como por exemplo o magnésio (ou sódio) para preparação do
titânio a partir de seu tetracloreto. A depender do calor necessário para a reação e
do ponto de fusão do metal, ele pode ser obtido em estado líquido, como no caso do
ferro fundido, ou sólido, como no caso do tungstênio e do molibdênio
(http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=1430, acessado em 29/07/09).
Machado (2002), descreve especificamente o processo secundário da
pirometalurgia da reciclagem do chumbo-ácido (bateria automotiva), explicitando a
obtenção do chumbo à partir da fração metálica previamente separada do invólucro
da bateria (Grade e a pasta ), sendo composta de aproximadamente 40% de ligas
de chumbo e 60% de óxido de chumbo, denominado escória. A sucata metálica é
levada ao forno (tipo revérbero, rotativo, vertical ou elétrico) através de esteira
metálica ou máquinas, à temperatura acima de 1000º C e atmosfera juntamente com
os fundentes e que após fundição os compostos de chumbo são reduzidos a
chumbo elementar. Do forno são retirados o chumbo na forma líquida e o efluente
gasoso. O chumbo vai para a unidade de refino e desta para a máquina de
moldagem e por fim estocado. O efluente gasoso passa por um incinerador e em
seguida a um trocador de calor e após, vai para a unidade de filtragem (resíduo
sólido retorna para o processo), sendo finalmente encaminhado para a chaminé e
lançado à atmosfera.
Smaniotto (2005), descreve os experimentos de extração de chumbo da escória
baseado no estudo do efeito complexante do EDTA, um ligante quelante que
apresenta a habilidade de solubilizar diversos metais pesados, empregando um
agente de mascaramento deste metal, o íon fluoreto (F-). De acordo com os
resultados obtidos, foi possível otimizar as condições de extração de chumbo da
escória, com valores próximos de 100% do Pb contida na amostra (SMANIOTTO et
al., 2005).
52. 51
Figura 14 - Esquema processo pirometalúrgico
Fonte : Machado, 2005
4.3.1.1 Vantagens do forno rotativo
A opção de utilizar o forno rotativo para o processo de reciclagem da sucata de
bateria dentre os demais tipos de fornos citados anteriormente, deve as seguintes
vantagens:
Capacidade de processar grande variedade de materiais;
Rapidez na modificação de composição da carga;
Permite grande variação da faixa de temperatura operacional;
Funciona com vários tipos de combustíveis (Óleo, Gás Natural, GLP e etc);
Utiliza vários agentes redutores (carvão vegetal, coque de petróleo e etc);
Investimento moderado para instalação;
Permite produzir pequenos lotes com qualidade;
Permite automatizar todas operações possibilitando o controle à distância
das operações de manuseio e carregamento;
Facilita o planejamento de paradas para manutenção e outros, por operar
no sistema de bateladas. (MACHADO, 2002)
53. 52
4.3.2 Eletrometalurgia
Eletrometalurgia é o processo que utiliza a eletrólise, ou seja, uma corrente elétrica
aplicada a uma solução (aquosa ou de sais fundidos) que contém o metal. Este é o
mais recente dos processos metalúrgicos, pois foi possível a partir da oferta de
energia elétrica. Esse é o método empregado na extração do alumínio a partir da
criolita, bem como do cobre, do zinco e em grande parte do magnésio.
Machado (2005), também descreve sucintamente o processo, baseado na
dissolução do metal em uma cuba eletrolítica contendo um eletrólito. O metal
dissolve-se na forma de cátions que submetidos a uma corrente elétrica aplicada
através de eletrodos imersos no eletrólito, são atraídos pelo eletrodo negativo se
depositando na forma de átomos neutros. Este processo teve origem industrial há
aproximadamente 150 anos, tendo sido utilizado por James Elkington para o refino
de cobre, por volta de 1903, este método de extração também foi utilizado no refino
de chumbo (DENIS, 1964 e CAMPOS FILHO, 1981 apud SANHUEZA, 2007).
4.3.3 Hidrometalurgia
O portal www.biomania.com.br acessado em 21/07/09, descreve o processo da
hidrometalurgia onde se usa a lixiviação, que consiste no tratamento do minério com
soluções aquosas para dissolver e re-precipitar os metais. É usada em alguns
minérios de cobre, níquel e zinco. As operações hidrometalúrgicas compreendem
três fases: dissolução do material em água pura ou com determinados reagentes;
separação do resíduo e depuração da solução obtida; e precipitação do metal dessa
solução por tratamento químico ou eletrolítico.
Chamada metalurgia por via úmida, a hidrometalurgia é aplicável quando se pode
dissolver uma combinação do metal desejado num solvente apropriado, que pode
ser um ácido, uma base, um sal ou um solvente orgânico.
