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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY RIBEIRO LABORATÓRIO DE MATERIAIS AVANÇADOS ENGENHARIA METALÚRGICA - ÊNFASE EM MATERIAIS LUIZA DE OLIVEIRA CARVALHO A INDÚSTRIA DA ECONOMIA CIRCULAR E SEU IMPACTO FRENTE A DIFERENTES TIPOS DE MATERIAIS CAMPOS DOS GOYTACAZES - RJ FEVEREIRO - 2023 LUIZA DE OLIVEIRA CARVALHO A INDÚSTRIA DA ECONOMIA CIRCULAR E SEU IMPACTO FRENTE A DIFERENTES TIPOS DE MATERIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro de Ciência e Tecnologia, da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, como parte das exigências para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Orientador: Prof.º Dr. Ronaldo Pinheiros da Rocha Paranhos CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ FEVEREIRO - 2023 LUIZA DE OLIVEIRA CARVALHO A INDÚSTRIA DA ECONOMIA CIRCULAR E SEU IMPACTO FRENTE A DIFERENTES TIPOS DE MATERIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro de Ciência e Tecnologia, da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, como parte das exigências para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Campos dos Goytacazes, 15 de fevereiro de 2023 BANCA EXAMINADORA __________________________________ Prof. Dr. Ronaldo Pinheiro da Rocha Paranhos Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro __________________________________ Prof. Drª. Marcia Giardinieri de Azevedo Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro __________________________________ DSc. Júlia Audrem Gomes de Oliveira. Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro Dedico este trabalho as mulheres da minha vida, minha avó materna Rita, minha mãe Vanusa e minha irmã Valentina que sempre estão comigo em corpo e alma. AGRADECIMENTOS Durante esses longos anos de graduação muitas foram as pessoas que me deram suporte e me ajudaram nessa jornada. Porém, primeiro agradeço à Deus por ter-me dado força e saúde durante todos os dias e noites nas quais precisei para aguentar tantos desafios. Portanto, peço a Ele que me dê sabedoria para honrar tudo que aprendi com ética e responsabilidade. Aos meus familiares, agradeço à minha mãe Vanusa que sempre foi minha base e exemplo de vida, incentivando e apoiando os meus estudos em todos os momentos, principalmente nos de desânimo e cansaço mental. Também, em especial, ao meu pai Luiz Carlos, meus tios Erivelto, Eduardo e Silvano, as tias Juliana, Andréia, Príscila e Vanilda e aos primos Renata, Maildo Júnior e Oswaldo Neto que sempre estiveram junto a mim ajudando e dando forças quando mais precisei. Agradeço também, aos meus pequenos, minha irmã Valentina, prima Gabrielly e aos afilhados Hugo e Laura que eu possa ser exemplo na vida deles e ensiná-los como a educação abre portas para sermos seres humanos melhores. Aos meus amigos, primeiro agradeço a minha amiga/irmã Nayara Sampaio que dividiu anos de vida ao meu lado e fez-se presente nos melhores e piores momentos. Meu muito obrigada também, pelos conselhos e amparos a Ana Caroline Assis, Ana Laura Lopes, Júlia Audrem, Maria Caroline Telles, Mariane Oliveira, Príscila Pinheiro, Rafael Rangel, Vinícius Rodrigues e Vívian Melo. Pois, sem vocês não teria chegado à metade de tudo que conquistei na trajetória da graduação. Aos meus colegas de faculdade, Ana Luiza Vaz, Lilian Beatriz, Gustavo Gomes e Mariah Monteiro, minha gratidão por todas as histórias e por fazerem parte da minha formação. As minhas companheiras, Gabrielle Siqueira, Nathalia Leal e Thuany Nogueira que me deram suporte quando precisei mudar para São Paulo, seguindo novos caminhos. A UENF e a Fundação de Amparo e pesquisa do Estado do Rio de Janeiro - FAPERJ pela oportunidade de realizar o curso e projetos de extensão universitária nas quais participei. Ao corpo docente do Laboratório de Materiais Avançados - LAMAV e demais funcionários. Ao meu mestre Dr. Ronaldo Paranhos que foi muito mais que um professor e orientador durante minha jornada e sim um amigo. Pela orientação diante desse trabalho e da graduação. Gostaria que soubesse que não deixarei passar nem um dia sem reconhecer que hoje eu não seria o mesmo ser humano e profissional se não fosse por você. Por fim, agradeço ao Time Enactus UENF organização que me deu todo suporte para crescer e me desenvolver em todos os aspectos, meu grande obrigado a todos que passaram pelo time e fizeram parte da nossa história. "Sua tarefa é descobrir o seu trabalho e, então, com todo o coração, dedicar-se a ele." (Buda) SUMÁRIO INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 21 CAPÍTULO 1: ECONOMIA CIRCULAR .............................................................................. 23 1.1 A ORIGEM DA ECONOMIA CIRCULAR ....................................................................... 23 1.2 SUSTENTABILIDADE E A ECONOMIA CIRCULAR ..................................................... 24 1.2.1 TRIPÉ DA SUSTENTABILIDADE ......................................................................................... 25 1.2.1.1 PILAR ECONÔMICO ...................................................................................................... 26 1.2.1.2 PILAR AMBIENTAL ....................................................................................................... 26 1.2.1.3 PILAR SOCIAL ............................................................................................................. 26 1.2.2 ESG'S .......................................................................................................................... 26 1.2.3 POLÍTICA DOS 3R'S ....................................................................................................... 27 1.3 OS CICLOS E PRINCÍPIOS DA ECONOMIA CIRCULAR ............................................ 28 1.3.1 CICLOS TÉCNICOS ......................................................................................................... 28 1.3.2 CICLOS BIOLÓGICOS ...................................................................................................... 29 1.3.4 PRIMEIRO PRINCÍPIO ...................................................................................................... 29 1.3.5 SEGUNDO PRINCÍPIO ...................................................................................................... 29 1.3.6 TERCEIRO PRINCÍPIO ...................................................................................................... 30 1.4 ETAPAS DA ECONOMIA CIRCULAR ........................................................................... 30 1.4.1 A RECICLAGEM ............................................................................................................. 31 1.4.1.1 PROCESSOS DE RECICLAGEM E TIPOS DE RESÍDUOS ..................................................... 31 1.4.1.1.1 RESÍDUOS COMUNS ................................................................................................. 31 1.4.1.1.2 RESÍDUOS RECICLÁVEIS ........................................................................................... 32 1.4.1.1.3 RESÍDUOS ESPECIAIS ............................................................................................... 32 1.4.2 O DESIGN ...................................................................................................................... 32 1.4.2.1 RESÍDUOS COMO NUTRIENTES ..................................................................................... 33 1.4.2.2 USO DAS FONTES RENOVÁVEIS ....................................................................................como algo vantajoso e negócios de desenvolvimentos, não somente ao meio ambiente, mas também financeiramente, é uma solução para os desafios econômicos da reciclagem no país. Por meio da adoção de planos de desenvolvimentos e criação de mais negócios como os que serão apresentados nesse trabalho, permite maiores oportunidades estratégicas ao mercado brasileiro, tais como a volatilidade no preço das matérias- primas e limitação dos riscos de fornecimento, efetividade na competitividade da economia e a contribuição para a conservação do capital natural e atividades sustentáveis que geram ganhos de valor para a empresa. Além disso, aliado a tecnologias, o modelo circular permite controlar os estoques finitos e equilibrar os recursos renováveis das empresas, propiciando sistemas industriais integrados, restaurativos e regenerativos. Em pesquisa a partir de 2019, somente no Brasil, 76% das empresas já desenvolvem alguma iniciativa de economia circular. Práticas como reuso de água, reciclagem de materiais e logística reversa são as principais implementações no país. 37 A mesma pesquisa revela que mais de 88% dos empresários avaliam a economia circular como muito importante para a indústria brasileira, conforme o presidente da Confederação Nacional da Industria, CNI, Robson Braga de Andrade esse é somente o começo da circularidade no mercado. É o início para a inserção do Brasil na economia de baixo carbono, para isso, é imprescindível a ação articulada entre iniciativa privada, governo, academia e sociedade no sentido de criar novas formas de produzir e consumir. (BRAGA, 2019) O sucesso de tal que tal modelo se efetivar cada vez mais nos próximos anos, depende de engajar a sociedade e entender que a economia circular pode avançar em três etapas: a. O engajamento econômico; b. A normatização em leis; c. A consciência ambiental da sociedade. As empresas devem liderar este movimento devido ao potencial de ganho econômico a longo prazo e os Estados nacionais realizar acordos internacionais, além disso, o consumidor precisa se conscientizar dentro desse processo. Conforme as recomendações dos estudiosos, conclui-se que a implementação em conjunto de estratégias fundamentais, fortalecerá os aspectos da economia circular. Essas estratégias são: 1.5.1 Reforçar políticas Reforçar as políticas de energia renovável, design ecológico e comércio de emissões. 1.5.2 Estabelecer metas Estabelecer metas específicas de eficiência de recursos para materiais. 1.5.3 Centralizar a reciclagem e reutilização Reforçar as metas de reciclagem e reutilização para ajudar a reduzir e processar resíduos e resíduos e colocar limites à incineração de resíduos. 38 1.5.4 Envolver o setor público Utilizar os contratos públicos como incentivo para novos modelos de negócios. 1.5.5 Rever os tributos Repensar a tributação reduzindo os impostos sobre o trabalho e sobre materiais reciclados, aumentar os impostos sobre o consumo de recursos não renováveis. 1.5.6 Investir Investir em tecnologias, conhecimento, mercado consumidor relevante, mão de obra capacitada, lançando programas de investimentos em economia circular em níveis nacionais e internacionais. No geral o modelo econômico circular integra níveis diferenciados de atuação, tanto no que tange a concepção dos produtos, como em seus processos e sistemas. Proporciona ao mercado a execução de um modelo restaurativo e regenerativo por princípio. Entende-se que nossa economia atualmente está limitada a um sistema no qual tudo, da economia produtiva e dos contratos até a regulação e o comportamento das pessoas, favorece o modelo linear de produção e consumo. Contudo, essas condições estão enfraquecendo diante da pressão de diversas tendências disruptivas que vêm se mostrando fortes. Ressalta-se que os objetivos desse novo modelo têm um efeito positivo nos diferentes ecossistemas do planeta, podendo combater a exploração excessiva dos recursos naturais, possibilitando reduzir o consumo acelerado das matérias primas, e as emissões de gases do efeito estufa (OLIVEIRA, 2019). Existem riscos a serem considerados em uma transição sistêmica de modelos, conforme abordadas. Visto que setores que já estão estabelecidos precisarão adaptar seus modelos de negócio, o que pode surtir efeitos redistributivos na economia. Além de ser crucial equilibrar os efeitos das mudanças que a introdução da economia circular poderá produzir para consumidores, empresas e países (FUNDAÇÃO ELLEN MACARTHUR, 2015). 39 A EC na prática há de precisar de uma mudança profunda nas estruturas básicas dos sistemas industriais. Em termos energéticos, redesenhar a indústria e sociedade no mesmo nível desse sistema, o que significa adquirir uma melhoria de eficiência econômica e energética (FUNDAÇÃO ELLEN MACARTHUR, 2015). O objetivo final é proporcionar maior escalabilidade ao espaço que a circularidade começou a ganha e superar o antigo modelo. 40 CAPÍTULO 2: MINERAÇÃO URBANA 2.1 INTRODUÇÃO Com a constante exploração dos recursos naturais, nas últimas décadas, debates, políticas e estratégias que priorizem a gestão e proteção de tais riquezas, tornaram-se cada vez mais essenciais para uma construção harmônica de cidades sustentáveis, tanto em escala internacional quanto nacional. Isso significa que atualmente a sociedade está começando a recuperar os atrasos referentes a gestão dos resíduos e recursos. Porém, muito antes do século XXI já era possível observar a preocupação com a conservação, bem como o papel dos sistemas políticos frente aos recursos esgotáveis e renováveis, conforme apresentado em publicação da revista do serviço público de 1957 (DE BARROS, 1957, p. 41). Para uma gestão adequada dos resíduos sólidos e criação de centros urbanos sustentáveis é inadiável a mudança do modelo de mineração, uma vez que historicamente muitas cidades tiveram seu crescimento econômico através desse ramo da ciência, tecnologia e indústria. (AGUIA, 2016). O crescimento econômico a partir da mineração pode contribuir de forma eficaz para o desenvolvimento das regiões em que atuam, mas para isso, é necessário que se introduza uma nova lógica de coordenação, a fim de enfrentar os desafios a curto, médio e longo prazo (SALLES, 2016). 2.1.1 Mineração tradicional Definindo de forma simples, a mineração tradicional consiste no processo de extração da substância mineral1 ,a partir da lavra de uma jazida mineral, o tratamento e beneficiamento dos minérios. Os minérios caracterizam-se como toda rocha constituída de um mineral ou agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos, os minerais-minérios, que podem ser aproveitados economicamente (DA LUZ; SAMPAIO; FRANÇA, 2010). A figura 7 a seguir representa o processo típico de como ocorre a mineração tradicional. 1Mineral consiste em todo corpo inorgânico composição química e de propriedades físicas definidas, encontrado na crosta terrestre. 41 Figura 7 Processo da mineração tradicional. Fonte: Adaptado de Da Luz, Sampaio e França (2010). 2.1.2 Mineração urbana Denomina-se como a mineração urbana o processo de transformação de produtos pós-consumo em matéria-prima secundária, com o objetivo principal de recuperar os materiais existentes presentes nas minas urbanas, evitando assim a necessidade da extração de recursos naturais. Para que a mineração urbana ocorra de maneira eficaz uma série de políticas estabelecidas são necessárias. Essas políticas estão descritas na figura 8 que representa como o processo de mineração urbana estabelece uma abordagem inclusiva, desde a mineração de aterros, mineração urbana, reciclagem de materiais, recuperação de resíduos, minimização e economia circular. 42 Figura 8 Políticas necessárias para a mineração urbana. Fonte: Adaptado deOliveira (2019). 2.1.2.1 Mineração de aterros A política de mineração de aterros é a primeira a ser respeitada e desenvolvida no processo de mineração urbana. A mesma representa um conjunto de atividades envolvidas na extração e gestão de resíduos, previamente estocados em depósitos particulares e públicos que permitem a manutenção do bem-estar e do padrão de qualidade de vida da população, como por exemplo: aterros municipais e rejeitos (BAPTISTI; DE JORGE; SOARES, 2004). 2.1.2.2 Mineração urbana A segunda política a ser seguida é da mineração urbana que estende a mineração de aterros, ao processo de recuperação de compostos e substâncias de qualquer tipo de atividades. Sejam em materiais de edifícios, infraestruturas, indústrias e produtos. Essas atividades são as causados pela ação do homem em contraposição atividades naturais no planeta (GREEN ELETRON, 2019). 43 2.1.2.3 Reciclagem de materiais A terceira política refere-se a reciclagem dos materiais, após o processo de mineração. Nesta etapa ocorre as transformações dos estados físicos, químicos ou biológicos dos resíduos sólidos que seriam descartados, e agora podem ser reutilizados como matéria-prima secundária ou produto. São exemplos de resíduos comumente considerados dentro das estratégias de reciclagem de materiais: as embalagens de plásticos, papeis, latas e vidros, esgotos, óleos usados, pneus de sucata entre outros (ECYCLE, 2022). 2.1.2.4 Recuperação de recursos A quarta política inclui a recuperação dos recursos gerados pelo tratamento e gerenciamento dos resíduos, tal como a reciclagem de materiais. A política está alinhada aos negócios que estimulam a transição do sistema linear de produção para um modelo circular e incorpora valor aos negócios através da extensão do uso e redução da carga de impactos gerados ao meio ambiente e à sociedade (KUZMA et al., 2022). 2.1.2.5 Minimização do descarte Partindo da recuperação dos resíduos, por meio de estratégias que visam prevenir desperdícios de matéria primas introduz-se a quinta política. Em carácter produtivo, o foco dessas estratégias está na redução da toxidade dos resíduos e otimização do uso de recursos e energia. No consumo o foco está na responsabilidade do consumidor e educação ambiental (OLIVEIRA, 2019). 2.1.2.6 Economia circular A sexta e última política para o processo da mineração urbana ocorrer, diz respeito ao conceito da economia circular, apresentado no capítulo anterior. A abordagem dessa política consiste em manter os produtos em uso por maior tempo possível, reutilizando e minimizando a geração dos resíduos. Além disso, por meio da utilização de matéria-prima secundária possibilita o crescimento e geração de novos empregos e oportunidades para a sociedade (OLIVEIRA, 2019). 44 2.2 MINAS URBANAS PELO MUNDO As minas urbanas, compostas de materiais secundários, são denominadas como os locais nos quais estão estocados metais diversificados que podem estar contidos em edifícios, aterros e até domicílios, em forma de depósitos antrópicos, ou seja, uma alta proporção de materiais produzidos pelo homem. Mesmo com as crescentes pesquisas e avanços da mineração urbana, o setor ainda tem muito a ser explorado pelo mundo. Devido aos diferentes depósitos e disponibilidade de metais distribuídos por nossos continentes, as minas urbanas se modificam de tempo em tempo e apresentam diferentes características de país para país (DEUTSCHE WELLE, 2018). O valor do investimento nesse setor corresponde a medidas tão favoráveis que a Alemanha encerrou no ano de 2018 suas atividades nas minas de carvão, em decorrência do custo elevado de preservação e impacto ambiental. Segundo um estudo desse mesmo período realizado pela Agência Alemã de Meio Ambiente (UBA), caso toda a infraestrutura industrial, todos os edifícios e resíduos fossem considerados montantes de materiais valiosos, representariam um total de 338 toneladas em sua totalidade. O valor dos metais espalhados pelas cidades da Alemanha estava estimado em 650 bilhões de euros (DEUTSCHE WELLE, 2018). O Gráfico 1 mostra uma projeção de quanto o país acumulou de estoque por tipos de materiais em 2018 e 2022, considerando crescimento anual por pessoa em média 10 toneladas, e o crescimento da população de 82,91 milhões em 2018 para 84,00 milhões em 2022. 45 Gráfico 1 Comparativo de depósito de materiais Alemanha. Fonte: Adaptado de Deutsche Welle (2018). A Alemanha possui um dos setores mundialmente mais importantes de reciclagem e de tecnologia ambiental. E a cota de reaproveitamento de matérias plásticas, metais e minerais de construção já atingiu um nível elevado. Ações como essa somente reforçam as oportunidades e benefícios na exploração dessas minas. Visto que países com um vasto depósito de materiais secundário como Alemanha, Japão, Áustria e Suíça, que foram pioneiros do desenvolvimento da mineração urbana, utilizam do processo para reduzir suas dependências à importação, por exemplo (DEUTSCHE WELLE, 2018). 2.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS A mineração urbana é fundamental, para a sustentabilidade ambiental, por preservar as reservas naturais e reduzir as consequências negativas da destinação inadequada de resíduos e para a diminuição da pobreza. Ao mesmo tempo que minimiza significativamente os impactos causados pela mineração tradicional, traz benefícios, como geração de renda e empregos formais. Cabe considerar ainda as oportunidades, em termos de transdisciplinar da mineração urbana, em que cabem estudos sobre saúde humana, gestão de pessoas, gestão ambiental, contaminação ambiental, economia, geopolítica, segurança do trabalho, engenharia, entre outros. 46 CAPÍTULO 3: GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 3.1 INTRODUÇÃO A temática de gestão de resíduos ocupa um setor essencial em diversas organizações, independentemente do porte, seja em startups, cooperativas ou indústrias, a utilização e o descarte de recursos dos produtos e materiais são pontos críticos para que exista, verdadeiramente, um passo rumo à sustentabilidade dos processos por meio de ações coerentes. Conceitualmente o gerenciamento de resíduos pode ser entendido como uma série de ações que envolvem as etapas de coleta, transporte, transbordo, tratamento, destinação e disposição final de empresas e residências, afim que essas ações sejam menos impactantes para o meio ambiente (VIEIRA, 2021). A constante preocupação com a preservação ambiental e destino adequado dos resíduos gerados pelo homem, tem sido cada vez mais o foco em debates e conferências globais, como exemplo a 27ª Conferência das Partes (COP 27) ocorrida em novembro de 2022. (FOLHA DE VITÓRIA, 2022). Realizada anualmente por representantes de vários países a COP têm como objetivo debater as mudanças climáticas, encontrar soluções para os problemas ambientais que afetam o planeta e negociar acordos. Pela primeira vez na história da COP, a gestão de resíduos sólidos foi encarada como uma oportunidade significativa para contribuir com os esforços de mitigação e adaptação às mudanças climáticas em nível global. A constatação está registrada no relatório Global Waste Initiative, que tem como objetivo reciclar 50% de todo o resíduo sólido produzido no mundo até 2050, começando por países africanos, visto que as comunidades africanas são líderes em projetos de desperdício zero (FOLHA DE VITÓRIA, 2022). A figura 9 representa o cartaz da fashionomics uma competição que ocorrerá no ano de 2023 com objetivo de incentivar projetos e iniciativas de moda sustentável. 47 Figura 9 Cartaz de divulgação da competição Fashionomics 2023. Fonte: Ellen Macarthur Foundation (2023). 3.2 CLASSIFICAÇÃO A classificação de resíduos inclui a identificação do processo ou atividadeque levou à sua formação e seus componentes e características, listando resíduos e substâncias que afetam a saúde e meio ambiente, conforme citado na NBR 10004/04 da ABNT que dispõe sobre a classificação dos resíduos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e natureza dos mesmos (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 10004, 2004). 3.2.1 Classificação quanto aos riscos 3.2.1.1. Classe I: Perigosos São resíduos inflamáveis, corrosivos, reativos ou tóxicos. Alguns exemplos são observados na tabela 1. Tabela 1 Exemplos de resíduos perigosos. Fonte geradora Código de identificação Resíduo perigoso Constituintes perigosos Periculosidade Fabricação de tintas K078 Limpeza com solventes empregadas em Cromo, chumbo, solvente Inflamável 48 processos de produção de tintas. Ferro e aço K062 Banho de decapagem exaurido proveniente das operações de acabamento do aço. Cromo hexavalente, chumbo Corrosivo Explosivos K045 Carvão usado proveniente do tratamento de efluentes líquidos que contenham explosivos Não aplicável Reativo Preservação de madeira K001 Lodos provenientes do fundo de tanques de tratamento de efluentes líquidos originados nos processos de preservação de madeira que utilizam creosoto e/ou pentaclorofenol Triclorofenóis, tetraclorofenóis, pentaclorofenol, fenol, 2- clorofenol, p-cloro- m-cresol, 2,4- dimetilfenol, 2,4- dinitrofenol, creosoto, criseno, naftaleno, fluoranteno, benzo(b)fluoranteno, benzo(a)pireno, indeno(1,2,3- c,d)pireno, benzo(a)antraceno, dibenzo(a)antraceno, acenaftaleno Tóxico Fonte: O autor (2023) Associação brasileira de normas técnicas NBR 10004 (2004). 3.2.1.2 Classe II: Não perigosos Os resíduos de classe II não perigosos podem ser divididos em tipo A não inertes e tipo B inertes. Alguns exemplos são apresentados na tabela 2. 49 Tabela 2 Tipos de resíduos e classificação. Tipo de resíduos Classificação Resto de alimento Não inerte Resto de madeira Não inerte Materiais têxtil Não inerte Fibra de vidro Não inerte Sucata de ferro e aço Inerte Areia Inerte Pedras Inerte Entulho de demolição Inerte Fonte: O autor (2023) Terra Ambiental (2021). 3.2.1.2.1 Não-inertes São resíduos tipo A ainda que apresente baixa periculosidade ainda oferecem capacidade de reação química, pois apresentam combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade (TERRA AMBIENTAL, 2021). 3.2.1.2.2 Inertes Os resíduos do tipo B são quaisquer que submetidos a um contato dinâmico e estático com água destilada ou desionizada, à 25ºC, não terão nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, seja por cor, turbidez, dureza e sabor (TERRA AMBIENTAL, 2021). 3.2.2 Classificação quanto a natureza A classificação dos resíduos quanto sua origem, ou seja, natureza pode ser subdivididos em sete diferentes tipos. Nas figuras a seguir são mostrados exemplos dos diferentes tipos de resíduos. 50 Figura 10 Exemplos de resíduos residenciais e comerciais. Fonte: Adaptado de Cleanipedia (2022). Figura 11 Exemplos de resíduos público e resíduos domiciliar especial. Fonte: Mercado bom sucesso (2022). Figura 12 Exemplos de resíduos de fontes especiais e agrícolas. Fonte: Bio resíduos (2022). 51 Figura 13 Exemplos de resíduos de serviços hospitalares. Fonte: On Med (2022). 3.2.2.1 Doméstico ou Residencial São resíduos gerados nas casas, apartamentos e condomínios. 