Borracha – recuperação e reuso

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Breve descrição das técnicas de reciclagem de compostos de borracha

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Borracha – recuperação e reuso

  1. 1. Borracha – Recuperação e Reuso Luis Tormento
  2. 2. Considerações A disposição segura e reuso de rejeitos de borrachas industriais ou de pós–consumo é um sério desafio ao meio ambiente e à saúde pública. Rejeitos de borracha são borrachas quimicamente reticuladas; são os materiais mais difíceis de serem reciclados, uma vez que não podem ser dissolvidos ou fundidos. Geralmente, a reciclagem da borracha pode ser feita através das seguintes técnicas:
  3. 3. Reciclagem • Reuso • Redução de tamanho e produção de pós; • Desvulcanização e regeneração; • Recuperação de químicos e energia
  4. 4. O que é borracha? • A borracha natural é extraída da árvore da espécie Hevea Brasiliensis, originária da América do Sul. • Atualmente, cerca de 90% de toda borracha natural vem de plantações da Indonésia, Península Malaia e Sri Lanka.
  5. 5. O que é borracha? • A borracha é extraída das árvores na forma de látex. A árvore é “sangrada” por cortes diagonais, por onde flui o látex, que é coletado em pequenos recipientes. • A produção anual média é de 2,5 kg por árvore ou 450 kg por hectare; algumas árvores especiais podem produzir 3000 kg por hectare.
  6. 6. O que é borracha? Hevea Brasiliensis
  7. 7. O que é borracha? • O látex extraído é mesclado, diluído em água e coagulado por meio de ácidos. • É prensado entre rolos para formar lâminas finas. • É seco com ar ou defumado e enviado para consumo.
  8. 8. Borracha Sintética • Existem vários tipos de borrachas sintéticas. Elas são produzidas de maneira similar aos plásticos, por um processo químico conhecido como polimerização. • Incluímos aqui: CR, SBR, NBR, BR, IIR, etc. • Muitas borrachas foram desenvolvidas para aplicações específicas, como a borracha butílica que, pela sua baixa permeabilidade, é utilizada no interior de pneumáticos.
  9. 9. Borrachas Tipo de borracha Aplicação Borracha Natural Veículos comerciais tais como automóveis, ônibus e traillers Borracha SBR e BR Automóveis, motocicletas e bicicletas Borracha butilica (IIR) Câmaras e interior de pneus
  10. 10. Produção de artefatos de borracha • Os modernos processos de manufatura de artefatos de borracha envolvem uma sofisticada série de processos, tais como: – Mastigação – Mistura – Laminação – Pré-formação – Moldagem – Vulcanização
  11. 11. Compostos de Borracha • As matérias-primas que compõem um artefato de borracha, ainda compreendem: – Polímeros – Ativadores – Cargas (negro-de-fumo ou minerais) – Antidegradantes – Plastificantes – Aceleradores de vulcanização – Agentes de vulcanização – Retardantes de chama – Corantes ou pigmentos – Amaciantes
  12. 12. Compostos de Borracha • Além disso são utilizadas: – Fibras – Metais – Têxteis – Etc... • Após a vulcanização teremos uma peça única, onde todos os componentes ficam entrelaçados e, algumas vezes tão unidos que dificultam a separação.
  13. 13. Vulcanização • Para entender o processo de vulcanização: – Devemos saber que a borracha possui muitas cadeias poliméricas, longas e flexíveis.A vulcanização junta estas cadeias para prevenir seu deslocamento e garantir suas características elásticas. – O processo de vulcanização ocorre pelo aquecimento desta borracha na presença de enxofre. Selênio e telúrio fazem a mesma função, mas enxofre é o mais comum.
  14. 14. Vulcanização • Molécula de borracha com enxofre
  15. 15. Vulcanização • Os processos de vulcanização mais comumente usados são dois: – Vulcanização sobre pressão – este processo envolve o aquecimento da borracha com enxofre, sobre pressão @ 150C. Muitos artigos são vulcanizados em moldes que são comprimidos por prensas hidráulicas.
  16. 16. Vulcanização – Vulcanização livre – este processo é utilizado quando a vulcanização sob pressão não é possível, tais como vulcanização contínua, extrusão de produtos. Ocorre pela aplicação de vapor ou ar quente.