54. 53
Machado (2005), relata que a primeira aplicação dessa técnica em larga escala é
datada do século XVIII e ocorreu na Espanha. Foi utilizada em uma mina de cobre
chamada Rio Tinto. A hidrometalurgia possui grande vantagem em relação aos
outros processos. É um processo mais fácil de ser controlado, mais limpo, possui
menor consumo de energia e causa menor impacto ambiental (DENIS, 1964 e
CAMPOS FILHO, 1981).
4.3.4 Novos processos de reciclagem de bateria de chumbo-ácido
Segundo Sanhueza (2006), o processo pirometalúrgico convencional para produção
de chumbo metálico foi inovado com dois novos processos ambientalmente não
agressivos: o eletrohidrometalúrgico e fusão alcalina.
4.3.4.1 Processo eletrohidrometalúrgico
Ainda segundo Sanhueza, o processo eletrohidrometalúrgico consiste em reduzir o
tamanho das partículas dos compostos de chumbo e lixiviar os mesmos com uma
solução ácida de fluoborato férrico. Neste ponto, o chumbo é dissolvido com os íons
férricos sendo reduzidos a íons ferrosos. A solução resultante da lixiviação é
bombeada para os compartimentos catódicos de uma célula eletrolítica de diafragma
nos quais o chumbo metálico é depositado em catodos de aço inoxidável numa
forma compacta e pura. A solução é empobrecida em íons Pb2+, é então enviada aos
compartimentos anódicos da mesma célula, nas superfícies de anodos ocorre a
oxidação dos íons ferrosos a férricos, que retornam ao estágio de lixiviação.
Esquematicamente representado no diagrama do processo eletrohidrometalúrgico,
onde as linhas correspondem à circulação do anolito e do catolito. No catodo de aço
inox se deposita chumbo e no anodo se oxida a solução de fluoborato de ferro II,
que depois passa para o reator lixiviador onde dissolve os compostos de chumbo. As
impurezas metálicas são decantadas quimicamente e filtradas antes de retornar ao
55. 54
tanque alimentador de solução. Este sistema de trabalho pode ser observado na
Figura 14 (SANHUEZA, 2006).
Figuras 15 - Esquemático do processo eletrohidrometalúrgico de produção de chumbo
Fonte : SANHUEZA, 2006
4.3.4.2 Processo fusão alcalina
Continua Sanhueza, uma das alternativas inovadoras para recuperar o chumbo da
pasta ativa oriunda de baterias chumbo-ácido exauridas e outros resíduos é
promover uma fusão alcalina utilizando as mesmas instalações existentes nos
processos convencionais (processo pirometalúrgico). Pelo processo de fusão
alcalina, quantidades otimizadas de matéria-prima rica em compostos de chumbo,
soda cáustica e enxofre são colocados em um reator químico (fornos estacionários)
e levados a 600 - 700°C .
Neste processo o enxofre reage com a soda cáustica formando sulfeto de sódio e
tiossulfato de sódio, que reagem separadamente com os compostos de chumbo
formando sulfeto deste metal. Algumas destas reações que acontecem no reator são
56. 55
utilizadas a temperatura ambiente para a transformação do sulfato de chumbo (sal
de alto ponto de fusão e de difícil redução química), em compostos de chumbo que
têm maior facilidade de utilização nos processos convencionais de reciclagem de
baterias chumbo-ácido e também nas tentativas de implementação de processos
eletroquímicos. O sulfeto de chumbo formado reage com o hidróxido de sódio. Após
a separação do chumbo metálico, os sais sódicos podem ser transformados em
soda cáustica e enxofre, conforme técnicas já existentes. Tanto a soda cáustica
como o enxofre, retornam ao processo. Assegurando a viabilidade econômica deste
desenvolvimento.
4.3.5 Comparativo entre os processos de reciclagem de bateria de chumbo-
ácido
Sanhueza (2006), apresenta na Tabela 5, um comparativo dos resultados obtidos
nos processos estudados, onde se observa a pureza média do chumbo obtido nos
três processos: Eletrohidrometalúrgico, Fusão Alcalina e Pirometalúrgico.
O chumbo obtido pelo processo eletrohidrometalúrgico atende as necessidades das
mais modernas baterias. O produto do processo de fusão alcalina necessita de uma
leve operação de purificação e o metal do processo pirometalúrgico necessita
profundamente de refino químico.
Tabela 5: Percentual da composição química, pela técnica de emissão ótica do
chumbo obtido nos três processos discutidos.
Processo Sb As Bi Cu Sn Ag Zn Se Pb
Eletrohidrometalúrgico 0,0001 0,0002 0,0032 0,0017 0,0002 0,0006 0,0004 0,0002 99,99
Fusão Alcalina 0,0010 0,0004 0,0065 0,0080 0,0030 0,0025 0,0005 0,0002 99,74
Pirometalúrgico 0,8000 0,0400 0,0250 0,0200 0,0300 0,0060 0,0003 0,0030 98,00
Fonte : SANHUEZA, 2006