3.2.2.2 Comercial São resíduos gerados em estabelecimentos comerciais. 3.2.2.3 Público São resíduos presentes em logradouros públicos como: folhas, poeira, terra, galhos, entre outros. 3.2.2.4 Domiciliar especial Entulho de obras, pilhas, baterias, lâmpadas fluorescentes e pneus. 3.2.2.5 Fontes especiais Resíduos com origem industrial, radioativa, de portos, aeroportos e terminais rodoferroviários. 3.2.2.6 Agrícolas Resíduos gerados a partir de restos de embalagens impregnados com pesticidas e fertilizantes químicos. 52 3.2.2.7 Serviços de saúde Todos os resíduos gerados nas instituições que lidam com a saúde da população como: farmácias, hospitais, clínicas, laboratórios etc. 3.3 A GESTÃO DE RESÍDUOS E INDÚSTRIA 4.0 O setor da gestão de resíduo faz parte da indústria 4.0, indústria que engloba um amplo sistema de tecnologias avançadas, como inteligência artificial, robótica, internet das coisas e computação que estão modificando as formas de produção, gestão e os modelos de negócios no Brasil e no mundo. Percebe-se que a cada década os avanços tecnológicos estão mudando a indústria de resíduos. Para que tal mudança ocorra a gestão de resíduos necessita passar por diferentes estágios, indicados na figura 14. Figura 14 Rota da gestão de resíduos segundo a Indústria 4.0. Fonte: Associação Internacional de Resíduos Sólidos ISWA (2022). 53 3.4 GESTÃO DE RESÍDUOS NO BRASIL No Brasil, a gestão de resíduos sólidos divide-se entre o poder público, as empresas e a população, onde cada gerador deve se responsabilizar pelo resíduo que produz, seja em casa ou nas instituições. Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), compõem o Brasil, 68,4% municípios de pequeno porte de até 20 mil habitantes, no qual concentram 15,4% da população do país. Contudo, aproximadamente 57% da população brasileira vive em apenas 5,7% dos municípios, ou seja, nos 317 municípios, que são os com mais de 100 mil habitantes. Se for feito um corte para municípios com mais de 500 mil habitantes, chega-se a apenas 46 municípios onde se concentram 31,2% da população brasileira (SILVA; CAPANEMA, 2019). Importante entender tais dados, porquê o tamanho da cidade e quantidade a de resíduo gerado têm impacto determinante sobre o financiamento do tratamento do resíduo, o que impacta diretamente na forma como os gestores irão gerir adequadamente seus resíduos. O aterro sanitário, por exemplo, só tem viabilidade econômica para municípios com população acima de 200 mil habitantes (SILVA; CAPANEMA, 2019, p. 188). Apesar das dificuldades em políticas adequadas e incentivos, nos últimos anos o Brasil demonstra grandes avanços e oportunidades para criação de empreendimentos com foco na minimização dos resíduos no país. Um levantamento feito pela Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (ABRAPEL), traz um panorama dos resíduos sólidos no Brasil 2022, considerando o cenário de retomada das atividades pós pandemia do COVID-19, indicando que o país está em curso de novas dinâmicas sociais (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS, 2022). O panorama trouxe alguns dados, conforme figura 15 e figura 16, sobre a gestão de resíduos no país, uma comparação com anos anteriores e as perspectivas para o futuro. Informou que o Brasil durante o ano de 2022, tendo alcançou 81,8 milhões de toneladas, o que corresponde a 224 mil toneladas diárias, sendo assim, cada brasileiro produziu, em média, 1,043 kg de resíduos por dia. 54 Figura 15 Resíduos gerados pelos brasileiros em 2022. Fonte: Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (2022). Figura 16 Comparativo de resíduos 2021 vs 2022. Fonte: Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (2022). A partir dos dados registrados em 2022, conforme observa-se que o montante de resíduos gerados no país apresentou uma curva regressiva em relação a 2021. As possíveis razões podem estar relacionadas às novas dinâmicas sociais, com a retomada da geração de resíduos nas empresas, escolas e escritórios, com a menor utilização dos serviços de delivery em comparaçãoao período de maior isolamento social e por conta da variação no poder de compra de parte da população (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS, 2022). Os hábitos modificados pela pandemia tiveram influência direta nos processos de consumo, descarte e geração de resíduos do brasileiro. Portanto foi necessário o 55 controle do setor público e privado, visto que foi preciso manejo adequado do volume crescente de material gerado, o que destacou a urgência de novos investimentos que façam frente a essa demanda. Portanto, uma alternativa a ser estimulada para a gestão de resíduos sólidos é a concessão dos serviços de manejo a prestadores privados. As concessões e parcerias público-privadas (PPP) são apontadas como a alternativa para modernização da gestão pública de resíduos, dando protagonismo em questões públicas à iniciativa privada, como por exemplo, em situações nas quais o poder público não tem condições técnicas e financeiras de realizá-las. Nesse modelo, cria- se oportunidade para estimular o mercado privado para atuar mais no setor, alavancando investimentos com a regulação do poder público. 56 CAPÍTULO 4: DIPOSIÇÃO FINAL DOS RESÍDUOS SÓLIDOS 4.1 INTRODUÇÃO Conforme foi abordado no capítulo anterior, o estágio final da gestão de resíduos é sua destinação. Após ser tratado os resíduos devem ter uma destinação final adequada (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 10004, 2004). Os diferentes processos de destinação de resíduos, como: a coleta seletiva, lixão ou vazadouro, aterros sanitários, usinas de compostagem, incineração e metanização. Nos tópicos a seguir serão abordados os conceitos, as etapas dos processos e a relevância de cada. 4.2 COLETA SELETIVA A coleta seletiva é o método de recolha dos resíduos orgânicos, inorgânicos, secos, úmidos, recicláveis e não recicláveis, após classificação, conforme sua origem, que são depositados em contentores indicados pela lista padronizada de códigos das cores, baseadas na resolução nº 295/2001 do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) (VGR, 2020). Segundo as informações mais recentes e de acordo com padrões internacionalmente aceitos, as cores são: a. Amarelo - Metal; b. Azul - Papel/papelão; c. Branco - Resíduos ambulatoriais e de serviços de saúde; d. Cinza - Resíduos não recicláveis ou não passíveis de separação; e. Laranja - Resíduos perigosos ou contaminados; f. Marrom - Resíduos orgânicos; g. Preto - Madeira; h. Roxo - Resíduos radioativos; i. Verde - Vidro; j. Vermelho - Plástico/isopor; 57 Após serem destinados corretamente, esses materiais são beneficiados e vendidos na indústria de reciclagem, cooperativas ou aos sucateiros. Apesar de ser um processo simples, aplicar a coleta seletiva não é tarefa fácil de realizar, exige dedicação e empenho por parte dos envolvidos. Por isso é necessário a elaboração de um programa de coleta seletiva, conforme o sugerido pelo projeto de extensão, denominado Coleta Seletiva, da Universidade Estadual Paulista (UNESP) em parceria com o a Secretaria de Meio Ambiente do estado. O projeto elaborou e divulgou uma cartilha que aborda sobre como deve ser englobada as três etapas do programa de coleta seletiva; as etapas constituem o planejamento, a implementação e a manutenção (COELHO, 2013). 4.2.1 Etapa de planejamento Essa etapa consiste em: a. Conhecer os indicadores dos resíduos gerados, como por exemplo: número de envolvidos no programa, quantidade diária de resíduos gerados e o percentual de cada tipo de resíduos; b. Entender as características do local, como por exemplo: locais para armazenagem, recursos existentes e o trajeto que o caminhão realiza, desde a geração até os pontos de coletas; c. Conhecer sobre o mercado dos recicláveis, as doações, cooperativas e vendas; d. Elaborar a parte operacional do projeto, priorizando pontos como: quem realizará a coleta, onde será estocado o material; para quem será doado e/ou vendido o material entre outras; e. Educar ambientalmente todos envolvidos na elaboração do programa. 4.2.2 Etapa de Implementação Essa etapa consiste em: a. Controlar processos que contribuem para estratégias de sucesso do programa, como por exemplo: elaboração de folhetos informativos, compras necessárias e instalação de equipamentos; b. Realizar reuniões de alinhamento para a etapa de inauguração; 58 c. Inaugurar o programa para que as principais informações sobre a coleta seletiva sejam transmitidas. 4.2.3 Etapa de Manutenção Essa etapa consiste em: a. Acompanhar e gerenciar o armazenamento da coleta, as vendas e/ou doações de materiais; b. Realizar levantamento das quantidades coletadas e receita gerada; c. Reforçar os objetivos e metas do programa; d. Divulgar balanço de andamento e resultados do programa. Uma coleta seletiva bem realizada proporciona uma série de vantagens para sociedade, visto que: reduz o desperdício, a exploração de recursos naturais, os custos de produção industrial, gastos com limpeza urbana, o consumo de energia e poluição do solo, da água e do ar; prolonga a vida útil dos aterros sanitários; cria oportunidades de fortalecimento de organizações comunitária e gera emprego e rena na comercialização dos recicláveis. 4.3 VAZADOURO Os vazadouros, popularmente conhecidos como lixões, são áreas a céu aberto com objetivo de receber descargas de resíduos sólidos vindos dos mais diversos locais como: residências, comércio, fábricas, hospitais, entre outros, conforme observado na figura 17. 59 Figura 17 Exemplo de vazadouro. Fonte: Terra Ambiental (2021). Esse tipo de disposição final de resíduos é uma opção e prática inadequada e proibida. Segundo a Lei 12.305/2010 denominada Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), que previu para agosto de 2014 o fim dos vazadouros, definindo que capitais e regiões metropolitanas têm até 2 de agosto de 2021 para acabar com os mesmos, enquanto cidades com mais de 100 mil habitantes têm até agosto de 2022 como prazo final. No entanto os municípios que têm entre 50 e 100 mil habitantes terão até 2023 para eliminar o problema e as cidades com menos de 50 mil habitantes até 2024 (TERRA AMBIENTAL, 2021). Sem qualquer planejamento ou medidas de proteção ao meio ambiente ou à saúde pública, nos vazadouros não existe controle ou monitoramento dos resíduos depositados, deixando que resíduos domiciliares e comerciais de baixa periculosidade, sejam descartados juntamente com os industriais e hospitalares, de alta contaminação e teor poluidor. Como não há impermeabilização, o chorume2 não é coletado e pode penetrar na terra e contaminar o solo e lençol freático. Além disso, os vazadouros atraem vetores que causam riscos à saúde e princípios de incêndios gerados pelos gases provenientes da decomposição descontrolada dos resíduos (TERRA AMBIENTAL, 2021). 2Líquido gerado pela decomposição da matéria orgânica. 60 4.4 ATERROS SANITÁRIOS Segundo a definição da ABNT na NBR 8.419 (1984), o aterro sanitário de resíduos sólidos denomina-se uma técnica de disposição no solo que não causa danos à saúde pública e à segurança, minimiza os impactos ambientais, e que utiliza princípios de engenharia para reter os resíduos sólidos à menor área possível, reduzindo ao menor volume permissível. Tais resíduos são cobertos com terra a cada ciclo. Essa técnica é considerada uma das mais eficientes e seguras de destinação de resíduos sólidos em geral, uma vez que permite o controle e monitoramento eficiente do processo, além de quase sempre apresentar o melhor custo-benefício (SPILLMANN, 2011). O aterro sanitário contém três setores que serão descritos a seguir e pode ser observado na figura 18. Figura 18 Demonstração dos setores do aterro sanitário. Fonte: Portal Resíduos(2018). 61 4.4.1 Setor de preparação Para o setor de preparação é designado uma área específica e assim têm-se início o procedimento de impermeabilização e nivelamento do terreno, posteriormente executam-se as obras de drenagem para captação do chorume e as vias de circulação. Ao final restringe-se a área do local com uma cerca viva para evitar possíveis maus odores e apurar a estética local. 4.4.2 Setor de execução No setor de execução, o material residual é separado conforme suas características e classificações, logo após é pesado com o propósito de avaliar se seu peso está dentro da capacidade suportada pelo aterro. 4.4.3 Setor concluído O setor de conclusão, último setor, ocorre o armazenamento. Diferentemente dos vazadouros, os aterros sanitários são obras de engenharia, funcionando com uma base para drenar o chorume. Esse método apresenta vantagens e desvantagens que são (RECICLAGEM, 2019): Vantagens: a. Reduz o impacto ambiental de materiais não recicláveis; b. Diminui a liberação de gases poluentes na atmosfera; c. Pode gerar energia renovável. Desvantagens: a. As obras exigem muitos recursos e grandes extensões de terra; b. Se houver vazamentos, o impacto no ambiente pode ser pesado; c. Atrai animais como ratos e moscas, o que pode facilitar a proliferação de doenças nos arredores. 4.5 USINA DE COMPOSTAGEM 62 A usina de compostagem consiste em um processo biológico de valorização e transformação de resíduos de matéria orgânica em húmus3, com qualidade para ser utilizada na agricultura rural, urbana e projetos paisagísticos, como fertilizante orgânico composto ou condicionador de solos (TERRA AMBIENTAL, 2021). Atualmente existem dois processos básicos de compostagem, a compostagem por revolvimento e a compostagem por aeração. Em ambos os processos as etapas são bastantes semelhantes e são descritas a seguir. 4.5.1 Compostagem por revolvimento As etapas consistem em: a. Coleta do material; b. Disposição do material coletado em fileiras estáticas; c. Aeração natural estimulada por revolvimento do material; d. Desprendimento de calor das reações químicas; e. Peneiramento do material; f. Ensacamento ou disponibilização para o consumidor final. 4.5.2 Compostagem por aeração As etapas consistem em: a. Coleta do material; b. Disposição do material coletado em fileiras estáticas; c. Aeração forçada por sopradores mecânicos; d. Desprendimento de calor das reações químicas; e. Peneiramento do material; f. Ensacamento ou disponibilização para o consumidor final. Conforme dados do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA), a matéria orgânica corresponde a mais da metade do volume total de resíduos produzidos no Brasil, e tudo isso vai parar em aterros sanitários, onde são depositados com os demais tipos de resíduos, sem receber tratamento específico. Tomando isso 3Adubo orgânico formado a partir da transformação biológica de resíduos orgânicos. 63 como base, pode-se destacar que a compostagem gera muitas vantagens para o meio ambiente e para a saúde pública, seja sendo aplicada no meio urbano ou rural. Como por exemplo, durante o processo de decomposição, na qual ocorre a formação de água, chorume não tóxico (ECYCLE, 2013). Em alguns casos, a compostagem pode ser realizada in loco, na própria empresa ou através do tratamento offsite, na qual é compartilhando a responsabilidade sob os materiais orgânicos com empresas de soluções ambientais especializadas para realizar o tratamento em unidades terceirizadas (TERRA AMBIENTAL, 2021). A figura 19 representa o funcionamento de uma usina de compostagem em Porto Alegre - SC. Figura 19 Esquema de triagem e compostagem de resíduos sólidos. Fonte: Coelho (2016). 4.6 INCINERAÇÃO Denomina-se como incineração a queima dos resíduos em fornos desenvolvidos especificamente para essa finalidade. A destruição térmica do resíduo por oxidação ocorre em temperaturas que vão de 900° e pode chegar a 1250°C. O tempo de manutenção em que o material será incinerado é controlado para permitir a 64 quebra orgânica do resíduo, de modo a reduzir o volume e diminuir o risco de toxicidade do material (VGR, 2020). Esse tipo de tratamento de resíduos permite através da combustão a geração de energia térmica, que posteriormente pode ser transformada em energia elétrica. Além disso, no processo de decomposição térmica há redução de peso, do volume e das partículas de periculosidade dos resíduos, com a consequente eliminação da matéria orgânica e características de patogenicidade4, por meio da combustão controlada. A redução que ocorre geralmente é superior a 90% em volume e 75% em peso (VGR, 2020). O processo de incineração ocorre em 5 etapas que são: a. Etapa de preparação do resíduo a ser incinerado; b. Etapa de combustão em altas temperaturas; c. Etapa de controle de poluentes; d. Etapa de controle dos efluentes; e. Etapa de manuseio e destinação das cinzas para aterro específico. A figura 20 representa o esquema de um incinerador. Figura 20 Esquema de funcionamento de um incinerador. Fonte: Costa e Abreu (2018). Importante ressaltar que o processo de incineração não é aceito por ambientalistas. Isso ocorre, pois o processo envolve combustíveis fósseis o que aumenta a geração de gases tóxicos, como CO2, que causam poluição atmosférica e geram graves impactos ambientais. Para que esses gases não sejam liberados é 4É a capacidade de transmissão de doenças. 65 preciso investir em um sistema de lavagem e de purificação de gases. Esses sistemas têm um alto valor e custo de manutenção (VGR, 2020). 4.7 METANIZAÇÃO Determina-se como metanização ou biogasificação o processo biológico baseado na degradação por bactérias ou micro-organismos da matéria orgânica. Tal relação produz primordialmente o biogás, uma mistura gasosa saturada em água com grande poder energético. A figura 21 a seguir representa o processo metanização realizado pela Methanum, empresa em Jacarepagua - RJ que presta serviços de geração de energia para municípios de médio e grande porte (METHANUM, 2013). Figura 21 Funcionamento do processo de metanização. Fonte: Methanum (2013). Segundo o artigo da Paiva & Baldin (2019), editora fundada em 1997 que produz conteúdos com foco no agronegócio e sustentabilidade, quando é discutido o processo de metanização, alguns pontos são importantes, para o entendimento geral do assunto. 66 a. Em tal processo, entre 60% e 70% da matéria orgânica se transforma em metano (CH4), principal componente do biogás e o restante é composto por CO2 e água; b. A reação de metanização será otimizada em ambiente com taxa de oxigênio zero, temperatura de 37°C e pH neutro; c. Todo efluente ou resíduo potencialmente biodegradável pode ser colocado em um metanizador para produzir biogás. Tecnologia especialmente utilizada no setor agrícola. Porém são quatro os setores que utilizam essa técnica para os efluentes: o agrícola, o industrial, de resíduos domésticos e de resíduos produzidos por estações de tratamento de água; d. A energia é local e renovável. Portanto pode ser utilizada para a produção de eletricidade, por meio de um motor de cogeração e para a produção de calor (por meio de caldeiras exclusivamente). Permite também a produção de combustível para veículos ou para injeção na rede de gás natural, após um processo de depuração avançado. 67 CAPÍTULO 5: LEGISLAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 5.1 INTRODUÇÃO Todas as organizações, empresas e instituições, sejam do segmento público ou privado são responsáveis pelos resíduos que produzem e a destinação desses resíduos. Porém para que ocorra uma gestão adequada dos resíduos, há uma série de leis e normas especificas no Brasil quesão necessárias ser cumpridas para uma legislação adequada de reciclagem. Contudo a principal lei que promove a reciclagem no país denomina-se Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS) e de nº 12.305/2010 e existe há 12 anos, pois todas as demais legislações auxiliares se esta lei, mesmo que boa parte das normas tenham sido criada antes da publicação da PNRS (FERRARI, 2019). 5.2 POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS Instituída no ano de 2010, a Lei nº 12.305/10 além de promover questões ambientais, move-se por questões políticas, sociais e de saúde pública. A lei prever a maneira que a sociedade lida com os seus resíduos, promovendo a redução na geração de resíduos, valorizando e aplicando na prática hábitos mais sustentáveis, estabelecendo meios para aumentar a reciclagem e reutilização de resíduos sólidos, cumprindo primordialmente a prática da logística reversa (FERRARI, 2019). Segundo o artigo 6º da lei os princípios e objetivos da PNRS são: a. A prevenção e a precaução; b. O poluidor-pagador e o protetor-recebedor; c. A visão sistêmica, na gestão dos resíduos sólidos, que considere as variáveis ambiental, social, cultural, econômica, tecnológica e de saúde pública; d. O desenvolvimento sustentável; e. A ecoeficiência, mediante a compatibilização entre o fornecimento, a preços competitivos, de bens e serviços qualificados que satisfaçam as necessidades humanas e tragam qualidade de vida e a redução do impacto ambiental e do 68 consumo de recursos naturais a um nível, no mínimo, equivalente à capacidade de sustentação estimada do planeta; f. A cooperação entre as diferentes esferas do poder público, o setor empresarial e demais segmentos da sociedade; g. A responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos; h. O reconhecimento do resíduo sólido reutilizável e reciclável como um bem econômico e de valor social, gerador de trabalho e renda e promotor de cidadania; i. O respeito às diversidades locais e regionais; j. O direito da sociedade à informação e ao controle social; k. A razoabilidade e a proporcionalidade. Segundo o artigo 9º e 10º da PNRS estabelece que a gestão dos resíduos sólidos deve priorizar a não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição ambientalmente adequados dos rejeitos. Fica sobre responsabilidade das instituições públicas e privadas as seguintes (BRASIL, 2010): a. Ao setor empresarial fica a responsabilidade de gerir os resíduos de forma ambientalmente correta e reincorporá-los na cadeia produtiva. b. Os governos federal, estadual e municipal são responsáveis pela elaboração e implementação dos planos de gestão de resíduos sólidos. 5.3 PNRS E A LOGÍSTICA REVERSA Com aproximadamente 214 milhões de habitantes e diversas empresas fabricantes de produtos que após o consumo se tornam resíduos, criar no Brasil tal lei foi um modo de organizar e controlar os materiais que são descartados no país, além de cuidar dos aterros sanitários. Segundo a Silvia Rolim, assessora técnica da Plastivida, a meta da PNRS até 2031 é reduzir em 45% a quantidade de recicláveis que seguem para os aterros sanitários desnecessariamente. E para que esse objetivo seja alcançado é necessário que todos os setores da sociedade realizem logística reversa (RECICLA SAMPA, 2020). Define-se como a logística reversa um conjunto de ações com o objetivo de determinar a responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos, ou seja, para o sucesso da logística reversa é preciso um esforço em conjunto das 69 organizações com os consumidores. As empresas devem lidar com os resíduos de forma a reinseri-los na cadeia produtiva e garantir a destinação final ambientalmente adequada, transformando o ciclo em um instrumento de desenvolvimento econômico e social. A figura 22 retrata de forma geral como que a logística reversa pode e deve ser aplicada em diversos setores (ATENTO LOGÍSTICS GROUP, 2021). Figura 22 Diferentes setores e a logística reversa. Fonte: Atento logístics group (2021). Para garantir o sucesso do fluxo reverso é fundamental que as instituições realizem um planejamento logístico bem estruturado. Portanto, pode-se separar a logística reversa em três etapas que são: de devolução, entrega ao produtor e reuso ou descarte. 5.3.1 Etapa de devolução O processo inicia-se com a devolução dos resíduos, produtos inutilizáveis ou embalagens pelo consumidor. Por isso, é preciso de espaço para o recolhimento, armazenamento e separação dos materiais (ATENTO LOGÍSTICS GROUP, 2021). 70 5.3.2 Etapa de entrega ao produtor Após devolução parte-se para etapa de entrega, que consiste no recolhimento dos resíduos em grandes volumes. O distribuidor, nessa etapa, encarrega-se de fazer esse retorno para quem fabrica os produtos. Otimizando a etapa com caminhão de entrega vazio para coleta (ATENTO LOGÍSTICS GROUP,2021). 5.3.3 Etapa de reuso ou descarte Essa etapa consiste na realização de uma triagem, afim de saber quais resíduos serão descartados e quais serão destinados ao reuso para assim finalizar o ciclo (ATENTO LOGÍSTICS GROUP, 2021). Entende-se que logística reversa faz retornar ao setor empresarial os resíduos de seus negócios e empreendimentos, para reaproveitamento ou destinação final adequada. Medida que otimiza os esforços de reaproveitar, reusar e reduzir resíduos, pois os fabricantes certamente detêm mais do que ninguém o conhecimento do produto e de seu processo produtivo e saberão desenvolver estratégias para seu desmonte e reaproveitamento. 5.4 PGRS A lei impõe que as empresas elaborem seus próprios Planos de Gerenciamento de Resíduos Sólidos, o PGRS. Instituído pela Política Nacional de Resíduos (Lei nº 12.305/ 2010) trata-se de um documento jurídico que contempla uma série de instruções e ações referentes aos resíduos sólidos gerado na empresa e como efetuar a gestão ambiental adequada do mesmo. As ações contempladas no documento estão relacionadas aos resíduos em geral, de forma direta ou indireta, abordam a coleta, o transporte, o transbordo, o tratamento, assim como a correta destinação e a disposição final dos mesmos (PROJETA SUSTENTÁVEL, 2023). Os principais objetivos do PGRS são: a. Minimizar a geração de resíduos; b. Proporcionar aos resíduos gerados um encaminhamento seguro e correto; c. Proteger os trabalhadores, a saúde pública, os recursos naturais e o meio ambiente. 