  17. 17. Por que regenerar ou reciclar a borracha? • A recuperação da borracha envolve processos difíceis e complicados. Existem muitas razões para a necessidade de regenerar ou reusar a borracha: – A borracha recuperada pode custar metade do preço da borracha natural ou sintética. – A Borracha recuperada possui algumas propriedades que são melhores que a borracha no estado virgem. – A produção de borracha a partir de regenerados requer menos energia no processo total de produção do que o material virgem. – É um excelente meio de recuperar rejeitos ou peças defeituosas. – Conserva produtos de petróleo não-renováveis, que são utilizados para produzir borrachas sintéticas.
  18. 18. Por que regenerar ou reciclar a borracha? – A atividade de regeneração pode gerar empregos. – Muitos produtos úteis são derivados do reuso de pneus e outros produtos de borracha. – A incineração fornece energia. A queima da borracha pode gerar uma quantidade muito elevada de energia. Algumas fábricas de cimento utilizam pneus inservíveis como fonte de energia.
  19. 19. Recuperação da borracha • Alternativas de recuperação – Existem muitas maneiras pelas quais os pneus e câmaras podem ser reutilizados e regenerados. A regra de gerenciamento de resíduos sugere a seguinte hierarquia: reuso, reciclagem e geração de energia, como opções superiores ao gerenciamento de resíduos e disposição
  20. 20. Recuperação da borracha
  21. 21. Recuperação da borracha Tipo de Recuperação Processos de recuperação Reuso do produto Reparar • Recapagem (retreading) • Regravação Reuso físico • Uso como peso • Uso como forma • Uso do volume • Uso das propriedades Reuso do material Físico • Recortar • Processar em grãos Químico • Regeneração Térmico • Pirólise • Combustão Reuso da energia • Incineração
  22. 22. Reuso do Produto • Os pneus danificados são reparados com frequência: – Câmaras podem ser consertadas e pneus podem ser reparados por vários métodos. • Regravação é uma prática que ocorre em muitos países, onde as velocidades nas estradas são menores. Frequentemente é feita manualmente e requer muita mão-de-obra.
  23. 23. Reuso do Produto • Regravação
  24. 24. Reuso do produto • Recauchutagem
  25. 25. Reuso do produto • A recauchutagem economiza energia e recursos. – Um pneu novo usa o equivalente a 23 litros de petróleo cru em matéria-prima e 9 litros na energia de processo. – Um pneu recauchutado usa 7 e 2 litros, respectivamente.
  26. 26. Reuso do produto – Pneus de carros de passeio podem geralmente ser recapados uma vez, enquanto que os pneus de caminhões podem ser recapados até 6 vezes. – Cerca de 70% dos pneus de caminhões são adequados para a recauchutagem. – Cerca de 15-20% dos pneus de automóveis são adequados para recauchutagem. – A técnica de recapagem é bem estabelecida e segura. O processo envolve a remoção da banda de rodagem remanescente e a colocação e vulcanização de uma nova. – Os preços dos pneus recapados são cerca de 20% inferiores em relação a um pneu novo.
  27. 27. Reuso do produto • São três os processos conhecidos de recapagem. – Recapagem a frio • Uma nova banda de rodagem pré-formada é “colada” à carcaça. A nova banda de rodagem pode ser uma tira ou um “anel” que é estirado sobre a carcaça. – Recapagem a quente • Uma nova banda de rodagem é remoldada sobre a carcaça. A banda de rodagem é aquecida sob sobre pressão e vulcanizada, aderindo à carcaça. – Remoldagem • É similar à recapagem a quente mas envolve a completa modificação da superfície, incluindo as laterais.
  28. 28. Reuso do produto • O reuso secundário do pneu todo é a segunda etapa do gerenciamento de resíduos. Os pneus são frequentemente utilizados por suas dimensões, peso, forma ou volume. Alguns exemplos são:
  29. 29. Reuso do produto – Controle de erosão – Proteção de árvores – Recifes artificiais – Cercas – Decoração de jardim – Absorvedores de choques em docas. – Protetores contra colisão. – Contentores de água. – Auxiliares de piscinas
  30. 30. Reuso do produto • Proteção
  31. 31. Reuso do material • A próxima etapa de nossa hierarquia, envolve o reuso para a produção de um produto novo. • A borracha de reuso derivada de pneus é um material tão fácil de processar como o couro, e, de fato, o tem substituído em muitas aplicações.