71 O conteúdo mínimo do PGRS deve conter: a. Descrição do empreendimento/atividade; b. Diagnóstico dos resíduos sólidos abrangendo a caracterização do material, a origem, o volume e os passivos ambientais vinculados; c. Definição dos responsáveis pelas etapas do gerenciamento e dos procedimentos vinculados a essas etapas; d. Identificação das soluções consorciadas ou compartilhadas com os demais geradores de resíduos; e. Listagem de ações a serem executadas mediante a ocorrência de acidentes ou ao gerenciamento inadequado; f. Proposição de metas relacionadas à minimização da geração segundo as normas estabelecidas pelos órgãos do Sisnama, do SNVS e do Suasa, à reutilização e reciclagem; g. Inclusão de ações vinculadas ao compartilhamento da responsabilidade pelo ciclo de vida dos produtos – quando for aplicável; h. Periodicidade para a revisão do estudo. A elaboração e execução adequada de um bom PGRS tende a manter o meio ambiente mais saudável, limpo e organizado para as gerações futuras. Atualmente a elaboração do PGRS deixou de ser apenas uma exigência legal, portanto diversas empresas optam pela elaboração do documento por questões estratégicas afim de manter a melhoria da gestão de resíduos da mesma. 5.4.1 Responsáveis pelo PGRS Segundo a Lei nº 12.305/ 2010 a preparação e a execução do PGRS são obrigatórias aos geradores de resíduos sólidos. A lei institui que estãosujeitos a PGRS os serviços públicos de saneamento básico, estabelecimentos comerciais e de prestação de serviços que gerem resíduos perigosos e não perigosos, desde que não enquadrados como resíduos domiciliares, empresas de construção civil e geradores de resíduos, tais como: Industriais gerados tanto nos processos produtivos, quanto nas instalações; serviços de saúde; agrossilvopastoril; de mineração oriundos de pesquisa, extração ou beneficiamento de minérios; de portos, aeroportos, terminais 72 alfandegários, rodoviários e ferroviários e passagens de fronteira (PROJETA SUSTENTÁVEL, 2023). 5.4.2 Tipos de PGRS Os tipos de PGRS existentes são os o PGRSE, o PGRSS, o PGRCC e o PGRSU. O que distingue cada um está nas características do resíduo a ser gerenciado e isso está vinculada à atividade desenvolvida pelo empreendimento ou indústria (PROJETA SUSTENTÁVEL, 2023). 5.4.2.1 PGRSE - Resíduos Sólidos Especiais Requerido quando há geração de resíduos que demandem procedimentos especiais o manejo e destinação, em função do grau de periculosidade, degradabilidade, ou por outras especificidades. 5.4.2.2 PGRSS - Resíduos de Serviço de Saúde O gerenciamento dos Resíduos de Serviço de Saúde (RSS) é instituído pela RDC Nº 222, de 28 de março de 2018. Gerados por laboratórios de análises clínicas e de anatomia patológica, necrotérios, drogarias e farmácias, clínicas em geral e serviços de tatuagem. 5.4.2.3 PGRCC - Resíduos de Construção Civil O gerenciamento dos Resíduos da Construção Civil (RCC) é disposto na Resolução Nº 307, de 5 de julho de 2002. Dentre os locais de geração estão construtoras e fábricas vinculadas a construção civil. 5.4.2.4 PGRSU - Resíduos Sólidos Urbanos Os resíduos sólidos urbanos (RSU) compreendem tanto os resíduos domiciliares (RDO), quanto os Resíduos Sólidos Públicos (RPU). Tal programa deve ser realizado primordialmente pelas instituições públicas. 5.5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 73 Os novos tipos de regulamentos e políticas estão se tornando mais evidentes à medida que economias emergentes, como países do BRIC, tentam dissociar o crescimento econômico de degradação ambiental. O Brasil não está sozinho nesse esforço e compreende por meio das políticas adequadas a importância do desenvolvimento e apoio ao crescimento verde. Esses esforços regulatórios do Brasil estão alinhados com os da China e da Índia (JOSEPH et al. 2012). Esses regulamentos brasileiros abrangentes sobre resíduos sólidos podem resultar em negócios e oportunidades sociais e demandas. Como em qualquer nova política regulatória, as oportunidades de inovação social e econômica existem e os requisitos de desenvolvimento podem ser identificados. Essas oportunidades e requisitos incluem (INSTITUTO ETHOS, 2012). a. Investir e desenvolver P&D em tecnologias mais limpas; b. Redirecionar o foco estratégico das empresas para atender às necessidades de compra públicas por meio de ecodesign, análise do ciclo de vida, rotulagem ecológica, logística reversa e práticas de gerenciamento da cadeia de suprimentos ecológica; c. A necessidade de aquisição e transferência de reconhecimento para os planos municipais e estaduais de gerenciamento de resíduos sólidos; d. Cumprir alguns dos oito objetivos de desenvolvimento do milênio das nações unidas, começando com a integração dos coletores de materiais recicláveis na cadeia de reciclagem; e. Educacionalmente, melhore e redesenhe o currículo em engenharia, gerenciamento de negócios e química para preparar profissionais qualificados com relação ao gerenciamento de resíduos sólidos e logística reversa Para alguns professores e ambientalistas, em todo esse período da criação da PNRS como política pouco efeito foi gerado. Os mesmos destacam que foram estabelecidos itens como: instituição certificadas por crédito em reciclagem, por meio do recicla mais; programas como a coleta seletiva cidadã e o cadastro nacional de operadores de resíduos perigosos que tem como objetivo aproveitar os resíduos inflamáveis para produção de energia, são ações que não foram implementadas ou tiveram pouco avanço. Ainda assim, reforçam que o pouco avanço dessas políticas e 74 os principais desafios observados, sem dúvidas, foram devido a falta de incentivo financeiro tanto para as cooperativas, quanto os trabalhadores (MACIEL, 2023). Para Adir Cembranela, professor de engenharia ambiental na UTFPR, alguns pontos sobre as políticas públicas que faltam investimento financeiro estão na: Falta de organização do planejamento orçamentário dos municípios, visto que os mesmos sofrem bastante ao manter sua estrutura para a implementação das metas e objetivos presentes na legislação; a. Falta de investimento em aterros sanitários controlados; b. Pouca injeção de recursos nas ações de coleta seletiva; c. Pouco incentivo a educação ambiental; d. Falta de incentivo na criação de cooperativas e desvalorização das existentes; e. Pouco incentivo para os trabalhadores do setor. Portanto, observa-se que existem muitas oportunidades ainda no setor, por meio de diretrizes dos planos a nível nacional, estadual e regional. Essas diretrizes estão inclusas no NPSW National Policy on Solid Waste, que estabelece esses planos devem: a. Incentivar e promover uma hierarquia de gerenciamento de resíduos para reduzir, reutilizar, reciclar e tratar resíduos sólidos, enquanto o descarte de resíduos sólidos deve ser concluído de maneira ecológica e ambientalmente responsável; b. Adotar, desenvolver e melhorar tecnologias limpas como forma de minimizar o impacto ambiental; c. Incentivar a indústria de reciclagem a ajudar a promover o uso de matéria prima reciclada; d. Priorizar as compras governamentais ecológicas, incluindo a compra de produtos e bens reciclados, serviços e obras que considerem critérios compatíveis com o consumo social e ambientalmente sustentável; e. Integrar coletores de materiais recicláveis em ações que envolvam responsabilidade conjunta por ciclos de vida do produto. Para que esses objetivos sejam atingidos, os fabricantes, distribuidores e comerciantes, organizados em todos os setores da indústria, necessitam estimular e desenvolver a reciclagem para a coleta e processamento de embalagens de plástico, 75 papel, papelão, vidro e metal. As tendências da cadeia de suprimentos fechada para a devolução incluem o desenvolvimento de sistemas de processamento e variedade de materiais. Esses materiais adicionais baseados no consumidor incluem embalagens de alimentos, baterias, pneus, lubrificantes, lâmpadas e demais equipamentos descartados pelos consumidores. Esse esforço requer o desenvolvimento de sistemas de logística reversa, que devem incluir capacidades de retorno desses resíduos sólidos de volta à cadeia de suprimentos de produção original (OLIVEIRA, 2019). 76 CAPÍTULO 6: RECICLAGEM DA PRATA DE FILMES DE RAIO X 6.1 INTRODUÇÃO Sendo a prata um metal pesado e altamente poluidor, a sua liberação no ambiente é proibida por normas estabelecidas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) e pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). As Resoluções da Diretoria Colegiada (RDC) 306/04, da Anvisa, e Resolução nº 358/05, do Conama, dispõem sobre o gerenciamento dos resíduos (CONAMA, 2005). A prata, um dos mais conhecidos metais preciosos, e por conta da dificuldade de encontrar esse tipo de minério é considerado um metal raro. Segundo o site da USGS, serviço geológico americano, das 1.740.000 toneladas de prata que foram descobertas, 55% se concentra em apenas quatro países (GEOSAN, 2021). A prata está em diversas aplicações tais como, cunhagem de moedas, sais de prata usados em fotografia, materiais para odontologia, ligas para solda, em baterias de alta capacidade do tipo prata zinco e prata-cádmio, na fabricação de espelhos,na fabricação de circuitos impressos, entre outros. Uma aplicação típica e tão comum da prata está nas radiografias de raio-x, porém o descarte incorreto dessas pode causar contaminação por conta da presença abundante desse metal, podendo ser tóxica para o meio ambiente e pessoas. Por esse motivo os filmes de raio-x não podem ser descartados em resíduos comuns. 6.2 A PRATA Do grupo dos metais nobres não-ferrosos a prata (Ag) juntamente com o ouro (Au) é um dos mais conhecidos e mais importantes devido abundância e uso diversificado. A palavra prata deriva do latim argentum, e sua utilização teve início por volta de 3000 a.C, sendo entre os anos 1780 a 1580 a.C um período na qual seu valor financeiro ultrapassou o do ouro. Com o número atômico 47, possui coloração branco-prateado, metal de transição, pode ter três origens: a natural, encontrada na natureza, a industrial e a sintética, produzida em laboratório: 77 a. Natural: a Prata pode ser encontrada em sua forma pura ou associada a outros materiais. Na natureza, existem mais de 60 minérios diferentes que apresentam prata em sua composição; b. Industrial: é obtida a partir do processamento de materiais como chumbo, cobre e zinco; c. Sintética: é obtida a partir de reações químicas com sais que apresentam prata em sua constituição, como o nitrato de prata, que, ao reagir com o cobre, origina um sal e prata metálica pura. 6.2.1 Minérios de prata Os minérios mais comuns para extração da prata são: a. Argentita (Ag2S) sulfeto de prata; b. Cloarginita (AgCl) cloreto de prata. Abaixo uma representação de minério de prata com cobre Figura 23 Minério de prata com cobre Fonte: Geosan (2021). Além disso, a maior parte é obtida como subproduto do refino eletrolítico de metais comuns (Cu, Pb e Zn). Recentemente, uma quantidade considerável do metal tem sido obtida através da reciclagem, principalmente pela indústria fotográfica. Entre a distribuição de produtores de minério de prata pelos países temos a maior quantidade dividida por 3 países, são eles o México, Peru e China. 78 A figura 24 abaixo apresenta uma classificação da distribuição de minério prata pelo mundo o ano de 2019. Figura 24 Classificação de minério de prata em diferentes países Fonte: Geosan (2021). 6.3 PROPRIEDADES DA PRATA Maleável, dúctil e apresenta ótima condutividade elétrica. Pouco reativa e bastante resistente à corrosão. Quando combinada com os outros elementos do quadro periódico, a prata exibe essencialmente o estado de oxidação +1(AgCl), exceto em AgF2, cujo estado de oxidação é +2. 79 Todos os sais de Ag(I) são insolúveis, com exceção do AgNO3, AgF e AgClO4. O estado de oxidação +2 é mais comum em complexos5, como [Ag(piridina)4]2+ e [Ag(orto-fenantrolina)2]2+ que formam sais solúveis com ânions não redutores, como nitrato e perclorato. A prata apresenta potencial de redução padrão positivo e por isso, não é suscetível à oxidação pelos íons H+ sob condições padrão. Esse caráter nobre justifica sua aplicação em joias e ornamentos. Porém, devido a formação de sulfeto de prata (Ag 2S) devido presença de compostos sulfurados no ar atmosférico, objetos de prata quando expostos ao ar, perdem lentamente o seu aspecto brilhoso. A tabela 3 a seguir apresenta-se algumas informações sobre o elemento químico a prata. Tabela 3 Propriedades do elemento químico prata. Propriedade Valores Massa atômica 108 u.m.a Eletronegatividade 1,93 Ponto de fusão 960,5ºC Ponto de ebulição 2.180ºC Densidade 10,49 g/cm3 Configuração eletrônica [Kr]5s14d10 Condutibilidade térmica 0,440 W/cmK Módulo de elasticidade 80 x 103 MPA Fonte: Adaptado de Matlakhova (2016). 6.4 FILMES DE RAIO-X Os filmes de raio x são usados para conter a imagem radiográfica que após exposta a radiação é processada nas soluções adequadas. Porém tal processo produz muitos resíduos, tal que a geração de resíduos sólidos em questão é uma grande preocupação a sociedade e ao meio ambiente (SANAR SAÚDE, 2021). 5São compostos complexos ou de coordenação 80 6.4.1 Componentes dos filmes Alguns componentes básicos dos filmes de raio-x são: 6.4.1.1 Capa protetora Tem a finalidade de proteger a emulsão do contato com as forças mecânicas durante a manipulação do filme, e são constituídas de uma fina camada de gelatina apenas (SANAR SAÚDE, 2021). 6.4.1.2 Emulsão Colocada em ambos os lados da base do filme, proporciona alta sensibilidade aos mesmos e que o processamento e secagem sejam nos menores tempos possíveis. Com isso, a gelatina que forma a emulsão é impregnada de diminutos cristais de sais halogenados, brometo ou iodeto de prata (SANAR SAÚDE, 2021). A gelatina é uma substância colóide gomosa, obtida de ossos e peles de animais, que não se dissolve em água fria, mas intumesce e absorve água, deixando penetrar em seu interior, os produtos químicos que modificam os cristais de prata expostos aos raios X (SANAR SAÚDE, 2021). A figura 25 retrata basicamente como o filme é estruturado. Figura 25 Estrutura básica dos filmes Fonte: Carvalho (2012). 6.4.1.3 Base Constituída por um material rígido, para que possa ser manipulada pelo operador. Atualmente é de plástico, mas já foi de nitrato e acetato de celulose. A base deve ser fina, transparente, plana e azulada (SANAR SAÚDE, 2021). 81 6.4.1.4 Embalagem Papel preto- opaco à luz, envolve o filme, na parte de trás do filme tem uma lâmina de chumbo protege de radiação secundária, e a capa plástica externa- deve ser a prova d’agua (SANAR SAÚDE, 2021). 6.4.2 Processamento dos filmes de raio-x A câmara escura, local à prova de luz com o máximo de higiene onde procedemos a revelação dos filmes radiográficos e fotográficos. A mesma pode ser classificada em tais tipos (SANAR SAÚDE, 2021): a. Portátil; b. Quarto; c. Labirinto; d. Processadoras automáticas. Alguns equipamentos necessários para o funcionamento da câmara escura: a. Suportes ou colgaduras; b. Filtro de segurança; c. Termômetro; d. Bastões agitadores; e. Relógio alarme; f. Tanques. 6.5 FORMAÇÃO DOS FILMES A revelação do filme radiográfico em um sistema convencional é uma reação química, onde as três etapas básicas a constituem: formação da imagem latente, revelação da imagem e a fixação da imagem. 82 6.5.1 Formação da imagem latente Ao ser exposto à luz, a emulsão constituída de haletos de prata libera elétrons que se combinam com íons brometo carregados negativamente. Os elétrons liberados combinam-se com íons de prata carregados positivamente, na rede cristalina transformando-os em átomos de prata. A agregação de um pequeno núcleo de prata torna o cristal de brometo de prata sensível à revelação. Embora esta pequena mudança não possa ser detectada visualmente, já existe um precursor da imagem formada, chamada imagem latente (SAFETY, 2018). 6.5.2 Revelação da imagem A imagem latente se converte em imagem visível por ação química do líquido revelador contido na processadora de filmes, reação chamada de oxirredução. Os átomos de prata agem como catalizadores na reação, fazendo com que os cristais expostos à luz sofram redução rapidamente. A temperatura e a concentração dos químicos do revelador influenciam neste processo (SAFETY, 2018). Tal etapa tem como função estabelecer a diferença entre as áreas do filme que foram expostas à luz e as quais são formam. Alguns ingredientes básicos de um revelador de raios-x, são: a. Solventes - O solvente básico em um revelador é a água que dissolve e ioniza as substâncias químicas do revelador; b. Agentes reveladores – São componentes químicos capazes de converter os grãos expostosde haletos de prata em prata metálica; c. Aceleradores ou ativadores ex: carbonato de potássio ou sódio; d. Preservativos – Retarda a oxidação, mantém a proporção de revelação e ajuda a evitar mancha na camada de emulsão do filme; e. Retardadores – Os íons que são usados como retardadores, protegem os grãos não expostos contra a ação de revelador. Após o processo de exposição à luz, o filme precisa ser revelado, pois a imagem ainda não é visível. Os reveladores mais comuns são o metol e a hidroquinona (SAFETY, 2018). 6.5.3 Fixação da imagem 83 O líquido fixador retira os cristais de haleto de prata que não reagiram com o liquido revelador, neutralizando e clareando o filme radiográfico. Após o liquido revelador ter agido no filme, o mesmo encaminha-se para a lavagem, que consiste em eliminar os cristais de prata que não foi sensibilizada pela ação da imagem revelada. Depois de lavado, o filme passa pela etapa de secagem, ao final desta etapa ele estará preparado para o manuseio e visualização (SAFETY, 2018). A etapa de fixação é importante para manter a qualidade de uma radiografia. Os ingredientes básicos para um banho de fixação são: a. Solvente: dissolve outros ingredientes difundindo na emulsão; b. Agente fixador: Um agente clarificante ou fixador, o fixador mais utilizado é o tiossulfato de sódio; c. Conservador: Evita a decomposição do agente clarificante ou fixador; d. Endurecedor: Em geral, é um sal de alumínio que evita que a gelatina da emulsão se dilate excessivamente; e. Acidificante: Neutraliza todo o revelador alcalino que possa ser trazido pelo filme; f. Amortecedor: podem ser adicionados à solução para manter a desejada acidez, ajudando a reação a obter melhores resultados. Para finalizar o processamento radiográfico, realiza-se a secagem de modo rápido que depende do adequado condicionamento do filme. A temperatura do secador dever ser a mais baixa possível, e não deve exceder o nível de temperatura recomendado (SAFETY, 2018). 6.6 MODELOS DE NEGÓCIOS DA PRATA O processo de reciclagem de radiografias tem importante papel na proteção do meio ambiente e consequentemente da saúde humana. Há processos que permitem reaproveitar tanto a prata quanto as folhas de acetato presentes nas radiografias. A prata pode ser comercializada e transformada em joias, e o acetato em embalagens para presentes e material escolar. Além desses benefícios, a reciclagem de radiografias contribui para geração de empregos e recursos para parceiros nesse ramo de atividade (PASSOS; CASTRO, 2012). 84 A placa de plástico limpa pode ser destinada a reciclagem comum ou na confecção de embalagens. O ato de reciclar um material que poderia ir para locais impróprios significa muito mais do que apenas gerar outro material, consiste em colaborar para manter a perfeita sintonia entre o homem e o meio ambiente. 6.6.1 DPC Brasil Com sede na região metropolitana de São Paulo, a empresa DPC Brasil referência no ramo reciclagem de resíduos, com parcerias em diversos estabelecimentos como hospitais, clínicas, unidades básicas de saúde entre outros. A empresa conta com mais de 200 pontos de coleta em diversos locais no país, que encaminham em torno de 1000 kg de radiografias por mês. Após serem descartadas nos diversos pontos de coleta, as radiografias são retiradas por equipe especializada e transportadas até a empresa de reciclagem. Com a chegada do material inicia-se a separação das radiografias por tamanho. 6.6.1.1 Etapa de lavagem Na primeira etapa, a de lavagem, as radiografias são colocadas em uma cuba, imersas em solução de hidróxido de sódio por até 24 horas. Nesta etapa ocorre o desprendimento da prata e de outros elementos químicos das folhas de acetato, conforme a figura 26 (PASSOS; CASTRO, 2012). 85 Figura 26 Etapa de lavagem das radiografias. Fonte: Passos e Castro (2012). 6.6.1.2 Etapa de reciclagem Após desprendimento há uma divisão no processo de reciclagem devido ao reaproveitamento de diferentes elementos, do acetato e a prata. O acetato sai transparente do tanque de lavagem para um processo de secagem numa estufa e o resíduo de prata segue para decantação (PASSOS; CASTRO, 2012). 6.6.1.3 Etapa de decantação Toda prata desprendida das folhas de acetato no processo de lavagem é encaminhada para tanques de decantação. Forma-se uma massa escura que contém diversos elementos, entre eles a prata (PASSOS; CASTRO, 2012). A prata que recobre a película de acetato é precipitada em óxido de prata, segundo a reação. (1) 2 Ag+ + 2 OH- -> Ag2 O + H2O Tal processo, processo é visto na figura 27. 86 Figura 27 Processo de decantação da prata. Fonte: DPC Brasil (2023). 6.6.1.4 Etapa de fundição e resfriamento O óxido de prata retido durante a decantação é coloca em um cadinho. O cadinho é colocado na mufla para assim atingir o ponto de fusão da prata 962 °C, até total separação dos demais elementos. Após resfriada e granulada a prata é comercializada como matéria prima (PASSOS; CASTRO, 2012). As figuras a seguir representam essas etapas finais. Figura 28 — Processo de fundição da prata. Fonte: DPC Brasil (2023). 87 Figura 29 Prata granulada após resfriamento. Fonte: DPC Brasil (2023). A DPC BRASIL possui os principais certificados obrigatórios para execução do trabalho de coleta e descartes de resíduos químicos, garantindo assim ao não agressão ao meio ambiente, contribuindo para um mundo melhor com muito mais sustentabilidade (DPC BRASIL, 2023). 6.6.2 Projeto CEFET Nilópolis Além das empresas, a recuperação da prata através de radiografias há décadas seguem sendo oportunidades de projetos de pesquisa, como o realizado pela unidade CEFET Nilópolis - RJ. Seguindo a linha de suprir a demanda por informações no campo da reciclagem e reaproveitamento dos mais diversos materiais, na utilização racional dos recursos naturais e na divulgação de técnicas inovadoras (RECICLOTECA, 2019). Com o objetivo de se extrair a prata da radiografia por um processo mais econômico, sem a geração de resíduos químicos, a equipe do CEFET desenvolveu o processo que consiste nas seguintes etapas: 6.6.2.1 Etapa de tratamento radiográfico Primeiro realiza-se o tratamento da radiografia com uma solução de hipoclorito de sódio 2,0% água sanitária sendo gerado um resíduo sólido que contém a prata sob a forma de vários compostos químicos epelículas radiográficas limpas (RECICLOTECA, 2019). 88 6.6.2.2 Etapa de tratamento com hidróxido Em seguida o resíduo sólido é tratado com hidróxido de sódio sólido em água por aquecimento durante 15 minutos. Nesta fase obtém-se o óxido de prata misturado a impurezas (RECICLOTECA, 2019). 6.6.2.3 Etapa de aquecimento do óxido de prata Realiza-se o aquecimento do óxido de prata com solução de sacarose por 60 minutos, obtendo-se a prata impura sólida que ainda não apresenta brilho (RECICLOTECA, 2019). 6.6.2.4 Etapa de aquecimento da prata Na última etapa finalmente a prata é aquecida a 1.000ºC por 60 minutos num forno mufla e obtém-se a prata pura e com brilho (RECICLOTECA, 2019). O projeto, realizado com a coordenação da professora Andréa de Morais Silva, ressalta que para recuperação ocorrer de forma adequada, devem ser considerados os seguintes aspectos: a. simplicidade na execução b. menor quantidade de reagentes c. baixo custo dos reagentes d. geração de menor quantidade de resíduos e. geração de resíduos menos tóxicos f. bom rendimento g. potencialidade na recuperação/tratamento dos resíduos 6.7 TÉCNICAS DE RECICLAGEM 6.7.1 Hidrometalurgia O método hidrometalúrgico apresenta vantagens em relação àextração convencional, como a redução do gasto energético, sem a utilização de altas temperaturas por um extenso tempo, e a diminuição de custo no processo, além de 89 não haver a emissão de gases poluentes e não produção de SO2 e o exofre pode ser recuperado em sua forma elementar. (VIERA; DE JESUS; MONNERAT, 2021). Portanto a aplicação da hidrometalurgia como recurso na recuperação de metais, a partir de materiais que seriam primariamente descartados sem qualquer preocupação quanto ao manejo correto para tal ação, como as chapas radiográficas, caracterizando-se como uma proposta sustentável. O processo hidrometalúrgico se baseia nas seguintes etapas, de forma sequencial: 6.7.1.1 Etapa de preparação Na preparação, ocorre o ajuste das propriedades físico-químicas do minério sólido, tais como a composição, porosidade, natureza química e granulometria (VIERA; DE JESUS; MONNERAT, 2021). 6.7.1.2 Etapa de lixiviação A lixiviação é a etapa mais importante, a qual se baseia na dissolução do mineral que contém o metal desejado, por intermédio do contato com uma solução aquosa (VIERA; DE JESUS; MONNERAT, 2021). 6.7.1.3 Etapa de separação A etapa de separação da fase aquosa contendo o metal de interesse, produzido na lixiviação através da separação de elementos provenientes da dissolução da ganga. A eficiência desta etapa é determinante para a minimização das perdas de metal solúvel na polpa, que constituirá o rejeito, e de consumo de água nova no processo (VIERA; DE JESUS; MONNERAT, 2021). 6.7.1.4 Etapa de tratamento A etapa de tratamento do licor produzido na lixiviação visa à purificação da solução e à concentração da solução contendo o metal dissolvido até os níveis adequados à etapa seguinte de recuperação (DE SOUZA, 2013). O tratamento da fase aquosa envolve processos tais como: 90 a. Precipitação; b. Adsorção em carvão ativado; c. Adsorção em resinas poliméricas de troca iônica; d. Extração por solventes. 6.7.1.5 Etapa de recuperação A última etapa tem como objetivo a recuperação do metal. Este pode ser obtido na forma de sal ou hidróxido metálico, através de processos de precipitação e cristalização ou na forma metálica (DE SOUZA, 2013). O processo de eletro recuperação envolve a aplicação de uma diferença de potencial entre cátodos-ânodos imersos em solução aquosa e é usado na obtenção de cobre, zinco, níquel, ouro, dentre outros (DE SOUZA, 2013). Para metais de potencial redox muito negativo, como o alumínio, este processo é realizado em banho de sais fundidos (DE SOUZA, 2013). 91 CAPÍTULO 7: RECICLAGEM DE PNEUS 7.1 INTRODUÇÃO Mesmo com inúmeros estudos ainda não existe uma data nem tampouco por qual povo exatamente a roda foi inventada, contudo evidências arqueológicas indicam que o uso da mesma como sustentação de meios de transportes iniciou-se na Eurásia e Oriente médio por volta de 3.500 a.C, na antiga Mesopotânia, região onde hoje está situado o Iraque. Uma vez que segundo o antropólogo David Antony, esse período foi o qual grande revolução aconteceu, pois foi quando o conceito de eixo foi estabelecido (BRITISH BROADCASTING CORPORATION BRASIL, 2017). Figura 30 A roda entre desenhos rupestres. Fonte: BBC (2017). Mesmo com os avanços que os povos antigos realizavam a cada descoberta sobre a importância dos meios transportes e seus componentes, apenas no século XIX que se deu origem a um componente compósito imprescindível, o pneumático ou mais popularmente pneu, patenteado para automóveis em 1845 pelos irmãos Michelin (PINHEIRO, 2020) 92 Segundo dados, o Brasil descarta anualmente pelo menos 450 mil toneladas de pneus, o que equivale a cerca de 90 milhões de unidades. Quando feito indevidamente, em vazadouros, depósitos, quintas de casa e outros locais inapropriados, como beiras de rios e matas, os pneus se tornam grave problema ambiental visto que demora a se decompor na natureza, visto que esses pneus demoram em média 600 anos para se decompor (MORENO, 2022). Na figura 31, observa-se os impactos em diferentes biomas atingidos pelo descarte incorreto dos pneus. Figura 31 Diferentes biomas destruídos pelo descarte incorreto de pneus. Fonte: Borges (2017). A seguir são apresentados alguns exemplos de como o descarte inapropriado de pneus podem causar impactos na natureza. a. Quando jogados em terrenos baldios, acumulam, por causa de seu formato, água da chuva no seu interior, servindo de local para os mosquitos 93 transmissores de doenças, como a dengue e a febre amarela, colocarem seus ovos; b. Quando colocados em vazadouros, misturam-se com o resto dos resíduos, absorvendo os gases liberados pela decomposição, inchando e estourando. Acabam sendo separados e abandonados em grandes pilhas em locais abertos, junto a esses vazadouros; c. São fonte para queimadas, podem causar incêndios, pois cada pneu é capaz de ficar em combustão por mais de um mês, liberando mais de dez litros de óleo no solo, contaminando a água do subsolo e aumentando a poluição do ar. 7.2 O PNEU O pneu consiste em um tubo de borracha cheio de ar que, ajustado ao aro de uma roda, permite a locomoção do veículo absorvendo os impactos com o solo. Os pneumáticos são encontrados em diversos veículos, porém são vistos com mais frequência nos automóveis, ônibus, motocicletas, bicicletas e caminhões. Contudo também, podem ser encontrados em aviões, tratores agrícolas, equipamentos de construção e movimentação de materiais. O pneumático de um veículo automotor serve para suportar carga, assegurar a transmissão da potência automotriz, garantir dirigibilidade e respostas eficientes nas freadas e acelerações e contribuir, junto com as suspensões, para o conforto dos ocupantes. As principais partes do pneu e suas funções são descritos a seguir e representados na figura 32. Figura 32 Ilustração das principais peças de pneu radial. Fonte: Recapagem pneus (2017). 94 7.2.1 Carcaça Parte interna do pneu, responsável por reter a pressão causada pelo ar e sustentar o peso do veículo. Possui lonas de poliéster, aço ou nylon, dispostas no sentido diagonal uma das outras, nos chamados pneus convencionais ou diagonais, ou na forma radial, nos pneus ditos radiais (SILVA, 2011). 7.2.2 Cintas estabilizadoras Os pneus radiais contam com uma estrutura adicional de lonas, chamadas de cintas, que estabilizam a carcaça radial. Essas lonas são constituídas de aço (RECAPAGEM PNEUS, 2017). 7.2.3 Talão Localizados nas duas extremidades, os talões são fios de aço cobertos por cobre, e possuem como função a fixação do pneu na roda, acoplando o pneu ao aro (SILVA, 2011). 7.2.4 Flancos Parte lateral do pneu e tem a função de proteger a carcaça. É constituída de borracha com alto grau de elasticidade. Além disso, é responsável pelo conforto. Quanto mais fino for o pneu, menos confortável ele será para o motorista. A lateral é flexionada cerca de 800 vezes por segundo enquanto o carro roda (SILVA, 2011). 7.2.5 Banda de rolagem Denomina-se como a parte que entra em contato com o solo. Os desenhos formados nessa parte são chamados de esculturas. Possuem partes cheias e partes vazias e servem para otimizar a aderência com a superfície. A banda de rolagem é feita com compostos de borracha altamente resistentes ao desgaste (SILVA, 2011). 7.2.6 Estanque Estanque ou revestimento interno bruto, denomina-se a capa de borracha sintética muito estanque ao ar. Esta capa encontra-se no interior do pneu e funciona como câmara-de-ar (SILVA, 2011). 95 7.2.7 Ombro Os ombros permitem estabilidade ao veículo que trabalham principalmente nas curvas (RECAPAGEM PNEUS, 2017). 7.3 MATERIAIS DOS PNEUS Segundo Andrietta (2002), a borracha é o principal material do pneu,33 1.4.2.3 PROMOÇÃO DA DIVERSIDADE ....................................................................................... 33 1.4.3 O USO ........................................................................................................................... 34 1.4.3.1 FASE DA INTRODUÇÃO ................................................................................................ 34 1.4.3.2 FASE DO CRESCIMENTO .............................................................................................. 34 1.4.3.4 FASE DA MATURIDADE ................................................................................................. 35 1.4.3.4 FASE DO DECLÍNIO ...................................................................................................... 35 1.4.4 A MANUTENÇÃO E REPAROS .......................................................................................... 35 1.4.5 A REDISTRIBUIÇÃO ........................................................................................................ 35 1.4.6 A REMANUFATURA ......................................................................................................... 36 1.5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 36 1.5.1 REFORÇAR POLÍTICAS ................................................................................................... 37 1.5.2 ESTABELECER METAS .................................................................................................... 37 1.5.3 CENTRALIZAR A RECICLAGEM E REUTILIZAÇÃO ............................................................... 37 1.5.4 ENVOLVER O SETOR PÚBLICO ......................................................................................... 38 1.5.5 REVER OS TRIBUTOS...................................................................................................... 38 1.5.6 INVESTIR ....................................................................................................................... 38 CAPÍTULO 2: MINERAÇÃO URBANA ............................................................................... 40 2.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 40 2.1.1 MINERAÇÃO TRADICIONAL ............................................................................................. 40 2.1.2 MINERAÇÃO URBANA ..................................................................................................... 41 2.1.2.1 MINERAÇÃO DE ATERROS ............................................................................................ 42 2.1.2.2 MINERAÇÃO URBANA ................................................................................................... 42 2.1.2.3 RECICLAGEM DE MATERIAIS ......................................................................................... 43 2.1.2.4 RECUPERAÇÃO DE RECURSOS ..................................................................................... 43 2.1.2.5 MINIMIZAÇÃO DO DESCARTE ........................................................................................ 43 2.1.2.6 ECONOMIA CIRCULAR .................................................................................................. 43 2.2 MINAS URBANAS PELO MUNDO ................................................................................ 44 2.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 45 CAPÍTULO 3: GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS ........................................................... 46 3.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 46 3.2 CLASSIFICAÇÃO .......................................................................................................... 47 3.2.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS RISCOS ............................................................................ 47 3.2.1.1. CLASSE I: PERIGOSOS ............................................................................................... 47 3.2.1.2 CLASSE II: NÃO PERIGOSOS ....................................................................................... 48 3.2.1.2.1 NÃO-INERTES .......................................................................................................... 49 3.2.1.2.2 INERTES .................................................................................................................. 49 3.2.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A NATUREZA ........................................................................... 49 3.2.2.1 DOMÉSTICO OU RESIDENCIAL ...................................................................................... 51 3.2.2.2 COMERCIAL ................................................................................................................ 51 3.2.2.3 PÚBLICO .................................................................................................................... 51 3.2.2.4 DOMICILIAR ESPECIAL ................................................................................................. 51 3.2.2.5 FONTES ESPECIAIS ..................................................................................................... 51 3.2.2.6 AGRÍCOLAS ................................................................................................................ 51 3.2.2.7 SERVIÇOS DE SAÚDE ................................................................................................... 52 3.3 A GESTÃO DE RESÍDUOS E INDÚSTRIA 4.0 ............................................................. 52 3.4 GESTÃO DE RESÍDUOS NO BRASIL .......................................................................... 53 CAPÍTULO 4: DIPOSIÇÃO FINAL DOS RESÍDUOS SÓLIDOS ........................................ 56 4.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 56 4.2 COLETA SELETIVA ....................................................................................................... 56 4.2.1 ETAPA DE PLANEJAMENTO ............................................................................................. 57 4.2.2 ETAPA DE IMPLEMENTAÇÃO ........................................................................................... 57 4.2.3 ETAPA DE MANUTENÇÃO ............................................................................................... 58 4.3 VAZADOURO................................................................................................................. 58 4.4 ATERROS SANITÁRIOS ............................................................................................... 60 4.4.1 SETOR DE PREPARAÇÃO ................................................................................................ 61 4.4.2 SETOR DE EXECUÇÃO .................................................................................................... 61 4.4.3 SETOR CONCLUÍDO ........................................................................................................ 61 4.5 USINA DE COMPOSTAGEM ........................................................................................ 61 4.5.1 COMPOSTAGEM POR REVOLVIMENTO .............................................................................. 62 4.5.2 COMPOSTAGEM POR AERAÇÃO ...................................................................................... 62 4.6 INCINERAÇÃO .............................................................................................................. 63 4.7 METANIZAÇÃO ............................................................................................................. 65 CAPÍTULO 5: LEGISLAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS ................................................... 67 5.1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................................representando cerca de 40% do seu peso. Essa borracha pode ser dividida em dois tipos que são: 7.3.1 Borracha natural Sua principal extração vem de uma derivada da seringueira - hevea brasiliensis. A produção de pneus representa um terço do consumo mundial de borracha (CROPLIFE, 2020). 7.3.2 Borracha sintética Tipo de elastômeros, polímeros com propriedades físicas parecidas com a da borracha natural. É derivada do petróleo ou do gás natural e seu consumo para a fabricação de pneus representa 2/3 do total de borracha sintética no mundo. Algumas borrachas sintéticas usadas na fabricação de pneus são: borracha de Estireno Butadieno (SBR); borracha de Poli Butadieno (BR) e borracha de Poli Isopreno (FOGAÇA, 2023). 7.3.3 Composição Além da borracha, existem, como matéria prima do pneu, o negro de carbono ou negro de fumo, as fibras orgânicas - nylon e poliéster, os arames de aço, derivados do petróleo e outros produtos químicos (ANDRIETTA, 2010). Essencial na construção do pneumático, a adição de negro de fumo deixa a borracha mais resistente e aumenta seu desempenho. Através de um método chamado vulcanização, a borracha é misturada ao negro de fumo num molde 96 aquecido entre 120ºC e 170ºC e aos moldes são adicionados enxofre, compostos de zinco e outros aceleradores de processo. Considerado difícil de reciclar, o negro de fumo vem sendo substituído pela sílica na construção dos chamados pneus ecológicos (ANDRIETTA, 2010). Tabelas 4 e 5 apresentam respectivamente a composição química média dos pneus e comparativo de materiais existentes no pneu automotivo e de caminhão. Tabela 4 Composição química média dos pneus. Elemento/Composto % Carbono 70,0 Hidrogênio 7,0 Óxido de Zinco 1,2 Enxofre 1,3 Ferro 15,0 Outros 5,5 Fonte: Criscuolo (2017). Tabela 5 Quantidade de materiais do pneu de automóvel e de caminhão. Automóvel Caminhão Material % % Borracha / Elastômeros 48 45 Negro de fumo 22 22 Aço 15 25 Tecido de nylon 5 - Óxido de Zinco 1 2 Enxofre 1 1 Aditivos 8 5 Fonte: Criscuolo (2017). 7.4 PROPRIEDADES DOS PNEUS Ao analisar um pneu como um todo e verificar suas propriedades, entende-se que cada componente possui uma função específica (BRIDGESTONE, 2018). A Bridgestone, empresa do setor, explica que as propriedades de cada componente são as seguintes: a. Borracha natural: As propriedades da borracha natural incluem durabilidade e resistência ao desgaste; 97 b. Borracha sintética: A borracha sintética é um produto à base de petróleo que possui propriedades resistentes ao calor; c. Negro de Fumo: O negro de fumo serve para aumentar a força da borracha; d. Sílica: O pó branco de dióxido de silício proporciona melhor eficiência de combustível e aderência em piso molhado; e. Óleo: O óleo amacia a borracha; f. Antioxidante: Antioxidante inibe a oxidação da borracha; g. Enxofre: O enxofre dá maior elasticidade à borracha; h. Acelerador de vulcanização: O acelerador de vulcanização ajuda a construir ligações cruzadas entre borracha e enxofre. i. Poliéster: Poliéster é usado como um material de lona do corpo em pneus de passageiros; j. Raiom: Raiom é usado como um material de camada de corpo em pneus de passageiros; k. Aço: O aço é usado como material de grânulos e correias de aço em pneus de passageiros. 7.5 FABRICAÇÃO DOS PNEUS O pneu é construído, de dentro para fora e sua fabricação é complexa, a mesma ocorre da seguinte forma: 7.5.1 Etapa de mistura A mistura de borracha do pneu é formada por aproximadamente 30 tipos diferentes de borracha e outros ingredientes, que são misturados para criar um composto negro (INGOPNEUS, 2015). 7.5.2 Etapa de corte Quando a borracha esfria, é transformada em placas, para seguirem ao corte. As máquinas de corte deixam a borracha em tiras, que serão usadas nos flancos e nos pisos dos pneus (INGOPNEUS, 2015). 7.5.3 Etapa de obtenção do pneu verde 98 Após os elementos têxteis, as cintas de aço, os talões, as lonas, os pisos e os restantes dos componentes serem colocados numa máquina de construção de pneus que assegura que cada peça é colocada no lugar certo. Obtém-se o pneu verde, relativamente semelhante ao produto (ACHEI PNEUS, 2021). 7.5.4 Etapa de vulcanização Em seguida o pneu verde é vulcanizado com moldes quentes em numa máquina denominada máquina de cura, na qual comprime todas as partes do pneu e molda o pneu na forma final, incluindo o padrão do piso e as marcas do flanco do fabricante. Esse processo permite os materiais do pneu passar do estado plástico ao estado elástico (ACHEI PNEUS, 2021). 7.5.5 Etapa de inspeção A última etapa é a de inspeção do pneu. Para que um pneu seja considerado como pronto para ser enviado para venda, tem de ser submetido a uma inspeção cuidadosa realizada visualmente por inspetores treinados e utilizando máquinas concebidas para detectar a menor mácula ou imperfeição. O seu interior é inspecionado com raio-x (INGOPNEUS, 2015). 7.6 RECICLAGEM TRADICIONAL Para recuperação e regeneração dos pneus é necessário a separação da borracha vulcanizada de outros componentes, como metais e tecidos, por exemplo. Portanto, os pneus são cortados em lascas e purificados por um sistema de peneiras. Em seguida, as lascas são moídas e depois submetidas à digestão em vapor d’água e produtos químicos, como álcalis e óleos minerais, para desvulcanizá-las. Por fim, o produto obtido pode ser então refinado em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme ou extrudado para obtenção de grânulos de borracha (MAZOLA AMBIENTAL, 2018). A borracha regenerada apresenta duas diferenças básicas do composto original: possui características físicas inferiores, pois nenhum processo consegue desvulcanizar a borracha totalmente, e tem uma composição indefinida, já que é uma mistura dos componentes presentes. No entanto, este material tem várias utilidades 99 tais como alguns negócios que serão apresentados ainda nesse capítulo (MAZOLA AMBIENTAL, 2018). 7.6.1 Benefícios da reciclagem de pneus Conforme várias matérias, desde que a reciclagem se tornou uma alternativa essencial para a indústria de pneus, a reciclagem de pneus trouxe uma série de benefícios (RECICLA SAMPA, 2018). Alguns exemplos são descritos a seguir. a. A reciclagem e reaproveitamento dos pneus no Brasil corresponde a cerca de 30 mil toneladas; b. Os pneus podem ser aproveitados também para a proteção de construções à beira mar e de barragens e contenção de encostas. c. O processo de recauchutagem, na qual são adicionadas novas camadas de borracha nos pneus carecas6 ou sem friso, aumenta a vida útil do pneu em 40% e economiza 80% de energia e matéria-prima em relação à produção de pneus novos. d. Os pneus possuem reaproveitamento energético em fornos de cimento e usinas termoelétricas. A cada quilograma o pneu libera entre 8,3 e 8,5 quilowatts por hora de energia. Esta energia é até 30% maior do que a contida em 1 quilo de madeira ou carvão; e. Reciclar economiza energia. Isso ocorre porque para cada meio quilo de borracha feita de materiais reciclados, são economizados cerca de 75% a 80% da energia necessária para produzir a mesma quantidade de borracha nova; Além de economizar petróleo e reduzir o custo final da borracha em mais de 50%. 7.7 MODELOS DE NEGÓCIOS DE PNEUS Os avanços tecnológicos possibilitaram que diferentes negócios surgissem para a reciclagem de pneus, soluções simples, mas eficientes, podem mudar 6 Pneu careca significa que ele perdeu suas características originais e já não garante o atrito da borracha com o solo. 100 completamente essa realidade e fomentar o mercado. Alguns desses negócios podem ser vistos a seguir. 7.7.1 Usina de reciclagem de pneus Reciclanip A Reciclanip, entidade que reúneos maiores fabricantes de pneumáticos do Brasil, realiza por meio da logística reversa, a transformação de pneus inservíveis, ou seja, pneus em estado no quais não podem ser mais reformados, em asfaltos ecológicos, conforme observados na figura 33 (BORGES, 2017) Figura 33 Homem verificando a aplicação de asfalto ecológico. Fonte: Borges (2017). O processo de transformação ocorre da seguinte maneira: a. A Reciclanip realiza através da logística reversa, o recolhimento de pneus inservíveis; b. Após coleta os pneus inservíveis são levados a empresas de reciclagem; c. Seleciona-se o material nobre do pneu para a produção do asfalto; d. Os pneus são colocados em trituradores que produzem a borracha moída; e. A borracha é misturada em um reator industrial; f. Logo após é armazenada em um processo de agitação do ligante asfáltico; g. Mistura-se agregados e ligante; h. Realiza-se a descarga e transporte da mistura asfáltica. 101 A figura 34 representa o processo descrito acima. Figura 34 Processo de transformação do pneu em asfalto. Fonte: Borges (2017). Importante ressaltar que para a produção de cada quilômetro do asfalto ecológico são necessários 600 pneus, com um custo 30% maior, porém esse investimento compensa-se diante dos benefícios gerados. Alguns desses benefícios são: melhores propriedades que de um asfalto comum; aumento da durabilidade do pavimento em até 40%; aumento da resistência, diminuição nos custos de manutenção, aumento da aderência devido adição da borracha e o que ajuda a evitar derrapagens e reduz o spray causado pelos pneus em dias de chuva, proporcionando pistas mais seguras (BORGES, 2017). Usinas de reciclagem de pneus como as representadas pela Reciclanip são excelentes negócios para fomentar o setor. Pois, além de serem destinados para asfaltos ecológicos, os pneus podem ser utilizados em: criação de tapetes, estrutura de campos de futebol e de grama sintética, fabricação de tiras usadas em móveis estofados, pisos de quadras poliesportivas e em forrações termo acústicas. Colaborando com o mercado dos seus clientes que são os fabricantes de variados produtos que tenham a borracha como matéria-prima (GONÇALVES, 2021). 102 As figuras 35 e 36 mostram dois exemplos, conforme citados. Figura 35 Sofá com estrutura e estofamento de pneus. Fonte: Barbosa (2022). Figura 36 Granulado de borracha de pneu para campo society. Fonte: UTEP (2023). 103 7.7.2 Moda por pneus A reciclagem de pneus é tão versátil que um outro setor que os mesmos podem ser reaproveitados é na indústria têxtil. Em negócios lucrativos como a marca brasileira Revoada. Uma marca totalmente sustentável que produz acessórios e roupas com materiais que seriam descartados, usando como matéria prima os pneus (REVOADA,2023). Fundada em 2013 por Adriana Tubino e Itiana Pasetti, a loja nasceu com o objetivo de diminuir o impacto da indústria têxtil. As bolsas e acessórios que tradicionalmente usariam couro em sua confecção são produzidos com câmaras de pneu de caminhão (RECICLA SAMPA, 2019). O processo de confecção dos produtos ocorre da seguinte maneira: a. Através de borracharias parceiras e unidades de resíduos secos, fazem o recolhimento da matéria-prima; b. Após a coleta, os itens são encaminhados para lavagem industrial; c. Por último são entregues a ateliês de costura e cooperativas de costureiras. Na figura 31 são observados alguns produtos do catálogo da marca. Figura 37 Modelos com bolsas da coleção Revoada. Fonte: Revoada (2023). 104 Há uma década no mercado a Revoada já reutilizou mais de 8 toneladas de câmara de pneus e indiretamente, beneficia cerca de 350 famílias de borracheiros, catadores e costureiras promovendo o desenvolvimento social. 7.8 TÉCNICAS DE RECICLAGEM URBANA As técnicas de reciclagem urbana e maneira de reciclagem urbana dependem de cada empresa. A seguir são apresentados quatro exemplos. 7.8.1 Reciclagem mecânico-químico Esse método é a combinação do processo químico e da moagem, que consegue desvulcanizar os resíduos de um pneu. A partir dos pneus reciclados, diversos produtos podem ser produzidos, como já citado anteriormente, incluindo solas de sapatos, asfalto e tapetes de automóveis (RECICLA SAMPA, 2018). 7.8.2 Reciclagem de micro-ondas A reciclagem por micro-ondas consiste em converter o pneu usado em suas matérias originais, incluindo gasolina diesel, metal e carvão preto. Algumas das vantagens deste processo são seu baixo custo e a possibilidade de criar pneus utilizando aqueles descartados (RECICLA SAMPA, 2018). 7.8.3 Reciclagem por ultrassom O método de reciclagem por ultrassom ocorre quando o equipamento é aplicado na borracha enquanto ela é extrudida7. Com isto, a borracha após ser extrudida fica macia e se transforma em um novo material, que pode ser moldado para a produção de novos produtos de borracha (RECICLA SAMPA, 2018). 7Técnica na qual a borracha é submetida a um processo mecânico de produção de componentes de forma contínua e forçada através da matriz para adquirir sua forma pré-determinada. 105 7.8.4 Pyrolysis No método de reciclagem por pyrolysis, o pneu usado é aquecido em um forno fechado, sem oxigênio. Ambiente que derrete o pneu até o mesmo retornar a transformar-se em sua matéria original (RECICLA SAMPA, 2018). Existem diversas maneiras de derreter o pneu e dependendo do modo que ocorre o aquecimento, diferentes subprodutos podem ser gerados. A técnica eletromagnética produz objetos de metal, gás e óleo artificial, por exemplo (RECICLA SAMPA, 2018). 