  32. 32. Reuso do material • As ferramentas utilizadas nesta recuperação são simples: tesouras, facas, alicates, martelos, etc..., e muitas outras improvisadas para o uso. • Os produtos mais representativos são:
  33. 33. Reuso do material • Solados e Sandálias
  34. 34. Reuso do material • Decoração Espelho Mesa para café Tapetes Brinquedos
  35. 35. Reuso do material • Decoração Vaso Relógio
  36. 36. Reuso do material • Artesanato – Cintos
  37. 37. Reuso do material • Artesanato – Bolsas
  38. 38. Reuso do material • Artesanato – Bolsas
  39. 39. Reuso do material • Artesanato – Bolsas
  40. 40. Reuso do material • Artesanato – Pastas
  41. 41. Reuso do material • Outra forma de uso físico dos resíduos de borracha reside na sua granulação e posterior uso. • É um processo de maior investimento em equipamentos e rede de distribuição. • Os resíduos de borracha provenientes dos processos de recauchutagem e sobras de processo podem ser utilizados nesta aplicação.
  42. 42. Reuso do material • Equipamento de granulação
  43. 43. Reuso do material • Granulados
  44. 44. Reuso do material • Os granulados tendem a ser utilizados em produtos de baixo custo e qualidade, tais como: – Tapetes de automóveis – Solas de sapatos – Rodas para cart e carrinho de mão – Adicionado ao asfalto, onde melhora algumas características das estradas.
  45. 45. Reuso do material • Uso de material granulado – Estradas e pavimentos Estradas Playgrounds Passeios públicos - Walmart Passeios públicos – Universal Studios
  46. 46. Reuso do material • Uso de material granulado – Estradas • O mercado potencial para o uso de borracha granulada em estradas é da ordem de milhares de toneladas, que literalmente supera a disponibilidade de refugo. As barreiras ao seu uso são: – Como um agregado, a borracha compete com rocha fragmentada, de custo menor; – Estradas que utilizaram borracha no asfalto, tiveram sua vida útil ampliada, mas o custo foi dobrado; – Relata-se aumento na emissão de poluentes durante a re- recapagem de estradas feitas com borracha;
  47. 47. Reuso do material • Uso de material granulado – Produtos moldados • O mercado potencial para o uso de borracha granulada em produtos moldados é significativo. As barreiras ao seu uso são: – O granulado compete com outras cargas de menor custo; – O mercado exige consistência de qualidade e segurança de fornecimento.
  48. 48. Reuso do material • Uso de material granulado – Pavimentação • O mercado potencial para o uso de borracha granulada em pavimentação de pistas de atletismo e arenas eqüestres tem crescido. As barreiras ao seu uso são: – Disponibilidade de um produto de qualidade constante e custo competitivo; – Competição com produtos existentes.
  49. 49. Reuso do material • Uso de material granulado – Adesivos • Adesivos é um dos maiores mercados para o uso de borracha granulada, atualmente suprido com pneus granulados. – Este é um mercado já existente e não está claro como crescerá com a expansão da oferta de granulados.
  50. 50. Reuso do material • Uso de material granulado – Material granulado solto • Atualmente sua maior utilização é em playgrounds, mas é possível uso em absorção, explosivos e drenagem. A barreira ao seu uso é: – Disponibilidade de granulados adequados e conhecimento das aplicações.
  51. 51. Recuperação química e térmica • Este tipo de recuperação não é somente baixa na hierarquia de manuseio de resíduos, mas também envolve equipamentos sofisticados de alta tecnologia. • A recuperação química consiste em aquecer o resíduo de borracha, tratá-lo com produtos químicos e então processar a borracha mecanicamente.