106 CAPÍTULO 8: RECICLAGEM DE LÍTIO DE BATERIA AUTOMOTIVA 8.1 INTRODUÇÃO Com os avanços, crescente produção e inovação, novas tecnologias são inseridas no mercado em alta velocidade, desde que a variedade de novos produtos se tornou possível. A tecnologia está em tudo, da indústria de equipamentos eletrônicos, em computadores, câmeras digitais, até a indústria automotiva, em componentes dos carros, acessórios e suas baterias. Porém, o desenvolvimento de novas tecnologias acompanha, de maneira acentuada, o crescente aumento de sucata de tais materiais. Essas sucatas muitas vezes são descartadas pela população de maneira indevida ou permanecem armazenadas nas residências, causando sérios riscos a saúde. As justificativas para tal, são diversas desde falta de orientação até pontos de coleta inadequados ou inexistentes. O exemplo mais comum sobre essas justificativas é referente ao descarte das baterias de lítio (Li) presentes nos carros elétricos e equipamentos eletrônicos (INTERPLAS, 2022). Em pesquisa de 2019 realizada pela empresa de bateria Moura, feita a população indicou que 60% descartam as baterias junto com resíduos domésticos, 28% armazenam em suas residências, 8% descartam no meio ambiente e apenas 4% devolvem no estabelecimento de compra (MOURA, 2019). O perigo potencial ao manusear as baterias de Li pode se tornar um grande risco para as pessoas, empresas e meio ambiente, visto que podem causar incidentes e acidentes como: descargas profundas, surtos de incêndio, reações alérgicas, principalmente em crianças e animais por envenenamento acidental, e até uma explosão (INTERPLAS, 2022). A figura 38 retrata um acidente com baterias de Li, uma explosão de baterias Li em 2021 que sucedeu um incêndio, em uma fábrica de papel no estado norte- americano de Illinois. O acidente causou a evacuação de pelo menos 1.000 casas aos redores (GOOUTSIDE, 2021). 107 Figura 38 Explosão por bateria de Lítio no estado de Illinois. Fonte: Gooutside (2021). 8.2 O LÍTIOO elemento lítio foi descoberto em 1817 pelo químico sueco Arfwedson, ao estudar o mineral filossilicato petalita de lítio e alumínio, cuja fórmula é LiAlSi4O10. Arfwedson não conseguiu isolar o metal, fato que só ocorreu em 1855 pelos cientistas Bunsen e Matthiessen usando a técnica de eletrólise do cloreto de lítio fundido. O lítio deriva da palavra grega pedra (lithos), pois, no período que foi descoberto acreditava- se que naquele tempo, o lítio só ocorria nas pedras (BRAGA; SAMPAIO, 2008). Com o número atômico 3, símbolo Li e pertencendo a série química do grupo 1 da família de metais alcalinos, o lítio possui coloraração branco-acinzentada e é encontrado nas rochas magmáticas. Dentre os metais, apresenta a menor densidade e a maior eletropositividade, além de ser extremamente reativo. Encontra-se distribuído na crosta terrestre, com percentual de ordem 0,004%, apesar disso é importante ressaltar que está longe de ser abundante e não ocorre livre na natureza. Os compostos de Li são obtidos nos seguintes minerais aluminossilicatos: espodumênio, lepidolita, ambligonita, petalita, zinnwaldita, montebrasita e eucryptita (BRAGA; SAMPAIO, 2008). As principais fontes de lítio são os evaporitos, ou seja, em salmouras e fontes de água mineral com alto teor de lítio. É um metal amplamente utilizado na fabricação das baterias de íon-lítio, bateria presente em diversos eletrônicos atuais e em carros 108 elétricos. Contudo, possui outros usos, como em espaçonaves, líquido refrigerante de usinas nucleares e até no tratamento do transtorno de bipolaridade e depressão. Ressalta-se que o lítio, como os demais metais alcalinos, reage de forma exotérmica com a água e o ar e, por isso, deve ser manuseado com cuidado (BRAGA; SAMPAIO, 2008). O primeiro país a produzir industrialmente os minerais de lítio foi a Alemanha que usou minérios provenientes da Bohemia e Saxonia. Em seguida, países como França e Estados Unidos também passaram a adentrar no mercado mundial de minérios e compostos de lítio. Quase no final do século XX foi iniciado um processo de deslocamento da produção de lítio para o Chile e Argentina, utilizando-se como matéria-prima das salmouras concentradas encontradas no deserto do Atacama no Chile e do Salar del Hombre Muerto na Argentina. Tal processo, culminou no fechamento das unidades produtoras de carbonato e hidróxido de lítio, das empresas norte americanas Cyprus Foote Mineral Co na Carolina do Norte, visto que esse deslocamento foi realizado pelas mesmas. O fechamento aconteceu visto que os custos de processamento eram bem superiores ao carbonato produzido por evaporitos (BRAGA; SAMPAIO, 2008). 8.2.1 Reservas de lítio Seguindo pesquisas estima-se que o lítio esteja presente mais o menos 145 minerais, porém em baixas concentrações. Porém, por razões econômicas e geográficas, apenas algumas reservas são comercialmente exploráveis. As principais reservas de lítio são o Salar de Uyuni, na Bolívia, e o Salar de Atacama, no Chile. Além disso, grandes reservas de lítio são encontradas na Austrália, que se tornou recentemente a maior produtora, na República Democrática do Congo, República Democrática do Congo, (Manono-Kitotolo), na China, no Canadá, nos Estados Unidos, no Afeganistão e na Áustria (COSTA, 2010). A tabela 6 a seguir são expressas as reservas aproximadas de lítio pelo mundo. Tabela 6 Reservas de lítio de planície salgadas. Reserva Qtde x 1000 ton Salar de Uyuni, Bolívia 5000 Salar de Atacama, Chile 4300-4600 Mar Morto, Israel-Jordânia 2000 109 Lago Qinghai, China 1000 Mar de Salton, EUA 1000 Lago Zabuye, China 1000 Lago Searles, EUA 1000 Fonte: Costa (2010). No Brasil, existem pequenas reservas de lítio localizadas nos municípios de Araçuai e Itinga, em Minas Gerais, e nos municípios de Solonópole e Quixeramobim, no Ceará. 8.3 PROPRIEDADES DO LÍTIO Branco-prateado, pouco mais duro que o sódio, porém mais macio que o chumbo, as propriedades do Li são as mais variadas. É o mais leve de todos os metais, da tabela periódica com peso específico de 0,534 g/cm3, ou seja, a metade da água, além disso, também é o mais eletropositivo com um potencial padrão de redução de -3,04 V. E como todo metal alcalino, o lítio, quando em uma substância composta, apresenta número de oxidação (NOx) fixo, com valor igual a +1. Na tabela 7 pode-se observar algumas das propriedades físicas e mecânicas do Li. Tabela 7 Propriedades do Lítio. Propriedade Valores Massa atômica 6,938 u.m.a Eletronegatividade 0,98 Ponto de fusão 180,5 ºC Ponto de ebulição 1342 ºC Densidade 0,535 g/cm3 Configuração eletrônica 1s12s1 Condutibilidade térmica 0,847 W/cmK Módulo de elasticidade 10 x 10³ MPa Fonte: Adaptado de Massabni (2006). 110 8.3.1 Os minerais de Li A forma como os minerais de lítio ocorre na natureza é em pegmatitos graníticos, em rochas ígneas de granulometria grossa compostas por quartzo, feldspato e mica. O espodumênio e demais minerais de lítio ocorrem, como um mineral acessório nos pegmatitos. Mesmo ocorrendo em diferentes minerais, somente o espodumênio, a lepidolita, a petalita, a ambligonita e a montebrasita são utilizados como fontes comerciais de lítio (BRAGA; SAMPAIO, 2008). Na tabela 8 estão apresentados os principais minerais de lítio, teor do óxido de lítio (%Li2O), a densidade (D1) e dureza Morh (D2) de cada mineral. Tabela 8 Minerais de lítio com de teor de óxido e características físicas. Minerais Fórmula D1 D2 % Teórico %Típico Ambligonita LiAl(P04)(F,OH) 3,0 5,5-6,0 11,9 5,0 Eucryptita LiAl(SiO4) 2,65 6,5 11,9 5,0 Lepidolita K(Li,Al3) (Si,Al)4O10(F,OH)2 2,8-3,3 2,5 – 3,0 3,3 – 7,8 3,0 – 4,0 Montebrasita LiAlP04F 3,0 5,2 - 6,0 7,0 Petalita LiAl(Si4O10) 2,3-2,5 6,0 – 6,5 4,9 3,0 – 4,5 Espodumênio LiAl(Si2O6) 3,0 -3,2 6,5 – 7,5 8,0 1,5 – 7,0 Zinnwaldita K(Li,Al,Fe)3(Al,Si)4O10(F,OH)2 2,9-3,3 2,5 - 4,0 5,6 2,0 – 5,0 Fonte: Braga e Sampaio (2008). 8.3.2 Reações químicas Assim como sódio e potássio, deve ser acondicionado em solvente orgânico, isolado do ar atmosférico, por conta de suas reações exotérmicas, tanto com o ar por conta do gás oxigênio, quanto com a água presente na umidade. Contudo, as reações do lítio com essas substâncias não são tão vigorosas quanto sódio e potássio. As reações exotérmicas de dissociação (1) e hidrólise (2) são observadas abaixo: (1) 2 Li + ½ O2 → Li2O (2) 2 Li + 2 H2O → 2 LiOH + H2 111 Outra característica reacional que o lítio possui em comum com os metais alcalinos, é a reação com halogênios, grupo 17 da tabela periódica e gás hidrogênio quando aquecido: (3) 2 Li + X2 → 2 LiX (X = halogênio) (4) 2 Li + H2 → 2 LiH Porém, de todos os metais alcalinos, apenas o lítio consegue reagir com o gás nitrogênio para a formação do nitreto de lítio, Li3N, em temperatura ambiente. (5) 6 Li + N2 → 2 Li3N Os compostos de lítio podem ser identificados em testes de chama, pois o lítio, quando queimado, apresenta uma cor rubra, contudo, se a combustão for muito vigorosa, tal cor não pode ser percebida, dando lugar a uma chama branca e brilhante. 8.4 AS BATERIAS DE LÍTIO As baterias de lítio têm aumentado sua importância na vida de todos. Hoje dependemos cada vez mais da utilização de equipamentos portáteis alimentados por baterias (MICHELINI, 2020). No mercado existem dois tipos de baterias de lítio: a. Primárias: São baterias não recarregáveis, mais conhecidas como pilhas. b. Secundárias: São baterias recarregáveis No geral todas as baterias, independentes do tipo, são dispositivos que convertem a energia química contida em seus materiais ativos,diretamente em energia elétrica, por meio da reação eletroquímica de oxidação e redução. O processo que envolve a transferência de elétrons dos materiais que se perdem elétrons, oxidam, para os materiais que ganham elétrons, reduzem, através de um circuito elétrico. No caso de um sistema recarregável, a bateria é recarregada por uma inversão desse processo (MICHELINI, 2020). 8.4.1 Componentes das baterias de Li A bateria de lítio tem quatro partes internas principais que são: 112 a. Anodo: composto por grafite, no qual a carga positiva flui, ou seja, recebe elétrons. b. Catodo: composto por óxido de cobalto, que seria a parte negativa, a qual cede elétrons. c. Separador: sua função é separar o óxido de cobalto do lítio. Geralmente ele é composto por um material semipermeável, o qual deixa passar apenas um tipo de elemento nesse caso, os íons lítio. O separador é encharcado com solvente, geralmente éter. d. Camada de íons de lítio: fica separada do óxido de cobalto. A figura 39 a seguir representa a composição da estrutura interna da bateria de íon de lítio. Figura 39 Composição interna da bateria de íon lítio. Fonte: Rontek (2020). 8.4.2 Tipos de baterias de Li Existem diferentes tipos de baterias de composição principal de lítio cada qual com sua especificação. Algumas características de cada tipo são descritas a seguir. 8.4.2.1 Bateria de íons de lítio Esses modelos de baterias são as mais tradicionais no mercado, podem ser consideradas como bateria padrão de notebooks. Possui como características principais seu custo de produção adequado, que reflete em seu valor de mercado, 113 além de razoável autonomia e tempo de vida útil dentro das expectativas do componente (BENTO, 2022). 8.4.2.2 Bateria de polímero de lítio As baterias de polímero lítio caracteriza-se por apresentar uma autonomia maior do que as demais baterias, pela presença de mais células em sua estrutura. Em termos de tecnologia básica, a bateria de polímero de lítio difere de outras formas de bateria de íon de lítio em termos do eletrólito que utiliza, neste caso é uma forma de polímero. Os eletrólitos de polímero de lítio modernos usam um gel e isso permite uma boa condutividade à temperatura ambiente. Além disso, a maioria dessas baterias usa um separador micro poroso. O separador micro poroso é necessário com a bateria de polímero de lítio em vez do separador poroso mais comum usado com tipos padrão (RAISA, 2020). 8.4.2.3 Bateria de lítio ferrofosfato LiFePO4 Em 1996, pesquisadores da Universidade do Texas descobriram o fosfato como material catódico para baterias recarregáveis. Nas pesquisas, os cientistas constataram que o elemento conjunto Li-fosfato ofereceu um bom desempenho eletroquímico com baixa resistência. Tal característica é possível por conta do material catódico de fosfato em escala nanométrica. Os principais benefícios dessas ligações são a alta classificação de corrente e o longo ciclo de vida, além de boa estabilidade térmica e maior segurança no modelo (BENTO, 2022). 8.4.2.4 Bateria de lítio óxido cobalto LiCoO2 Com alta densidade específica de energia, a bateria de lítio óxido cobalto são utilizadas na fabricação de smartphones, notebooks e câmeras digitais. A composição principal da bateria consiste em de um cátodo de óxido de cobalto e um ânodo de carbono de grafite (BENTO, 2022). A desvantagem apresentada pelo modelo de Li-cobalto é um tempo de vida relativamente curto comparada a outras baterias de lítio, além de baixa estabilidade térmica e capacidade de carga limitada potência específica (BENTO, 2022). 114 8.4.2.5 Bateria de lítio óxido manganês LiMn2O4 A arquitetura dessa bateria forma uma estrutura de espinélio tridimensional que melhora o fluxo de íons no elétrodo, o que resulta em menor resistência interna e melhor manuseio de corrente. Essa baixa resistência proporciona uma energia específica mais moderada, um terço menor do que a bateria íon lítio, o que permite o carregamento rápido e alta descarga (ROMÃO; CARVALHO; JÚNIOR, 2019). Uma vantagem desta bateria é a elevada estabilidade térmica e maior segurança, mas com ciclo de vida limitados (ROMÃO; CARVALHO; JÚNIOR, 2019). 8.4.2.6 Bateria de lítio óxido Ni-MG-Co LiNiMnCoO2-NMC Um dos sistemas de baterias de íons de lítio mais bem-sucedidos é a combinação catódica de níquel manganês cobalto (NMC). Semelhante ao Li- manganês, esses sistemas podem ser adaptados para servir como células de energia, que tem como característica alta capacidade e longa duração. O níquel, conhecido por sua alta energia específica, mas baixa estabilidade, e o manganês apresenta-se como o aposto, possuindo a vantagem de formar uma estrutura de espinélio, para alcançar baixa resistência interna, mas oferece uma baixa energia específica (BENTO, 2022). As baterias NMC são utilizadas em ferramentas, bicicletas e motores elétricos. A combinação de cátodo é feita com um terço de níquel, um terço de manganês e um terço de cobalto. A combinação entre os três elementos níquel, manganês e cobalto, conhecida como 1-1-1, representa uma mistura única que, por sua vez, também reduz o custo da matéria-prima devido ao reduzido teor de cobalto, um material que possui alto custo no processo de fabricação para uma bateria de lítio (ROMÃO; CARVALHO; JÚNIOR, 2019). 8.4.2.7 Bateria de lítio níquel cobalto óxido de alumínio LiNiCoAlO2 A bateria de lítio níquel cobalto óxido de alumínio, ou NCA, existe desde 1999 e é mais comumente utilizada em aplicações especiais. A mesma tem características principais semelhantes com a tecnologia NCM, com alta energia específica, boa capacidade e longo tempo de vida útil do componente (BENTO, 2022). 115 8.5 FABRICAÇÃO DAS BATERIAS DE LÍTIO Após receber o lítio, as empresas especializadas transformam o material em baterias. O processo ocorre da seguinte maneira: 8.5.1 Etapa de mistura O lítio é misturado a uma espécie de tinta que lhe dá o aspecto de uma folha de papel alumínio (KARASISNKI, 2013). 8.5.2 Etapa de conformação Nessa etapa o metal é conformado, sendo prensado e passando por diversos rolos compressores de alta potência. O que transforma o em uma lâmina metálica superfina, com menos de 0,2 ml de espessura (KARASISNKI, 2013). O processo é visto na figura 37 Figura 40 Transformação do lítio em folhas metálicas. Fonte: Karasisnki (2013). O metal então é enrolado no formato de bobinas conforme figura 38 Figura 41 Bobinas de lítio. Fonte: Karasisnki (2013). 116 8.5.3 Etapa associação Visto que o lítio é um material pegajoso e mole, o mesmo precisa ser associado com um rolo de filme de propileno, garantindo que não grude e se misture. Pois, se uma lâmina aderir à outra, o metal perde as suas qualidades e a bateria acaba inutilizada (KARASISNKI, 2013). 8.5.4 Etapa de rebobinagem Os rolos, já com proteção do filme de propileno, voltam às máquinas de bobinagem. Porém, dessa vez, o número de voltas necessário segue de acordo com o tipo da bateria. Uma bateria de 3,56 V, por exemplo, precisa de 26 rotações até que a célula de bateria seja criada (KARASISNKI, 2013). 8.5.5 Etapa de forno Após a bateria ser enrolada, ela passa por um forno conforme figura 42, que realiza a fixação das camadas, comprimindo os componentes a vácuo e permitindo que tudo fique firme e sólido (KARASISNKI, 2013). Figura 42 Fixação da bateria em camadas sólidas. Fonte: Karasisnki (2013). 117 8.6 MODELO DE NEGÓCIO DO LÍTIO Quando manuseada e reaproveitada corretamente por profissionais e empresasqualificadas, as baterias de Li tornam-se negócios lucrativos, que serão apresentados a seguir: 8.6.1 Modelo de negócio da Energy Source Os veículos elétricos há anos apresentava ser uma tecnologia distante, mas com o passar dos anos e avanço do setor automobilístico, a tendência é que os mesmos dominem as ruas nos próximos anos, colocando fim aos automóveis a combustão e mudando de vez o foco das fabricantes de automóveis na próxima década. Pensando nisso e em como aproveitar a capacidade restante das baterias de lítio para outros fins, startup8 brasileira Energy Source, criou métodos próprios de como reciclar a baterias de Li, contribuindo com o a transição de matriz energética no mundo todo (SÉRVIO, 2022). A figura 43 representa um carro elétrico com bateria de Li. Figura 43 Desenho de carro elétrico. Fonte: Reis (2019). 8Startup é uma empresa nova com um modelo de negócios escalável, repetível e uma ideia inovadora que provoca impacto na sociedade. 118 Para dar início ao negócio, a Energy Source desenvolveu uma ferramenta que pode identificar até qual o fim uma célula usada pode servir, além de uma forma patenteada de separar metais (SÉRVIO, 2022). As etapas de reciclagem usadas pela startup dividem-se em três etapas principais que são: a. Na primeira etapa realiza-se o processamento das baterias, que resulta em um produto batizado de Black Mass (ENERGY SOURE, 2022). b. A segunda etapa é o processamento deste material via solução hidro metalúrgica, método químico empregado para a obtenção de Cobalto, Lítio, Níquel e Manganês (ENERGY SOURE, 2022). c. Após o processo hidro metalúrgico toda matéria-prima é reinserida na cadeia produtiva, o que fecha o ciclo da reciclagem com êxito (ENERGY SOURE, 2022). Por meio da exploração de estratégias emergentes e utilizando tecnologias promissoras, a Energy Source se destaca na gestão da reciclagem das baterias de íon de lítio, em favor da sustentabilidade da economia circular, oferecendo uma solução completa, com alto valor agregado. Durante esse período de atuação, a empresa já alcançou resultados socioambientais significativos, visto que usa processos mecânicos e hidro metalúrgicos, com zero emissão de CO2 e o seu processo de reciclagem tem eficiência média de 85% (ENERGY SOURE, 2022). A empresa tem parcerias importantes, uma das mais significativas é com o grupo multinacional francês Renault, que repassa desde 2017 baterias usadas dos carros para a Energy Source. Através de parcerias como essa, a empresa consegue transformar os passivos das parceiras em ativos, sem custos e com possível monetização para cada Kg de bateria de Li descartada (ENERGY SOURE, 2022). 8.6.2 Projeto Tupy Tech O mercado de reciclagem de baterias de Li não apenas tem sido explorado por startups, multinacionais visando a sustentabilidade dos seus negócios, também estão desenvolvendo inciativas e projetos, como é o caso da metalúrgica brasileira Tupy. Dentro da frente Tupy Tech com parceria com a BMW GroupBrasil e o Senai Paraná, colocaram em prática um projeto que visa o desenvolvimento de processo de 119 reciclagem de células de baterias de íon-lítio dos veículos da BMW. O projeto prevê investimentos de R$ 3,4 milhões (PRESSCLUB BRASIL, 2022). O projeto tem objetivo em reaproveitar o material ativo do catodo e reutiliza-lo na fabricação de novas baterias. Na parceria a BMW fornecerá conhecimento técnico sobre as baterias do elétrico BMW i3, para o desenvolvimento do processo de reciclagem, já o Senai Paraná será responsável pela pesquisa e pelas atividades e respectivas entregas dos resultados do projeto, pois a pesquisa será realizada no Instituto Senai de Inovação em Eletroquímica (PRESSCLUB BRASIL, 2022). O CEO da Tupy, Fernando Cestari de Rizzo, explica as oportunidades e reforça as soluções que o projeto trará dentro dos 24 meses de execução. Os compostos químicos são raros na natureza e sua reutilização representa um grande desafio científico e tecnológico para toda sociedade. Essa aliança da Tupy com o BMW Group Brasil e o Senai está alinhada a inúmeras iniciativas mundiais relacionadas à cadeia de valor dos veículos elétricos e, principalmente, à jornada de descarbonização, à qual temos dedicado diversas frentes de pesquisa (Rizzo, 2022). Uma ilustração do modelo de carro da BMW na qual as baterias serão recicladas é mostrado a seguir na figura 44. Figura 44 Modelo BMW i3. Fonte: Motor Show (2018). 120 8.7 TÉCNICAS DE RECICLAGEM DO LÍTIO Os compostos das baterias de íons de lítio são menos tóxicos do que o de outras baterias, fator que facilita a reciclagem. Conforme o professor de química da universidade de São Paulo, Roberto Torresi, a elevada demanda para processo de reciclagem de baterias de lítio, requer o acompanhamento de políticas de reciclagem adequadas, desde o consumo de água até a produção. O fluxo marco de recuperação e reciclagem das baterias de lítio podem ser observados na figura 45 Figura 45 Fluxo de reciclagem das baterias de lítio. Fonte: Brada (2022). 8.7.1 Processo mecânico de reciclagem Na reciclagem das baterias de lítio segue em um processo mecânico especializado com temperatura ambiente, a qual os componentes da bateria são separados em três produtos, que são: a. Concentrado de sal de cobalto e lítio b. Aço inoxidável c. Cobre, alumínio e plástico. Todos esses produtos são colocados de volta no mercado para serem reutilizados em novos produtos. 121 O processo de reciclagem mecânico ocorre conforme as seguintes etapas. 8.7.1.1 Etapa de trituração O conteúdo das baterias colocado no triturador ou martelo de alta velocidade, dependendo do tamanho da bateria, e assim triturado (SEC POWER, 2019). 8.7.1.2 Etapa de neutralização O conteúdo triturado é então submerso em água cáustica básica e não ácida. Esta solução cáustica neutraliza os eletrólitos e os metais ferrosos e não ferrosos são recuperados (SEC POWER, 2019). 8.7.1.3 Etapa de recuperação Após recuperação dos metais, a sucata limpa é vendida para recicladores de metal para compensar o custo de reciclagem destas baterias. Já a solução permanecente é filtrada e o carbono é recuperado e pressionado em folhas úmidas de bolo de carbono (SEC POWER, 2019). 8.7.2 Processo Toxco de reciclagem O processo industrial Toxco utiliza uma combinação de processos físicos e hidro metalúrgicos. No mesmo as baterias de íons de lítio são moídas em um shredder9 e o pó metálico é mergulhado em água, que reage com o lítio. Este, então, precipita na forma de hidróxido, podendo ser recuperado por uma filtração simples (COSTA, 2010). 8.7.3 Processo Sony Outro processo industrial para reciclagem é o Sony, esse processo utiliza de uma combinação entre rotas pirometalúrgicas e hidrometalúrgicas para a recuperação da fração metálica, e a parte orgânica é incinerada (COSTA, 2010). 9Denomina-se como um tipo de fragmentadora 122 CAPÍTULO 9: RECICLAGEM DO CHUMBO DE BATERIA AUTOMOTIVA 9.1 INTRODUÇÃO O chumbo amplamente usado em diversas áreas, pode-se dividir suas aplicações atuais em duas grandes categorias. Aplicações tecnológicas, na construção civil, baterias de ácido e proteção contra raios-x, por exemplo. E em seus compostos, tal como cromato de chumbo PbCrO4, usado em tintas industriais, fluoreto de chumbo PbF2, usado na fabricação de óculos especiais e Telureto de chumbo PbTe, usado na fabricação semicondutores (CLUBE DA QUÍMICA, 2022). As figuras a seguir trazem exemplos de aplicações tecnológicas e de compostos de chumbo. Fonte: Fast Epis (2023). Fonte: Clube da química (2022). Por conta da vasta possibilidadeem aplicações, o chumbo requer cuidado ao ser manuseado, pois por ser um metal pesado, provoca no organismo humano Figura 46 Avental de chumbo para proteção de raio-x. Figura 47 Cromato de chumbo para tintas. 123 contaminação crônica. Uma vez que o chumbo entra em contato com o organismo, o mesmo não sofre metabolização, sendo complexado por macromoléculas, diretamente absorvido, distribuído e excretado. Essa característica denomina-se por esse metal ser bioacumulado, podendo ficar retido nos organismos vivos por longos períodos ou até mesmo permanentemente. Além disso, esse elemento também passa pelo processo de biomagnificação, indicando a capacidade de se acumular ao longo da cadeia alimentar, podendo ser transferido entre espécies por meio da alimentação. Esses dois mecanismos explicam a alta toxicidade do chumbo que causa danos neurológicos graves (MUNDO EDUCAÇÃO, 2012). 9.2 O CHUMBO O elemento chumbo é conhecido desde a antiguidade, pois foi um dos primeiros metais utilizados pela humanidade. Há registros de 3.000 a.C de que os chineses extraíam e produziam o metal e que os povos fenícios10 exploravam seus depósitos minerais na região da Espanha desde 2.000 a.C. O chumbo tem seu nome derivado da palavra plumbum do Latim (PRADA; OLIVEIRA, 2010). Conforme a companhia de desenvolvimento de minas gerais - CODEMGE, o chumbo possui número atômico 82, símbolo Pb e pertencendo a série química do grupo 14 da família de metais pesados, o chumbo possui coloração cinza azulada. O principal mineral encontra-se na natureza é a galena, apresentada na um sulfeto (PbS) do sistema cúbico, denso, que apresenta brilho metálico. Minérios de chumbo os minérios de chumbo, que normalmente tem teores entre 3 e 8%, são geralmente ricos em galena, e apresentam teores de prata e antimônio (CODEMGE, 2018). Os minerais secundários de alteração superficial com quantidades elevadas de Pb, que formam agregados microcristalinos terrosos predominantes mais comuns são (CODEMGE, 2018): a. Clorofosfato piromorfita (Pb5(PO4)3Cl) b. Sulfato anglesita (PbSO4) c. Carbonato cerussita (PbCO3) Classifica-se como um metal tóxico, de elevada densidade, superior à maioria dos elementos químicos, pesado, dúctil, maleável, pobre condutor de eletricidade e 10Civilização da antiguidade das atuais regiões da Síria, Líbano e norte de Israel 124 baixo ponto de fusão. Apresenta o número atômico mais elevado dentre os elementos estáveis (RUSSELL, 1994). Ao ser cortado apresenta coloração acinzentada ao ser exposto a atmosfera, e aspecto opaco em razão da formação do monóxido de chumbo (PbO). Essa imediata formação do PbO é o processo conhecido como passivação, responsável pela alta resistência à corrosão desse metal (MUNDO EDUCAÇÃO, 2012). Embora as aplicações industriais do chumbo sejam das mais diversificadas, cerca de 80% do chumbo metálico no mundo é utilizado em baterias de automóveis. 9.2.1 Reserva de chumbo A nível nacional as reservas no Brasil variam entre 450.000 e 500.000 t de Chumbo, possuindo um total de 52 milhões de toneladas de minério, com um teor médio de 1,89% de Pb, incluindo reservas de medidas mais inferidas, com um total de 985.000t do metal contido (NASCIMENTO et al., 2021). Apenas em 2017 a produção mundial representava 2,4 Mt. No Brasil, o chumbo apresentava cerca de 74.000t, 0,1% da reserva global, as exportações brasileiras do chumbo chegaram a 18,7 kt, rendendo cerca de US$ 14,3 milhões, com destinos para Japão (26%) e China (74%). Os manufaturados representam 120t e rendimento de US$ 810 mil, destinados a países como Argentina 25%, Canadá 24%, Paraguai 18%, Uruguai 10 % e Chile 5 % (NASCIMENTO et al., 2021). 9.3 PROPRIEDADES DO CHUMBO Apesar de ser um elemento metálico, as propriedades do Pb são discretas, quando comparada com os demais metais, como já apresentado ressalta-se a sua má condutibilidade elétrica, baixa dureza. ponto de fusão relativamente baixo. No entanto, possui boa maleabilidade e ductilidade, podendo facilmente ser transformado em folhas ou chapas (MATLAKHOVA, 2016). A tabela 9 traz algumas propriedades físicas e químicas do Pb. Tabela 9 Propriedades do elemento Chumbo. Símbolo Pb Número atômico 82 Massa atômica 207,2 u.a 125 Eletronegatividade 2,33 Ponto de fusão 327,2 ºC Ponto de ebulição 1745 ºC Densidade 11,34 g/cm3 Configuração eletrônica [Xe] 6s24f145d106p2 Condutibilidade térmica 0,353 W/cmK Módulo de elasticidade 20 x 10³ Mpa Fonte: Adaptado de Matlakhova (2016). 9.4 AS BATERIAS DE CHUMBO Segundo a Norma Brasileira NBR 7039/87, as baterias de chumbo são conjuntas de acumuladores elétricos recarregáveis, interligados convenientemente, construídos e utilizados para receber, armazenar e liberar energia elétrica por meio de reações químicas envolvendo chumbo e ácido sulfúrico (ABNT, 1987). 9.4.1 Componentes da bateria de Pb Os componentes necessários para execução da bateria ácido-chumbo e os materiais que são feitos são representados na imagem e descritos em seguida. 9.4.1.1 Grades As funções da grade incluem segurar o material ativo e conduzir eletricidade entre o material ativo e os terminais celulares. Pela fragilidade dos eletrodos, esses precisam de um suporte mecânico proporcionados pela grade, feita de uma liga de chumbo ou materiais não metálicos, desde que sejam eletricamente condutivos (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.2 Placa negativa São placas negativas as grades de chumbo empastadas com massa ativa composta por água, solução de ácido sulfúrico, óxido de chumbo, fibras acrílicas e uma mistura de ligninosulfonato de chumbo o que produz um aumento da área superficial da massa ativa. Além disso, encontra-se em tal placa o sulfato de bário e 126 negro de fumo que aumenta a condutividade elétrica da massa ativa no final da descarga (CARNEIRO et al., 2017). Na constituição das placas negativas são aplicados elementos expansores tais como sulfato de bário, negro de fumo e lignina, para prevenir o seu retraimento durante uso. 9.4.1.3 Separador As placas precisam ficar o mais próximo possível umas das outras, para que seja possível reduzir a resistência interna. Contudo devido à diferença de polaridade das placas, não pode haver contato entre tais e por isso são usados separadores (CARNEIRO et al., 2017). O separador consiste em um isolante colocado entre as placas positivas e negativas. Servindo para evitar que as placas positivas toquem nas negativas causando um curto circuito, além de manter a quantidade reserva de eletrólito no espaço entre as placas, facilitando assim a condutância eletrolítica (CARNEIRO et al., 2017). O separador deve ser micro poroso com orifícios pequenos que permitem que os íons fluam por meio do separador de uma placa para outra. Normalmente é feito polietileno, PVC ou papel fibroso (MAHAN, 2002). 9.4.1.4 Placa positiva São placas positivas grades de chumbo recobertas sob pressão por uma pasta composta de água, óxido de chumbo, solução de ácido sulfúrico e fibras resistentes ao contato com a solução (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.5 Célula A união das placas positivas com as negativas intercaladas pelos separadores recebe o nome de pilha. Quando essas pilhas são colocadas em contato com o eletrólito em um recipiente, esse recebe o nome de célula e cada célula possuem voltagem de aproximadamente 2V (CARNEIRO et al., 2017). Em uma bateria convencional de chumbo-ácido são apresentadas seis células de 2V, ligadas em série, o que resulta em uma tensão de 12 V por bateria. 127 9.4.1.6 Conectores Os conectores são dispositivos que possuem como função ligar elementos da bateria em série, e dependendo da tensão aplicada necessária esses dispositivos são produzidos de diversas ligas de Pb (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.7 Polos São condutoresmetálicos em ligas de chumbo-estanho com a função de ligar as placas de das células ao terminal externo (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.8 Terminal Peça metálica em liga de chumbo antimônio, que oferece maior resistência mecânica e ligação elétrica externa da bateria (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.9 Caixa Tanto a caixa quanto a tampa das baterias são feitas de polipropileno, material polimérico leve e forte que resiste a diferentes temperaturas e não tornando-se frágil quando exposto ao frio, por exemplo. O que faz com que resista a choques durante o manuseio. Outra característica importante é que não reage quando expostos aos ácidos, podendo suportar os fluidos gasolina, fluido de freio e diesel normalmente encontrados em um veículo (MAHAN, 2002). 9.4.1.10 Tampa Responsável por isolar os elementos e o eletrólito da bateria do meio externo, impedindo a entrada de contaminantes. Uma vez que as baterias podem ter acesso ou não ao eletrólito. As tampas são divididas em convencionais de rolha com orifícios para saída dos gases gerados nas baterias que possuem acesso ao eletrólito (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.11. Eletrólito Composto por ácido sulfúrico diluído em água, funciona como um condutor que transporta os íons elétricos entre as placas positivas e negativas quando a bateria está sendo carregada ou descarregada (MAHAN, 2002). 128 9.4.1.12 Válvula Fabricado de borracha, a válvula é responsável em regular a pressão interna permitindo o escape de gases gerados quando a pressão interna atinge um valor predeterminado, assim, impedindo a entrada de ar externo (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.13 Supressor de chamas e gases Dispositivo de segurança para liberação dos gases e inibição quanto ao acesso de faíscas e chamas para o interior da bateria (CARNEIRO et al., 2017). 9.4.1.14 Sobre tampa Possui um desenho semelhante da tampa e é um componente selado que auxilia no direcionamento dos gases gerados (MAHAN, 2002). A figura representa os cada componente básico das baterias. Figura 48 Componentes básicos das baterias de chumbo. Fonte: Carneiro et al. (2017). 129 9.4.2 Funcionamento da bateria de chumbo ácido Conforme artigo da revista virtual de química RVq, que introduz os princípios e funcionamento das baterias de chumbo, esse processo caracteriza-se da seguinte forma (CARNEIRO et al., 2017): a. O processo inicia após as células são formados por eletrodos que são mergulhados em solução diluída de ácido sulfúrico com densidade aproximada de 1,28g/ml; b. Visto que os eletrodos de chumbo metálico possuem um formato de grades empastadas, com uma mistura de PbO, Pb, água e ácido sulfúrico, o material ativo. O chumbo presente nessas grades pode conter vários elementos, como por exemplo, antimônio, arsênio, cádmio, cobre, cálcio e estanho; c. Após o preparado das placas positivas e negativas, as mesmas são secas, curadas, formadas e montadas em células. As placas positivas e negativas são denominadas cátodo e anodo respectivamente; d. Tais placas são isoladas pelos separadores de placas, evitando que ocorra curto circuito e permitindo que a corrente elétrica flua através dos poros; e. Ligadas em paralelo todas as placas de igual sinal, obtém-se uma alta superfície de matéria ativa além de uma elevada capacidade; f. Após fechamento o circuito externo, os terminais são conectados eletricamente, a bateria entra em funcionamento realizando a descarga, no qual ocorre a semirreação de oxidação no chumbo e a de redução no dióxido de chumbo; g. Quando o ácido sulfúrico é diluído em água, as moléculas do ácido se dividem em íons de hidrogênio carregados positivamente (H+) e em íons carregados negativamente (SO4)2-. Essa divisão é necessária para tornar o eletrólito capaz de transportar íons que possibilita a reação química durante o processo de carga e descarga. Ressalta-se que o eletrodo negativo contém pequenas quantidades de aditivos para dar à bateria um bom desempenho de descarga em baixas temperaturas e melhorar a partida. 130 9.4.3 Principais reações químicas As reações químicas que acontecem durante a descarga são: (5) Anódica: Pb(s) + H2SO4(aq) → PbSO4(s) + 2H+(aq) + 2e− (6) Cátodica: PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2H+(aq) + 2e− → PbSO4(s) + 2H2O(l) (7) Reação Total: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l) A reação do cátodo e do ânodo produzem sulfato de chumbo (PbSO4), insolúvel que adere aos eletrodos. Quando um acumulador está se descarregando, ocorre um consumo de ácido sulfúrico, isso diminui a densidade da solução eletrolítica de água e ácido sulfúrico. Por fim, mede-se a densidade da solução eletrolítica para descobrir qual a magnitude da carga ou descarga do acumulador, uma vez que a densidade se relaciona com a quantidade de ácido sulfúrico presente na mistura (MAHAN, 2002). A figura 49 representa o processo de descarga citado. Figura 49 Processo de descarga na bateria chumbo-ácido. Fonte: Cultura Livre (2018). 9.6 FABRICAÇÃO DAS BATERIAIS DE CHUMBO A bateria é responsável por acumular energia para o funcionamento do veículo e com duração de cerca de dois anos, ela é passível de troca em algumas situações. Na composição básica da bateria é essencialmente formada por chumbo, ácido sulfúrico e materiais plásticos. O chumbo presente na forma de chumbo metálico, ligas de chumbo, dióxido de chumbo e sulfato. O ácido sulfúrico se encontra na forma de 131 solução aquosa com concentrações variando de 27% a 37% em volume e densidade de aproximadamente 1,26 g/cm³ (AGARWAL, 2016). A fabricação da bateria de chumbo passa por um processo em cinco etapas fundamentais que são denominadas operações unitárias, essas etapas são descritas a seguir. 9.6.1 Etapa de teste Para garantir a qualidade da liga, na primeira etapa realiza-se testes de metalografia, ou seja, análise estrutural microscópica e macroscópica do material (CELESC, 2015). 9.6.2 Etapa de produção pó de Pb A produção do pó de chumbo se dá pelo processo de oxidação do chumbo, onde a composição básica do pó é PbO e Pb livre. Existem dois processos de produção, o processo de Barton no qual o chumbo fundido é agitado na presença de oxigênio, e o processo de moagem, em que pedaços de chumbo são atritados em moinhos de atrito na presença de oxigênio. Na etapa de produção da pasta há adição do pó de partida com concentrações de chumbo livre e óxido de chumbo, PbO., 9.6.3 Etapa de empaste A pasta é forçada ou pressionada contra os interstícios da grade por uma máquina ou manualmente, em seguida, são transformadas em placas denominadas “não curada”. Nessa etapa o controle se dá pela eficiência da compressão (AGARWAL, 2016). 9.6.4 Etapa soaking O soaking, é uma etapa que nem sempre é utilizada nos procedimentos em fábrica, mas é importante para produzir porosidade no material ativo a ser produzido na próxima etapa o qual é primordial para o produto atender o dimensionamento planejado (DEVICES TECNOLOGIA, 2022) . 132 9.6.5 Etapa de formação Na etapa de formação, se forma os denominados materiais ativos, sendo o PbO2 na placa positiva e Pb na negativa, ambos por processos eletroquímicos. O processo de formação inicia-se com a introdução de uma solução de ácido sulfúrico 1,25g/cm3 em um tanque contendo as placas positivas e negativas. Logo em seguida, as placas permanecem no eletrólito por um período de até 2 horas, na qual as reações do ácido sulfúrico com os óxidos básicos de chumbo resultam em uma camada de sulfato de chumbo (PbSO4) na superfície e superfície interna dos poros da placa (ZANCONATO et al., 2016). 9.7 MODELOS DE NEGÓCIOS DO CHUMBO 9.7.1 Toti distribuidora Toli distribuidora sediada na cidade de Serafina Corrêa, Rio Grande do Sul, realizaforte desenvolvimento no ramo da reciclagem de baterias de chumbo ácido. Brasil. Sua preocupação em ser uma empresa referência no mercado, aos clientes, os fornecedores, os colaboradores, e governo (TOTI DISTRIBUIDORA, 2022). A figura 50 representa a sede da Toti distribuidora. Figura 50 Sede da Toti distribuidora. Fonte: Toti distribuidora (2022). Para que o processo de reciclagem corra conforme o planejado, é preciso contar com materiais confiáveis e acessíveis. No processo de reciclagem a produção divide-se na recuperação de várias partes fundamentais. 133 9.7.1.1 Reciclagem do plástico O plástico das caixas e capas é moído, e posteriormente paletizado, estando pronto para nova fusão e criação de novas caixas e capas. As peças são lavadas, secas e enviadas para uma recicladora de plástico, onde as peças são derretidas para um estado quase líquido. O plástico derretido é colocado em uma extrusora que produz pequenas peças paletizadas uniformemente. Esses paletes são vendidos ao fabricante da bateria e o processo reinicia (LUZZI, 2022). 9.7.1.2 Reciclagem do chumbo As grades de chumbo, óxido de chumbo e outras partes limpas e derretidas são fundidas. Então, com o chumbo líquido, o mesmo é despejado em moldes para transformarem-se em lingotes de chumbo. A escória que flutua no líquido ainda quente é retirada e os lingotes são deixados para resfriar e solidificarem. Depois de frios, são removidos das formas e enviados aos fabricantes de baterias, onde são derretidos novamente para formarem placas de chumbo e outras partes de uma nova bateria (LUZZI, 2022). 9.7.1.3 Reciclagem do ácido sulfúrico O ácido usado nas baterias também pode ser tratado e gerenciado de duas formas. Na primeira forma o ácido é neutralizado com composto industrial, o que o transforma em água que após tratamento e análises é liberada na rede de esgoto. A segunda forma é a conversão em sulfato de sódio, um pó branco inodoro utilizado como sabão líquido para roupas, vidro e manufatura de tecidos (LUZZI, 2022). 9.7.2 Projeto Novo Pb Tendo em vista as oportunidades para a reciclagem nas baterias de chumbo e os impactos positivos de tal prática. O polo de inovação de vitória desenvolveu um projeto de reciclagem da pasta de baterias de chumbo- ácido, visando implantar um processo mais limpo para reciclagem desse tipo de bateria. O projeto foi desenvolvido em 2018 por meio do convênio firmado entre o Polo de Inovação Vitória do Ifes, credenciado como Polo Embrapii em Metalurgia e 134 Materiais, as empresas brasileiras Antares Reciclagem e Tudor M. G. de Baterias, um grupo de pesquisa da Universidade de Cambridge, na Inglaterra e a empresa inglesa de reciclagem Aurelius (IFES, 2018). No ano de 2019 o projeto realizou as primeiras entregas provenientes de suas atividades. Os resultados da pesquisa foram considerados promissores pelas empresas e se firmou continuidade da próxima etapa, que consistia na implantação do processo em planta em Tudor de Governador Valadares (IFES, 2019). A figura 51 demonstra uma das apresentações de resultados pela equipe do projeto. Figura 51 Apresentação dos resultados do projeto novo Pb. Fonte: IFES (2019). Anualmente, o projeto abre inscrições para empresas interessadas tornarem - se parceiras do mesmo, podendo desenvolver o processo de reciclagem que possibilita a obtenção direta de matéria prima para a reutilização em novas baterias, com substâncias mais seguras e em baixas temperaturas. 9.8 TÉCNICA DE RECICLAGEM DO CHUMBO Todos os componentes de uma bateria de chumbo ácido possuem potencial para reciclagem, sendo recicladas em até 99%. Com uma representatividade de 80% na fabricação de baterias automobilísticas, de acordo com dados do Instituto de 135 Metais Não Ferrosos, o chumbo é um metal que pode ser reciclado indefinidas vezes, sem perder sua estrutura físico-química. Sua reciclagem no Brasil é a principal fonte de matéria-prima, representando 53%. De acordo com André Saraiva, Presidente e CEO do Programa de Responsabilidade Ambiental Compartilhada (PRAC), essas características fazem com que o produto seja alvo de muita procura no final da sua vida útil (RECICLA SAMPA, 2020). A figura 52 representa os diferentes subprodutos que podem ser reciclados das baterias de chumbo. Figura 52 Ciclo de reciclagem da bateria de chumbo. Fonte: Schneider (2019). Por ser composta de plástico, chumbo e solução ácida, o processo se inicia com a separação desses materiais por tipo. Após passar pelo processo de trituração divide-se a sucata da bateria e o plástico do chumbo por meio de um sistema de gravidade, que leva em consideração o peso do plástico (RECICLA SAMPA, 2020). Já separados, o plástico passa por um processo de trituração, é moído e transformado em uma massa homogênea que servirá posteriormente para a produção de caixas e tampas para novas baterias. Contudo o chumbo, segue para o processo de fundição, onde o metal é transformado em líquido e ganha um novo formato (RECICLA SAMPA, 2020). Basicamente o processo de reciclagem consiste nas etapas de dessulfurização e lixiviação. 136 9.8.1 Etapa de dessulfurização A primeira etapa consiste na dessulfurização da pasta residual, obtendo-se o carbonato de chumbo (PbCO3) e o sulfato de sódio (Na2SO4). Isso ocorre, pois o principal constituinte da pasta residual de baterias automotivas é o sulfato de chumbo, e é tratada em duas etapas (SATO; ARAÚJO; TRINDADE, 2018). 9.8.2 Etapa de lixiviação Numa segunda etapa, o carbonato de chumbo é lixiviado com ácido nítrico (HNO3) gerando o nitrato de chumbo solúvel (Pb(NO3)2), a partir do qual pode ser obtido o chumbo metálico, via eletrólise (SATO; ARAÚJO; TRINDADE, 2018). Existem dois agentes dessulfurizantes para o processo de lixiviação, o carbonato de sódio (Na2CO3) e o carbonato de amônia ((NH4)2CO3), reações a seguir. (8) PbSO4 + Na2CO3 → PbCO3 + Na2SO4 (9) PbSO4 + (NH4)2CO3 → PbCO3 + (NH4)2SO4 A velocidade da reação 8 em meio aquoso é conhecida por ser rápida, sendo a difusão dos íons de carbonato no meio reacional que controla a taxa de dissolução de sulfato. Altas concentrações de carbonato de sódio, altas temperaturas e tempos elevados geram produtos que poderão vir a contaminar a solução final com compostos de sódio. Aumentando-se progressivamente o pH da solução, grandes quantidades de produtos como, Pb10O(CO3)6(OH)6 e Pb4O3(SO4) (H2O), são gerados. Pode-se observar isso através das reações apresentadas a seguir. (10)10PbSO4+6 Na2CO3+8OH- → Pb10O(CO3)6(OH)6+12Na++10SO4 2-+ H2O (11)4PbSO4 + 6OH- → Pb4O3(SO4) (H2O) + 3SO4 2- + 2H2O A figura 53 representa o processo de reciclagem de chumbo de baterias automotivas. 137 Figura 53 Fluxograma de reciclagem de baterias de chumbo. Fonte: Sato, Araújo e Trindade (2018). O único rejeito gerado durante o processo de reciclagem e que, portanto, não pode ser reaproveitado, é a escória, um material arenoso resultado do processo de fundição do chumbo. Estima-se, porém, que, em breve, ele também poderá ser reutilizado. 138 CAPÍTULO 10: COMPARAÇÃO ENTRE MODELOS Após apresentação e análise de negócios que visam a circularidade de seus produtos e serviços, é indispensável realizar um comparativo entre os dois modelos econômicos. O modelo econômico linear retrata impactos negativos, além da degradação ambiental, causada também pela destinação incorreta de resíduos, esse modelo aumenta a competição por commodities, elevando o preço e a instabilidade do mercado. Além disso, essa economia expõe os países e as empresas a riscos relacionados à volatilidade de preços e disponibilidade de recursos, como também na interrupção do fornecimento porescassez (GONÇALVES; FONSECA, 2019). Portanto reforça-se que a economia circular proporciona uma série de benefícios para sociedade quando comparada com a linear. A base dessa economia focada na sustentabilidade e na manutenção de produtos proporciona oportunidades estratégicas como: a. Novos modelos de negócios, com foco na reutilização, reciclagem, redução e recuperação de produtos; b. Maior volatilidade no preço das matérias-primas e limitação dos riscos de fornecimento; c. Novas relações com o cliente, programas de retoma, novos modelos de negócio; d. Melhorar a competitividade da economia; e. Contribuir para a conservação do capital natural, redução das emissões e resíduos e combate às alterações climáticas. Além dessas oportunidades, diversos são os setores que se beneficiam com introdução de novos negócios circulares, tais como fabricantes, importadores, recicladores, distribuidores, varejistas, consumidores e órgãos ambientais. A figura 54 descreve alguns pontos de benefícios de cada setor citados. 139 Figura 54 Benefícios da execução de novos negócios por setor. Fonte: Fundação Ellen Macarthur (2015). 140 CAPÍTULO 11: CONCLUSÃO Após a revisão bibliográfica sobre os conceitos de economia circular, mineração urbana, gestão e disposição de resíduos, legislação brasileira de tais resíduos e avaliação de quatro segmentos de reciclagem no Brasil, pode se concluir que: Diante dos conceitos de economia circular a introdução desse modelo é mais adequado e sustentável, pois permite dissociar o crescimento econômico de novos recursos e incentivar a inovação. Além disso, a economia circular estimula a criação de design de produtos circulares, o desenvolvimento de novos modelos de negócios e plataformas colaborativas, ou seja, proporciona uma nova estrutura econômica. No que se refere a mineração urbana, a mesma apresenta-se como uma excelente ferramenta para prevenir o desmatamento, visando a transformação de produtos pós- consumo em matérias primas e substituindo minas não sustentáveis, tal como as minas de carvão. Com investimento da indústria, comércio, governo e sociedade, a mineração urbana traz um grande retorno econômico e ambiental. A legislação brasileira e programas de reciclagem existentes são adequados para na implementação das mesmas. Porém é importante que tais leis sejam seguidas corretamente e aplicadas corretamente pelo poder público, privado e a sociedade. A reciclagem da prata torna-se importante uma vez que reduz custos da extração, proporcionando que o reaproveitamento desse metal como produto, e abaixando os custos de produção que podem ser repassados ao consumidor como vantagem. Além disso, a reciclagem de materiais como filmes de raio-x, evita que componentes tóxicos contaminem o meio ambiente por meio do descarte incorreto. O reaproveitamento dos pneus e seus componentes evita a degradação do meio ambiente e meios de proliferação de doenças. E a reforma de tais pneus cumpre valor ecológico, visando evitar o descarte prematuro das carcaças, proporcionando uma economia de energia e matéria prima. A reciclagem do lítio proporciona o reaproveitamento e obtenção desse metal, aumentando sua lucratividade nos materiais que estão presentes, como nas baterias automotivas. Entende-se que as baterias de lítio permitem redução de gás carbono e demais poluentes, além de minimizar processos produtivos e de extração do mesmo. 141 Os processos de reciclagem do chumbo permitem o desenvolvimento e aproveitamento desse metal por meio de processos sustentáveis não convencionais, como o hidrometalúrgico, diminuindo a possibilidade de contaminação do meio ambiente e das pessoas quando esse metal é descartado incorretamente. A reciclagem de baterias automotivas de chumbo é um método que faz com que esse processo seja minimizado. Por fim, constatou-se que as oportunidades de criação de negócios inovadores e sustentáveis dentro das temáticas apresentadas são viáveis, tecnológicas, criam novos empregos, movimentam a economia e permitem a circularidade de seus produtos no mercado nacional e internacional. 142 CAPÍTULO 12: REFERÊNCIAS ACHEI PNEUS. Como é feito um pneu? : Conheça o processo de fabricação.. Blog achei pneus. Brasil, 2021. 3 p. 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............................................................................................................ 72 5.4.2.1 PGRSE - RESÍDUOS SÓLIDOS ESPECIAIS .................................................................... 72 5.4.2.2 PGRSS - RESÍDUOS DE SERVIÇO DE SAÚDE ............................................................... 72 5.4.2.3 PGRCC - RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL ............................................................... 72 5.4.2.4 PGRSU - RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS .................................................................... 72 5.5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 72 CAPÍTULO 6: RECICLAGEM DA PRATA DE FILMES DE RAIO X .................................. 76 6.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 76 6.2 A PRATA ........................................................................................................................ 76 6.2.1 MINÉRIOS DE PRATA ...................................................................................................... 77 6.3 PROPRIEDADES DA PRATA ........................................................................................ 