  52. 52. Recuperação química e térmica – Recuperação ácida – Utiliza ácido sulfúrico quente para destruir o tecidos incorporados ao artefato, além de conferir ao composto de borracha plasticidade suficiente para permitir seu uso como carga na borracha crua. – Recuperação alcalina – A borracha é regenerada através do tratamento com álcali aquecido de 12 a 30 horas; esta borracha regenerada pode ser utilizada com borracha crua para reduzir o preço do artefato final. A quantidade a ser utilizada dependerá da qualidade do reciclado e das especificações do artefato.
  53. 53. Recuperação química e térmica – Desvulcanização - relatado como um processo que utiliza grande quantidade de energia e produtos químicos que podem ser perigosos ao meio ambiente. – Processo CSIRO – técnica desenvolvida para tratar a superfície do granulado, modificando-a para ter compatibilidade com qualquer substância. É um processo em fase de desenvolvimento e início de comercialização. – Reciclagem com látex – O processo envolve a cobertura do granulado com látex, que melhora sua adesão a outros substratos. – Halogenação fase gasosa – O processo halogena o granulado, oxidando sua superfície e permitindo sua compatibilização com outros substratos.
  54. 54. Recuperação química e térmica • Pirólise é a mais comum forma de uso em recuperação térmica. Envolve o aquecimento dos resíduos na ausência de oxigênio, que causa a sua decomposição em gases e outros componentes.
  55. 55. Recuperação química e térmica • A decomposição térmica de pneus produz: – Negro-de-fumo (22%); – Óleo (30%); – Gás (28%); – Aço (10%); e – Pequena quantidade de cinza inorgânica 5%)
  56. 56. Recuperação química e térmica • Uso dos produtos resultantes da pirólise – Negro-de-fumo – Utilizado em uma grande variedade de aplicações na indústria da borracha – Pneus utilizam cerca de 20% de negro-de-fumo. • O valor do carbono é determinado pela pureza e teor VOC. Os fatores limitantes são o alcance do padrão de qualidade necessário e um preço competitivo.
  57. 57. Recuperação química e térmica – Óleo – O óleo de pirólise é similar ao diesel e pode ser utilizado como combustível. Devido ao seu alto teor de aromáticos é valioso para a indústria química. – Aço – O aço recuperado de pneus por pirólise contém inúmeras impurezas metálicas, que afetam sua qualidade e limitam seu valor de venda.
  58. 58. Recuperação energética • A incineração para gerar energia em vários processos. – Fornos de cimento – Os pneus são utilizados como combustível em substituição ao carvão e gás natural. São utilizados no forno, entre 5 e 7 GJ de energia para cada tonelada de cimento produzido. Os pneus podem substituir 15% deste combustível.
  59. 59. Recuperação energética – Co-incineração – é um processo de combustão onde os pneus são utilizados em conjunto com outros combustíveis para gerar energia. As razões desta co-incineração são: • Poluição • Dificuldade de manuseio – Combustão direta – Processo de combustão para geração de energia em substituição ao carvão
  60. 60. Aterro • Aterro sanitário
  61. 61. Aterro • Aterro é a etapa final na hierarquia de manejo de resíduos. • O aterro devidamente gerenciado não constitui um problema ambiental; contudo, as pressões para conservação de recursos e energia têm gerado forte oposição ao seu uso. • O aterro impropriamente gerenciado pode ser causa de sérios problemas de saúde, com a proliferação de parasitas e alto risco de incêndio, devido ao alto teor de hidrocarbonetos presentes nestes artefatos.
  62. 62. Recuperação da borracha • Incêndio – Problema típico do gerenciamento ambiental
  63. 63. Recuperação da borracha • Proliferação de parasitas
  64. 64. Sites interessantes • www.itra.com/corporate/recycling/trrac.ht m • www.wrf.org.uk • www.rapra.net • www.usrubber.com
  65. 65. Sites interessantes • Borracha Reciclada/Produtos de Pneus • ECOsurfaces - http://www.floortec.net/ECOsurfaces.htm • Enviro-mat - http://www.geocities.com/enviromat2002/ • Recycled Rubber Bags - http://www.englishretreads.com • Recycled Rubber Flooring - http://www.diamond- safety.com/Rubber%20Flooring.html • Tire Swings - http://www.ponyswings.com • Used Rubber USA - http://www.usedrubberusa.com

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