78 6.4 FILMES DE RAIO-X ....................................................................................................... 79 6.4.1 COMPONENTES DOS FILMES ........................................................................................... 80 6.4.1.1 CAPA PROTETORA ...................................................................................................... 80 6.4.1.2 EMULSÃO ................................................................................................................... 80 6.4.1.3 BASE ......................................................................................................................... 80 6.4.1.4 EMBALAGEM ............................................................................................................... 81 6.4.2 PROCESSAMENTO DOS FILMES DE RAIO-X ....................................................................... 81 6.5 FORMAÇÃO DOS FILMES ............................................................................................ 81 6.5.1 FORMAÇÃO DA IMAGEM LATENTE ................................................................................... 82 6.5.2 REVELAÇÃO DA IMAGEM ................................................................................................ 82 6.5.3 FIXAÇÃO DA IMAGEM ..................................................................................................... 82 6.6 MODELOS DE NEGÓCIOS DA PRATA ........................................................................ 83 6.6.1 DPC BRASIL ................................................................................................................. 84 6.6.1.1 ETAPA DE LAVAGEM .................................................................................................... 84 6.6.1.2 ETAPA DE RECICLAGEM ............................................................................................... 85 6.6.1.3 ETAPA DE DECANTAÇÃO .............................................................................................. 85 6.6.1.4 ETAPA DE FUNDIÇÃO E RESFRIAMENTO ........................................................................ 86 6.6.2 PROJETO CEFET NILÓPOLIS ......................................................................................... 87 6.6.2.1 ETAPA DE TRATAMENTO RADIOGRÁFICO ....................................................................... 87 6.6.2.2 ETAPA DE TRATAMENTO COM HIDRÓXIDO ..................................................................... 88 6.6.2.3 ETAPA DE AQUECIMENTO DO ÓXIDO DE PRATA .............................................................. 88 6.6.2.4 ETAPA DE AQUECIMENTO DA PRATA ............................................................................. 88 6.7 TÉCNICAS DE RECICLAGEM ...................................................................................... 88 6.7.1 HIDROMETALURGIA ....................................................................................................... 88 6.7.1.1 ETAPA DE PREPARAÇÃO .............................................................................................. 89 6.7.1.2 ETAPA DE LIXIVIAÇÃO .................................................................................................. 89 6.7.1.3 ETAPA DE SEPARAÇÃO ................................................................................................ 89 6.7.1.4 ETAPA DE TRATAMENTO .............................................................................................. 89 6.7.1.5 ETAPA DE RECUPERAÇÃO ............................................................................................ 90 CAPÍTULO 7: RECICLAGEM DE PNEUS .......................................................................... 91 7.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 91 7.2 O PNEU .......................................................................................................................... 93 7.2.1 CARCAÇA ..................................................................................................................... 94 7.2.2 CINTAS ESTABILIZADORAS ............................................................................................. 94 7.2.3 TALÃO .......................................................................................................................... 94 7.2.4 FLANCOS ...................................................................................................................... 94 7.2.5 BANDA DE ROLAGEM ..................................................................................................... 94 7.2.6 ESTANQUE .................................................................................................................... 94 7.2.7 OMBRO ......................................................................................................................... 95 7.3 MATERIAIS DOS PNEUS .............................................................................................. 95 7.3.1 BORRACHA NATURAL .................................................................................................... 95 7.3.2 BORRACHA SINTÉTICA ................................................................................................... 95 7.3.3 COMPOSIÇÃO ................................................................................................................ 95 7.4 PROPRIEDADES DOS PNEUS .................................................................................... 96 7.5 FABRICAÇÃO DOS PNEUS .......................................................................................... 97 7.5.1 ETAPA DE MISTURA........................................................................................................fashion-competition. 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Acesso em: 4 fev. 2023.97 7.5.2 ETAPA DE CORTE ........................................................................................................... 97 7.5.3 ETAPA DE OBTENÇÃO DO PNEU VERDE ........................................................................... 97 7.5.4 ETAPA DE VULCANIZAÇÃO.............................................................................................. 98 7.5.5 ETAPA DE INSPEÇÃO ...................................................................................................... 98 7.6 RECICLAGEM TRADICIONAL ...................................................................................... 98 7.6.1 BENEFÍCIOS DA RECICLAGEM DE PNEUS.......................................................................... 99 7.7 MODELOS DE NEGÓCIOS DE PNEUS ....................................................................... 99 7.7.1 USINA DE RECICLAGEM DE PNEUS RECICLANIP ............................................................. 100 7.7.2 MODA POR PNEUS ....................................................................................................... 103 7.8 TÉCNICAS DE RECICLAGEM .................................................................................... 104 7.8.1 RECICLAGEM MECÂNICO-QUÍMICO ................................................................................ 104 7.8.2 RECICLAGEM DE MICRO-ONDAS .................................................................................... 104 7.8.3 RECICLAGEM POR ULTRASSOM .................................................................................... 104 7.8.4 PYROLYSIS .................................................................................................................. 105 CAPÍTULO 8: RECICLAGEM DE LÍTIO DE BATERIA AUTOMOTIVA ........................... 106 8.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 106 8.2 O LÍTIO ......................................................................................................................... 107 8.2.1 RESERVAS DE LÍTIO ..................................................................................................... 108 8.3 PROPRIEDADES DO LÍTIO ........................................................................................ 109 8.3.1 OS MINERAIS DE LI ...................................................................................................... 110 8.3.2 REAÇÕES QUÍMICAS .................................................................................................... 110 8.4 AS BATERIAS DE LÍTIO .............................................................................................. 111 8.4.1 COMPONENTES DAS BATERIAS DE LI ............................................................................ 111 8.4.2 TIPOS DE BATERIAS DE LI ............................................................................................ 112 8.4.2.1 BATERIA DE ÍONS DE LÍTIO ......................................................................................... 112 8.4.2.2 BATERIA DE POLÍMERO DE LÍTIO ................................................................................. 113 8.4.2.3 BATERIA DE LÍTIO FERROFOSFATO LIFEPO4 .............................................................. 113 8.4.2.4 BATERIA DE LÍTIO ÓXIDO COBALTO LICOO2 ................................................................ 113 8.4.2.5 BATERIA DE LÍTIO ÓXIDO MANGANÊS LIMN2O4 ............................................................ 114 8.4.2.6 BATERIA DE LÍTIO ÓXIDO NI-MG-CO LINIMNCOO2-NMC ........................................... 114 8.4.2.7 BATERIA DE LÍTIO NÍQUEL COBALTO ÓXIDO DE ALUMÍNIO LINICOALO2.......................... 114 8.5 FABRICAÇÃO DAS BATERIAS DE LÍTIO .................................................................. 115 8.5.1 ETAPA DE MISTURA...................................................................................................... 115 8.5.2 ETAPA DE CONFORMAÇÃO ........................................................................................... 115 8.5.3 ETAPA ASSOCIAÇÃO .................................................................................................... 116 8.5.4 ETAPA DE REBOBINAGEM ............................................................................................. 116 8.5.5 ETAPA DE FORNO ........................................................................................................ 116 8.6 MODELO DE NEGÓCIO DO LÍTIO ............................................................................. 117 8.6.1 MODELO DE NEGÓCIO DA ENERGY SOURCE .................................................................. 117 8.6.2 PROJETO TUPY TECH .................................................................................................. 118 8.7 TÉCNICAS DE RECICLAGEM DO LÍTIO .................................................................... 120 8.7.1 PROCESSO MECÂNICO DE RECICLAGEM ........................................................................ 120 8.7.1.1 ETAPA DE TRITURAÇÃO ............................................................................................. 121 8.7.1.2 ETAPA DE NEUTRALIZAÇÃO ........................................................................................ 121 8.7.1.3 ETAPA DE RECUPERAÇÃO .......................................................................................... 121 8.7.2 PROCESSO TOXCO DE RECICLAGEM ............................................................................. 121 8.7.3 PROCESSO SONY ........................................................................................................ 121 CAPÍTULO 9: RECICLAGEM DO CHUMBO DE BATERIA AUTOMOTIVA ................... 122 9.1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 122 9.2 O CHUMBO .................................................................................................................. 123 9.2.1 RESERVA DE CHUMBO ................................................................................................. 124 9.3 PROPRIEDADES DO CHUMBO ................................................................................. 124 9.4 AS BATERIAS DE CHUMBO ....................................................................................... 125 9.4.1 COMPONENTES DA BATERIA DE PB ............................................................................... 125 9.4.1.1 GRADES ................................................................................................................... 125 9.4.1.2 PLACA NEGATIVA ...................................................................................................... 125 9.4.1.3 SEPARADOR ............................................................................................................. 126 9.4.1.4 PLACA POSITIVA ....................................................................................................... 126 9.4.1.5 CÉLULA .................................................................................................................... 126 9.4.1.6 CONECTORES ........................................................................................................... 127 9.4.1.7 POLOS ..................................................................................................................... 127 9.4.1.8 TERMINAL................................................................................................................. 127 9.4.1.9 CAIXA ...................................................................................................................... 127 9.4.1.10 TAMPA ................................................................................................................... 127 9.4.1.11. ELETRÓLITO ..........................................................................................................127 9.4.1.12 VÁLVULA ................................................................................................................ 128 9.4.1.13 SUPRESSOR DE CHAMAS E GASES ........................................................................... 128 9.4.1.14 SOBRE TAMPA ........................................................................................................ 128 9.4.2 FUNCIONAMENTO DA BATERIA DE CHUMBO ÁCIDO ......................................................... 129 9.4.3 PRINCIPAIS REAÇÕES QUÍMICAS ................................................................................... 130 9.6 FABRICAÇÃO DAS BATERIAIS DE CHUMBO .......................................................... 130 9.6.1 ETAPA DE TESTE ......................................................................................................... 131 9.6.2 ETAPA DE PRODUÇÃO PÓ DE PB ................................................................................... 131 9.6.3 ETAPA DE EMPASTE ..................................................................................................... 131 9.6.4 ETAPA SOAKING .......................................................................................................... 131 9.6.5 ETAPA DE FORMAÇÃO .................................................................................................. 132 9.7 MODELOS DE NEGÓCIOS DO CHUMBO ................................................................. 132 9.7.1 TOTI DISTRIBUIDORA .................................................................................................... 132 9.7.1.1 RECICLAGEM DO PLÁSTICO ........................................................................................ 133 9.7.1.2 RECICLAGEM DO CHUMBO ......................................................................................... 133 9.7.1.3 RECICLAGEM DO ÁCIDO SULFÚRICO ........................................................................... 133 9.7.2 PROJETO NOVO PB ..................................................................................................... 133 9.8 TÉCNICA DE RECICLAGEM DO CHUMBO ............................................................... 134 9.8.1 ETAPA DE DESSULFURIZAÇÃO ...................................................................................... 136 9.8.2 ETAPA DE LIXIVIAÇÃO .................................................................................................. 136 CAPÍTULO 10: COMPARAÇÃO ENTRE MODELOS ...................................................... 138 CAPÍTULO 11: CONCLUSÃO .......................................................................................... 140 CAPÍTULO 12: REFERÊNCIAS ........................................................................................ 142 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 PROJEÇÃO DE CRESCIMENTO MUNDIAL SEGUNDO A ONU ........................................................... 23 FIGURA 2 CONCEITO DO TRIPÉ DA SUSTENTABILIDADE ............................................................................... 25 FIGURA 3 CICLO DAS ESG'S .................................................................................................................... 27 FIGURA 4 FUNDAMENTOS DA ECONOMIA CIRCULAR. ................................................................................... 30 FIGURA 5 CICLO DE UM PRODUTO SEGUNDO A ECONOMIA CIRCULAR. ......................................................... 31 FIGURA 6 CICLO DE VIDA DO PRODUTO. .................................................................................................... 34 FIGURA 7 PROCESSO DA MINERAÇÃO TRADICIONAL. .................................................................................. 41 FIGURA 8 POLÍTICAS NECESSÁRIAS PARA A MINERAÇÃO URBANA. ............................................................... 42 FIGURA 9 CARTAZ DE DIVULGAÇÃO DA COMPETIÇÃO FASHIONOMICS 2023. ................................................ 47 FIGURA 10 EXEMPLOS DE RESÍDUOS RESIDENCIAIS E COMERCIAIS. ............................................................ 50 FIGURA 11 EXEMPLOS DE RESÍDUOS PÚBLICO E RESÍDUOS DOMICILIAR ESPECIAL........................................ 50 FIGURA 12 EXEMPLOS DE RESÍDUOS DE FONTES ESPECIAIS E AGRÍCOLAS. ................................................. 50 FIGURA 13 EXEMPLOS DE RESÍDUOS DE SERVIÇOS HOSPITALARES. ............................................................ 51 FIGURA 14 ROTA DA GESTÃO DE RESÍDUOS SEGUNDO A INDÚSTRIA 4.0. ..................................................... 52 FIGURA 15 RESÍDUOS GERADOS PELOS BRASILEIROS EM 2022. ................................................................ 54 FIGURA 16 COMPARATIVO DE RESÍDUOS 2021 VS 2022............................................................................. 54 FIGURA 17 EXEMPLO DE VAZADOURO. ...................................................................................................... 59 FIGURA 18 DEMONSTRAÇÃO DOS SETORES DO ATERRO SANITÁRIO. ........................................................... 60 FIGURA 19 ESQUEMA DE TRIAGEM E COMPOSTAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS. .............................................. 63 FIGURA 20 ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UM INCINERADOR. ............................................................... 64 FIGURA 21 FUNCIONAMENTO DO PROCESSO DE METANIZAÇÃO. .................................................................. 65 FIGURA 22 DIFERENTES SETORES E A LOGÍSTICA REVERSA. ....................................................................... 69 FIGURA 23 MINÉRIO DE PRATA COM COBRE ............................................................................................... 77 FIGURA 24 CLASSIFICAÇÃO DE MINÉRIO DE PRATA EM DIFERENTES PAÍSES ................................................. 78 FIGURA 25 ESTRUTURA BÁSICA DOS FILMES .............................................................................................. 80 FIGURA 26 ETAPA DE LAVAGEM DAS RADIOGRAFIAS................................................................................... 85 FIGURA 27 PROCESSO DE DECANTAÇÃO DA PRATA. ................................................................................... 86 FIGURA 28 — PROCESSO DE FUNDIÇÃO DA PRATA. ................................................................................... 86 FIGURA 29 PRATA GRANULADA APÓS RESFRIAMENTO. ............................................................................... 87 FIGURA 30 A RODA ENTRE DESENHOS RUPESTRES. ................................................................................... 91 FIGURA 31 DIFERENTES BIOMAS DESTRUÍDOS PELO DESCARTE INCORRETO DE PNEUS. ............................... 92 FIGURA 32 ILUSTRAÇÃO DAS PRINCIPAIS PEÇAS DE PNEU RADIAL. .............................................................. 93 FIGURA 33 HOMEM VERIFICANDO A APLICAÇÃO DE ASFALTO ECOLÓGICO. ................................................. 100 FIGURA 34 PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO DO PNEU EM ASFALTO. ........................................................ 101 FIGURA 35 SOFÁ COM ESTRUTURA E ESTOFAMENTO DE PNEUS. ............................................................... 102 FIGURA 36 GRANULADO DE BORRACHA DE PNEU PARA CAMPO SOCIETY. .................................................. 102 FIGURA 37 MODELOS COM BOLSAS DA COLEÇÃO REVOADA. .................................................................... 103 FIGURA 38 EXPLOSÃO POR BATERIA DE LÍTIO NO ESTADO DE ILLINOIS. ..................................................... 107 FIGURA 39 COMPOSIÇÃO INTERNA DA BATERIA DE ÍON LÍTIO. .................................................................... 112 FIGURA 40 TRANSFORMAÇÃO DO LÍTIO EM FOLHAS METÁLICAS. ................................................................ 115 FIGURA 41 BOBINAS DE LÍTIO. ................................................................................................................115 FIGURA 42 FIXAÇÃO DA BATERIA EM CAMADAS SÓLIDAS. .......................................................................... 116 FIGURA 43 DESENHO DE CARRO ELÉTRICO. ............................................................................................ 117 FIGURA 44 MODELO BMW I3. ................................................................................................................ 119 FIGURA 45 FLUXO DE RECICLAGEM DAS BATERIAS DE LÍTIO. ..................................................................... 120 FIGURA 46 AVENTAL DE CHUMBO PARA PROTEÇÃO DE RAIO-X. ................................................................. 122 FIGURA 47 CROMATO DE CHUMBO PARA TINTAS. ..................................................................................... 122 FIGURA 48 COMPONENTES BÁSICOS DAS BATERIAS DE CHUMBO. ............................................................. 128 FIGURA 49 PROCESSO DE DESCARGA NA BATERIA CHUMBO-ÁCIDO. .......................................................... 130 FIGURA 50 SEDE DA TOTI DISTRIBUIDORA. .............................................................................................. 132 FIGURA 51 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS DO PROJETO NOVO PB. ..................................................... 134 FIGURA 52 CICLO DE RECICLAGEM DA BATERIA DE CHUMBO. .................................................................... 135 FIGURA 53 FLUXOGRAMA DE RECICLAGEM DE BATERIAS DE CHUMBO. ....................................................... 137 FIGURA 54 BENEFÍCIOS DA EXECUÇÃO DE NOVOS NEGÓCIOS POR SETOR. ................................................ 139 file:///C:/Users/User/Desktop/Revisões%20TCC/TCC%20Final-LuizaCarvalho.docx%23_Toc126840990 file:///C:/Users/User/Desktop/Revisões%20TCC/TCC%20Final-LuizaCarvalho.docx%23_Toc126840991 LISTA DE GRÁFICOS GRÁFICO 1 COMPARATIVO DE DEPÓSITO DE MATERIAIS ALEMANHA. ........................................................... 45 ÍNDICE DE TABELAS TABELA 1 EXEMPLOS DE RESÍDUOS PERIGOSOS. ....................................................................................... 47 TABELA 2 TIPOS DE RESÍDUOS E CLASSIFICAÇÃO. ...................................................................................... 49 TABELA 3 PROPRIEDADES DO ELEMENTO QUÍMICO PRATA. ......................................................................... 79 TABELA 4 COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA DOS PNEUS. ................................................................................. 96 TABELA 5 QUANTIDADE DE MATERIAIS DO PNEU DE AUTOMÓVEL E DE CAMINHÃO. ........................................ 96 TABELA 6 RESERVAS DE LÍTIO DE PLANÍCIE SALGADAS. ............................................................................ 108 TABELA 7 PROPRIEDADES DO LÍTIO. ....................................................................................................... 109 TABELA 8 MINERAIS DE LÍTIO COM DE TEOR DE ÓXIDO E CARACTERÍSTICAS FÍSICAS. .................................. 110 TABELA 9 PROPRIEDADES DO ELEMENTO CHUMBO. ................................................................................. 124 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Ag Prata BR Borracha de poli butadieno BRIC Conjunto econômico de países emergentes C2C Cradle to Cradle CNI Confederação Nacional da Indústria CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente COP Conferência das Partes EC Economia Circular ESG Environmental, social and corporate IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e estatística IPEA Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada Li Lítio NBR Norma Técnica Brasileira NPSW Nacional Policy on Solid Wast ONU Organização das Nações Unidas Pb Chumbo PGRCC Plano de gerenciamento de resíduos de construção civil PGRS Plano de gerenciamento de resíduos sólidos PGRSE Plano de gerenciamento de resíduos sólidos especiais PGRSS Plano de gerenciamento de resíduos de serviço de saúde PGRSU Plano de gerenciamento de resíduos urbanos PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos RDC Resoluções da diretoria colegiada SBR Borracha de estereno butadieno TBL Triple Bottom Line UNESP Universidade Estadual Paulista UTFPR Universidade Tecnológica Federal do Paraná RESUMO A globalização e inserção de novos produtos em nosso cotidiano, proporciona formas de consumo cada vez maiores e consequentemente o aumento da geração de resíduos dos diferentes tipos de materiais. Apesar do desenvolvimento tecnológico observado essas práticas fortalecem atividades de um modelo econômico linear, modelo antigo introduzido com a Revolução Industrial. Porém, tal modelo não proporciona uma circularidade aos seus produtos e serviços, por isso um novo modelo econômico com propostas inovadoras cresceu e vem tomando parte do mercado, o modelo econômico circular. Portanto, o objetivo desse trabalho é realizar uma revisão bibliográfica nos temas de economia circular, mineração urbana, gestão, disposição e políticas de resíduos sólidos, reciclagem de filmes de raio-x, pneus e baterias automotivas e apresentar modelos de negócios sobre os mesmos. Para tanto, a metodologia aplicada foi a apresentação exploratória, utilizando-se estudos empíricos, pesquisas, artigos científicos e obras pertinentes que englobem as diferentes áreas de estudo. Concluindo-se que o trabalho se tornou significativo e relevante conforme permitiu a discussão sobre os temas focados na reciclagem dos materiais, compreendimento sobre conceitos de economia circular e a mineração urbana, a importância das legislações brasileiras de reciclagem existentes, disseminação do paradigma da circularidade dos produtos em quatro temáticas diferentes e apresentação e desenvolvimento de negócios inovadores, visando não só a otimização do processo produtivo, mas também benefícios sociais, econômicos e ambientais. Palavras-chave: Economia Circular. Economia Linear. Empreendedorismo. Inovação. Mineração Urbana. ABSTRACT Globalization and the insertion of new products in our daily lives provide ever- increasing forms of consumption and, consequently, an increase in the generation of waste from different types of materials. Despite the technological development observed, these practices strengthen activities of a linear economic model, an old model introduced with the Industrial Revolution. However, such a model does not provide circularity to its products and services, so a new economic model with innovative proposals has grown and has been taking part of the market, the circular economic model. Therefore, the objective of this work is to carry out a bibliographical review on the themes of circular economy, urban mining, management, disposal and solid waste policies, recycling of x-ray films, tires and automotive batteries and to present business models about them. Therefore, the applied methodology was the exploratory presentation, using empirical studies, surveys, scientific articles and relevant works that encompass the different areas of study. Concluding that the work became significant and relevant as it allowed the discussion on the topics focused on the recycling of materials, understanding of concepts of circular economy and urban mining, the importance of existing Brazilian recycling legislation, dissemination of the paradigm of circularity of products in four different themes and the presentation and development of innovative businesses, aiming not only at optimizing the production process, but also at social, economic and environmental benefits. Keywords: Circular Economy. Linear Economy. Entrepreneurship. Innovation. Urban Mining. 21 INTRODUÇÃO Extrair, produzir e descartar, há anos essas são as práticas do modelo econômico predominante no mundo, o linear. O atual modelo econômico linear introduzido na revolução Industrial. Porém, desde essa épocao sistema natural de autor regeneração se corrompeu, pois para produzir e consumir, estamos extraindo recursos muito mais rápido do que a natureza consegue repor (ECO GREEN, 2020). O salto na produção de bens de consumo, cominou também em um salto na poluição e no descarte. A população mundial produz mais de 2 bilhões de toneladas de resíduos por ano, e é impossível jogar fora ou se livrar disso tudo, pois não existe “fora” do nosso planeta. O resíduo está espalhado pelos oceanos, nas florestas, nos países mais pobres, nos aterros e vazadouros. Porém, muitas pessoas não veem que devido a esses impactos esse modelo econômico está chegando ao seu limite, isso porque a geração de valor linear não leva em consideração que recursos materiais e energéticos são finitos (ECO GREEN, 2020). Portanto, as indústrias globais estão cada vez mais em busca de reverter os impactos gerados por tal modelo econômico, buscando por inovação e praticidade para novos produtos do mercado. Para que isso ocorra se faz necessário novas formas de negócios, que catalisem toda cadeia de valor a fim de minimizar consumos de materiais e demais perdas. A mudança precisa ocorrer em todos os ramos da indústria, de todas as classes dos materiais sejam metálicos, poliméricos, cerâmicos ou compósitos. Esses novos modelos de negócios, que prezam pelo equilíbrio entre economia e meio ambiente, eficientes e eficazes, necessitam de uma economia regenerativa e projetada para se manter ao longo do ciclo, reutilizando a matéria prima e transformando-a constantemente, através da reciclagem e do reaproveitamento. Nesse momento é que surge a economia circular, um modelo que muda radicalmente a forma de produzir, da escolha das matérias primas, do desenho dos produtos e o aproveitamento dos subprodutos industriais (FIA, 2022). Portanto, o objetivo principal deste trabalho consiste em realizar uma revisão bibliográfica analisando e apresentando um estudo sobre quatro diferentes tipos de materiais e a circularidade de modelo de negócios dos mesmos focados na reciclagem. 22 Os objetivos específicos são: 1. Introduzir os conceitos da economia circular e sua importância; 2. Compreender os conceitos de mineração urbana; 3. Analisar sobre a gestão de resíduos sólidos e sua disposição final; 4. Apresentar a importância da legislação de reciclagem e Política Nacional de Resíduos Sólidos; 5. Apresentar um estudo sobre a extração tradicional da prata, borracha, lítio e chumbo e seu impactos; 6. Discutir diferentes modelos de negócios com foco na reciclagem de filmes de raio-x, pneus e baterias; 7. Comparar e discutir sobre os dois modelos econômicos. O estudo surgiu com a necessidade da identificação e organização dos avanços e pesquisas na área, bem como as principais temáticas abordadas durante o trabalho, que levem o leitor a repensar, de forma crítica, a mudança do modelo linear. 23 CAPÍTULO 1: ECONOMIA CIRCULAR 1.1 A ORIGEM DA ECONOMIA CIRCULAR O crescimento acelerado da humanidade gera a cada nova descoberta a necessidade de um modelo econômico disruptivo, abrangente e não dependente majoritariamente dos recursos finitos da natureza. Segundo o World Population Prospects 2022, relatório da Organização das Nações Unidas (ONU), a população mundial chegará 8,5 bilhões de pessoas até o ano de 2030 e na marca de 9,7 bilhões até 2050, estimativas essas observadas na figura 1, em que mesmo com a diminuição na taxa de crescimento populacional, ainda serão quase 2 bilhões a mais de pessoas consumindo uma variedades de serviços, produtos e recursos naturais no mundo (DEPARTAMENTO DE ECONOMIA E NEGÓCIOS SOCIAIS , 2022). Figura 1 Projeção de crescimento mundial segundo a ONU Fonte: Departamento de economia e negócios sociais (2022). Devido a constante oferta de recursos naturais e ilimitada poluição e o modelo econômico linear de produção alcançando seus limites. Nos últimos trinta e três anos, pesquisadores buscam alternativas para a introdução de critérios socioambientais nos modelos de negócio das organizações a partir do conceito da economia circular (EC) (OMETTO et al., 2018, p. 17). 24 A expressão tornou-se conhecida pelo trabalho de Pearce e Turner em 1989, baseado na ideia introduzida em 1966 pelo economista e ativista britânico Kenneth E. Boulding. Kenneth admite a economia circular como sendo uma economia advinda da espaçonave Terra, no qual a Terra seria uma espaçonave única com recursos e os seres humanos os seus tripulantes. Ou seja, associa a Terra aos limites que a nave estaria imersa, tanto na extração de recursos como na absorção de rejeitos e poluição (OMETTO et al., 2018, p. 20-21). Compreende-se como economia circular uma proposta de modelo econômico que relaciona diversas escolas e linhas de pensamentos, tais como: ecologia industrial, engenharia do ciclo de vida, gestão do ciclo de vida, economia de performance entre outros (OMETTO et al., 2018, p. 20-21). A ecologia industrial, princípio introduzido em 2001 por Reid Lifset e Thomas Graedel estuda dois grandes eixos que se integram entre si, um que busca soluções com base em modelos ecológicos, semelhante a área da biomimética articulada por Janine Benyus a partir de 2003. E outro que busca o equilíbrio entre sistemas naturais e o construído pelo ser humano. A engenharia do ciclo de vida estuda as perspectivas por meio de métodos, ferramentas, técnicas e procedimentos afim de identificar os impactos do ciclo de vida do produto. Em conjunto com a engenharia do ciclo de vida, a escola da gestão do ciclo de vida preocupa-se em gerar soluções e reduzir os impactos negativos do ciclo do produto, desde o desenvolvimento até o fim da vida do mesmo. A economia de performance baseia-se em uma economia de função na qual destaca a oferta de serviços ao invés apenas da venda do produto físico. Princípio introduzido por Walter Stahel. 1.2 SUSTENTABILIDADE E A ECONOMIA CIRCULAR O termo sustentabilidade significa a habilidade de algo se manter, ou seja, prezar pela conservação e sustentação dos recursos finitos. Já a sustentabilidade econômica financeira denomina-se como o uso e gerenciamento dos recursos naturais na fabricação de algum produto, tendo em vista não apenas o lucro individual, 25 mas também a eficiência econômica no meio ambiente em uma perspectiva macrossocial (NAIUD, 2021). A economia precisa do meio ambiente para ser sustentável por isso compreende-se que sem um não existiria o outro. Uma vez que o meio ambiente se enquadra sendo tudo o que o compõe tais como plantas, animais, recursos naturais e pessoas (ANA, 2021). Partindo do conceito de sustentabilidade e entendendo o cenário socioeconômico que a sociedade se encontra nas últimas décadas, principalmente após período de pandemia do COVID-19 iniciada em março de 2020. Faz-se necessário implementação de programas de sustentabilidade que vão de encontro tanto ao crescimento econômico como a responsabilidade social e ambiental (MACIEL, 2020). 1.2.1 Tripé da sustentabilidade Alinhado a visão estratégica das empresas surgiu o conceito triple bottom line (TBL) o tripé da sustentabilidade observado na figura 2, uma abordagem que as direciona de modo responsável em função de 3 pilares, o ambiental, o econômico e o social (INDIGO AGRICULTURA, 2023) Figura 2 Conceito do tripé da sustentabilidade Fonte: O autor (2023). 26 1.2.1.1 Pilar econômico Refere-se de como as empresas garantem que o negócio se mantenha e permaneça rentável ao longo de suas operações. Seguindo exemplos: Respeitando o fluxo de caixa, possuindo cuidado para não se endividarem, prezando pela saúde financeira, obtendo uma boa lucratividade e realizando pagamento de fornecedores dentrodo prazo. 1.2.1.2 Pilar Ambiental Trata-se da forma como as empresas pretendem diminuir o impacto do ser humano sobre o meio ambiente, preservando-o para as gerações futuras, com ações que combatam o aquecimento global. Seguindo exemplos: Reduzindo as emissões de gás carbônico e preocupando-se com o desperdício de água e perdas industriais. 1.2.1.3 Pilar social O pilar social representa a forma como as empresas focam no desenvolvimento de seus colaboradores, clientes e sociedade. São exemplos: a geração de empregos em regiões carentes com perspectiva de multiplicação, investimento em infraestrutura nas comunidades entorno, arrecadação de impostos ao município e Estado e inserção social de grupos minoritários 1.2.2 ESG's O TBL aprimorou-se e incorporou-se em um termo mais recente denominado ESG (environment,social,governance), incluindo a responsabilidade governança coorporativa , antes não explícita conforme demonstra a figura 3. 27 Figura 3 Ciclo das ESG's Fonte: Ávila (2021 p. 4). As ESG's representam um conjunto de práticas e padrões corporativos que indicam se as empresas possuem consciência social, são sustentáveis e adequadamente gerenciadas. O mesmo foi desenhado como um modelo responsável em indicar se tais empresas são capazes de sustentar tais conjuntos perante ao mercado (GRUPO NEW SPACE, 2021). As avaliações feitas nas empresas por meio das ESG's vão muito além dos produtos e/ou serviços oferecidos, pois consideram quem são seus fornecedores, como realizam os descartes de seus resíduos, as causas e pessoas que apoiam e até mesmo quem as governam (GRUPO NEW SPACE, 2021). 1.2.3 Política dos 3R's No ciclo de vida básico da natureza todos os materiais tais como plantas, água e alimentos são totalmente reaproveitáveis pelo planeta. Esses materiais crescem, desenvolvem-se e retornam para o meio ambiente em forma de energia. Na teoria o ciclo funciona naturalmente, apesar que na prática o mesmo não ocorre visto que o ser humano causa desequilíbrio na balança, dificulta e não respeita o tempo de recuperação dos ecossistemas (NAIUD, 2021). 28 Para que o ciclo funcione de modo adequado faz-se necessário a compreensão e aplicação da política dos três erres: reduzir, reutilizar e reciclar. A redução, por meio da população e organizações, no desperdício de matérias-primas e resíduos, a reutilização dos materiais aptos, mesmo que o processo seja dificultado e o encaminhamento dos resíduos para outras indústrias e/ou empresas em que os usa como fonte de matéria-prima, através da reciclagem (RODRIGUES et al., 2017). Com a política dos três erres faz-se possível a aplicação do conceito da economia circular de modo além das ações de gestão, resíduos e de reciclagem, pois a mesma reúne um modelo tecnológico e sustentável do mundo atual, um mundo volátil, incerto, complexo e ambíguo, caracterizado como mundo VUCA, ou seja, em constante mudança e sem a possibilidade de previsão de cenários futuros, mas interligados por meio de causa e efeito (NAIUD, 2021). 1.3 OS CICLOS E PRINCÍPIOS DA ECONOMIA CIRCULAR Nos últimos cento e cinquenta anos a extração de recursos por meio de um modelo econômico linear não apresenta como sustentável a longo prazo. Conforme descrito pela ex- velejadora e fundadora da Ellen Macarthur Fundation, instituição criada em 2010, cuja tem como missão é acelerar a transição para uma economia circular (THE SURPRISING..., 2015). Me ocorreu que o sistema em si, a estrutura em que nós vivemos, é fundamentalmente falho, e por fim eu percebi que nosso sistema operacional, a maneira como nossa economia funciona, como nossa economia foi construída é um sistema por si mesmo (MACARTHUR,2015). Macarthur defende que no modelo linear ocorre o aperfeiçoamento de um sistema sem design, ou seja, não planejado. Em sequência explica que a economia circular corresponde a um modelo restaurativo e regenerativo se distinguindo por meio de ciclos técnicos e ciclos biológicos (THE SURPRISING..., 2015). 1.3.1 Ciclos técnicos Os ciclos técnicos são responsáveis em recuperar e restaurar os produtos acabados e semiacabados, os componentes e matérias-primas por estratégias como 29 reuso, reparos, remanufatura e/ou reciclagem que devem retornar ao usuário (OLIVEIRA, 2019). 1.3.2 Ciclos biológicos Os ciclos biológicos referem-se aos materiais derivados de recursos de biomassa, como por exemplo: alimentos, madeira, algodão que projetados para retornar ao meio ambiente e consumidor por meio de processos como digestão anaeróbica e compostagem. O consumo só existe nesse ciclo (OLIVEIRA, 2019). Incluso a tais ciclos e entendendo que a EC tem como objetivo manter os produtos, componentes e matérias-primas nos mais altos níveis de utilidade e valor. Ou seja, desagregar o desenvolvimento econômico do consumo de recursos finitos e extinguir externalidades negativas da economia. Garantindo que as empresas exerçam autonomia por meio de uma gestão completa dos ciclos, pelos três princípios a seguir (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015). 1.3.4 Primeiro princípio Denomina-se o mais importante e possui como objetivo central controlar os estoques de matérias primas, equilibrar os recursos naturais, preservar e aprimorar constantemente o capital natural. Em tal princípio inclui a reciclagem e a remanufatura dos materiais reciclados, no qual tudo que permite ser reutilizado equivale a extrair e separar dos resíduos descartados. 1.3.5 Segundo princípio Consiste em melhorar e otimizar o rendimento de recursos, tanto no ciclo técnico como no biológico, estimulando a circulação de produtos, componentes e materiais pelo maior tempo de uso possível. Neste ponto entram mais dois ciclos: a redistribuição e a manutenção da vida útil dos bens de consumo. 30 1.3.6 Terceiro princípio Resume-se em melhorar a efetividade do sistema através da identificação e entendimento das externalidades negativas e conscientização dos consumidores. Os princípios e ciclos técnicos são fundamentos da EC que podem ser observados na figura 4 a seguir. Figura 4 Fundamentos da economia circular. Fonte: Adaptado da Fundação Ellen MacArthur (2015). 1.4 ETAPAS DA ECONOMIA CIRCULAR A EC tem início no fim da cadeia da economia linear conforme a figura 5 que representa o ciclo de vida de um produto como serviço na EC, no qual são inseridas etapas capazes de formar um ciclo harmônico que obedece a uma forma de loop. Esse ciclo consiste na produção do produto, no uso e na transformação desse produto em outro. Desse modo são encontradas aplicações para os resíduos e subprodutos criados durante o processo de produção (OLIVEIRA, 2019, p. 21-23). 31 Figura 5 Ciclo de um produto segundo a economia circular. Fonte: Adaptado de Oliveira (2019). A seguir é abordado o que significa cada etapa e sua função dentro do ciclo. 1.4.1 A Reciclagem Descreve-se como reciclagem o processo de conversão do desperdício em materiais ou produtos que possuem potenciais de utilização. Essa etapa permite reduzir o consumo de matérias-primas, utilizar recursos como energia e água afim de minimizar os efeitos da poluição gerados pela emissão de gases do efeito estufa e reduzir a necessidade de tratamento convencional de resíduos. Considera-se como uma das alternativas mais importantes da economia circular, pois pode ser de onde a mesma parte (RECICLA SAMPA, 2020). 1.4.1.1 Processos de reciclagem e tipos de resíduos Os resíduos gerados nas casas e empresas recebem, conforme classificação, destinação diferente e adequada antes de passar pelo processo de reciclagem. A classificação dá-se pela natureza dos resíduos. 1.4.1.1.1 Resíduos comuns São exemplos deresíduos comuns: embalagens plásticas metalizadas; esponjas de limpeza; algodões, tecidos, papel toalha usados; fraldas, absorventes, 32 fitas adesivas; papéis: vegetais, celofane e papeis sujos; fotografias (RECICLA SAMPA, 2020). Os resíduos comuns são: coletados em um caminhão compactador pelos profissionais nos pontos de coleta, encaminhados para o transbordo e colocados no caminhão que seguirá para o aterro sanitário (RECICLASAMPA, 2020). 1.4.1.1.2 Resíduos recicláveis São exemplos de resíduos recicláveis: polímeros: como garrafas PET, canudos e sacolas; cerâmicos como: copos de vidros, vidros de automóveis e frascos de perfumes; metais: como latas de óleo, de refrigerante, de sardinha e baterias automotivas; compósitos como pneus; e papéis: como matchê, vegetal e sulfite (RECICLA SAMPA, 2020). 1.4.1.1.3 Resíduos especiais São exemplos de resíduos especiais: materiais hospitalares são considerados resíduos de saúde, os perigosos que são todos aqueles que podem colocar a saúde das pessoas em risco e os radioativos. Todos requerem um descarte especial (RECICLA SAMPA, 2020). 1.4.2 O design Caracteriza-se como design circular a forma de pensar em produtos que sejam ambientalmente responsáveis em todos os estágios de concepção. Partindo da abordagem berço a berço ou do inglês cradle to cradle (C2C), apresentada por William McDonough e Michael Braungart, essa etapa defende a criação de processos e produtos saudáveis e circulares, ou seja, ecologicamente sustentáveis, nos quais os resíduos são reintroduzidos como nutrientes, por meio do projeto e sistemas no início da concepção do produto (GEJER; TENNENBAUM, 2018). O design de produtos e processos dos mesmos requerem habilidades, conjunto de informações e métodos de trabalho avançados. Portanto, são baseados em três princípios fundamentais descritos a seguir: 33 1.4.2.1 Resíduos como nutrientes Os materiais devem ser saudáveis para os seres humanos e a biosfera, ou seja, ao realizar o design dos produtos as empresas são responsáveis por deter o conhecimento e verificar, com seus fornecedores, as propriedades presentes nos materiais. Deve-se primeiro realizar o inventário indicando quais são os tipos de materiais e selecionar quais podem estar em contato com pessoas e sistemas naturais. Em seguida, precisa-se substituir os materiais que não condizem e/ou são desconhecidos diante do que foi projetado (GEJER; TENNENBAUM, 2018, p. 5-6). Os materiais devem mimetizar a lógica cíclica da natureza nos processos seletivos, ou seja, as empresas precisam permitir a circularidade desses materiais por meio dos ciclos técnicos e biológicos. Nos ciclos técnicos os materiais devem ser mantidos em circulação na indústria por meio de múltiplos períodos de uso. Já nos ciclos biológicos esses materiais devem ser projetados para um retorno seguro à biosfera (GEJER; TENNENBAUM, 2018, p. 8-9). Tanto nos ciclos técnicos ou biológicos são necessários a recuperação dos materiais a cada ciclo de uso (GEJER; TENNENBAUM, 2018, p. 5). 1.4.2.2 Uso das fontes renováveis O sistema C2C incentiva o uso, em máximo de potencial de tecnologias provenientes de fontes de energias renováveis existentes e promissoras, sejam eólicas, geotérmicas ou hidráulicas. Visto que ao realizar o design dos produtos, os fabricantes são incentivados a minimizar o consumo, reduzir os impactos e se comprometerem com o uso de energias renováveis durante os processos de fabricação. Essas medidas possibilitam as indústrias tornarem-se autossuficientes, ou seja, produzir em sua totalidade a energia consumida. (GEJER; TENNENBAUM, 2018, p. 11). 1.4.2.3 Promoção da diversidade O terceiro princípio estabelece o fortalecimento da diversidade de sistemas biológicos e industriais condecorando materiais, processos e soluções a cada novo desafio. Para que a promoção da diversidade se torne possível é primordial observar 34 os contextos e as necessidades dos usuários e sempre contestar se os projetos são acessíveis (GEJER; TENNENBAUM, 2018, p. 13-14). 1.4.3 O uso Tem como objetivo a redução da frequência de substituição dos produtos para consumo e otimização dos seus padrões, em relação a sua vida útil, garantindo a minimização dos possíveis impactos ambientais (OLIVEIRA, 2019, p. 22). Conforme apresentado pela teoria de Vernon apresentada em 1966, o ciclo de vida dos produtos considerando o mercado é composto de quatro fases representadas na figura 6 e descritas a seguir (RIBEIRO; SILVA, 2019, p. 3-6). Figura 6 Ciclo de vida do produto. Fonte: Oliveira (2019, p. 2). 1.4.3.1 Fase da introdução Na introdução de um produto inédito ou produzido por poucas empresas, encontra-se um alto nível de diferenciação dos seus concorrentes, pois as empresas possuem distintos processos de inovação. 1.4.3.2 Fase do crescimento Na fase de crescimento o produto já se encontra conhecido, portanto, realiza- se estratégias afim de conseguir maior participação de mercado. Entre essas estratégias estão: o aumento da produção, a redução dos custos de produção, uma vez que essa fase ainda requer elevado investimento, a abertura na expansão do 35 mercado e exportações para mercados com renda. Para que assim o produto possua a disponibilidade de seguir para fase seguinte. 1.4.3.4 Fase da maturidade Nesta fase a taxa de volume de vendas do produto fica constante no mercado nacional, o que caracteriza como a fase mais crítica, pois encontra-se pretextos significativos, como por exemplo: a modificação de empresas nacionais em empresas multinacionais através de uma política de investimentos diretos em diversos países estrangeiros. 1.4.3.4 Fase do declínio Quando o produto atinge um máximo de sua padronização e ritmo de menores custos de produção, denomina-se como a fase de declínio. Neste momento ocorre o desaparecimento e/ou substituição do produto, portanto entende-se como uma fase crucial na circularidade do produto, pois é necessário a redução da frequência de substituições de designs não circulares. 1.4.4 A manutenção e reparos A etapa de manutenção é uma atividade crítica realizada na fase de uso do ciclo de vida do produto para prolongar sua disponibilidade no sistema. Essa etapa é a maneira mais eficiente de manter ou restaurar o equipamento ao nível desejado de desempenho. De forma adequada, a manutenção tem a responsabilidade de proteger o equipamento de danos adicionais, segurança pessoal e prevenção de poluição (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015). 1.4.5 A redistribuição A redistribuição de um componente ou produto deve ser considerada face ao consumo de energia ao longo da sua vida útil. Visto que os produtos que serão reutilizados podem ser produtos completos ou podem ser componentes do produto que são vendidos (ELLEN MACARTHUR FOUNDATION, 2015). 36 1.4.6 A remanufatura O processo de remanufatura significa que as peças ou componentes danificadas dos produtos, necessitaram ser substituídas por novas ou recuperadas dentro dos padrões de qualidade exigidos no projeto. Esse processo de remanufaturar é realizado dentro das instalações do fabricante original, ou por alguma empresa autorizada (GREEN ELETRON, 2021). 1.5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Não somente para a indústria, mas para a sociedade como um todo, o grande desafio da implementação da economia circular é que atualmente sejam desenvolvidos novos modelos de negócios que agreguem valor ao produto/serviço em todos os aspectos industriais. A nível de Brasil, um dos grandes desafios é ter um processo de reciclagem dos materiais mais eficiente e de menor custo, uma vez que todo o processo de reciclagem acaba gerando novas tributações, atingindo um valor final mais caro do que um produto novo. A criação de novas ações com o intuito de evoluir e propagar a reciclagem