Zuim_Bruno_Brandino

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BRUNO BRANDINO ZUIM 
 
 
 
 
 
REAPROVEITAMENTO ENERGÉTICO 
DOS REFUGOS INDUSTRIAIS DO 
PROCESSO DE ROTOMOLDAGEM A 
PARTIR DA GASEIFICAÇÃO 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à 
Escola de Engenharia de São Carlos, da 
Universidade de São Paulo 
 
Curso de Engenharia Elétrica com ênfase em 
Sistemas de Energia e Automação 
 
ORIENTADOR: Prof. Dr. Valdir Schalch 
 
 
 
 
São Carlos 
2013 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
ZUIM, B. B. Reaproveitamento energético dos refugos industriais do processo de 
rotomoldagem a partir da gaseificação. 2013. 140 p. Trabalho de Conclusão de Curso 
(Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São 
Carlos, 2013. 
 
 
O desenvolvimento do sistema capitalista, o crescimento populacional e o aumento da 
produção de bens de consumo são alguns dos fatores que contribuem para a geração 
crescente e, por vezes, desordenada dos resíduos sólidos no planeta. Contudo, em muitos 
casos não há a prática de destinação e disposição ambientalmente adequada para tais 
materiais. Possíveis tratamentos para os resíduos englobam processos termoquímicos de 
reaproveitamento energético, os quais convertem materiais de baixo valor agregado em 
produtos de interesse, tal como a eletricidade. Este trabalho consistiu, particularmente, na 
avaliação da instalação de um sistema de gaseificação em uma indústria de médio porte. A 
partir de um estudo de caso, foram obtidos os dados do processo de transformação de 
polímeros por seu processo produtivo de rotomoldagem, segundo os quais foi estimada a 
quantidade de energia possível de ser gerada a partir do poder calorífico da resina 
polimérica proveniente dos refugos industriais, sendo estes o combustível para o processo 
de gaseificação. A estratégia metodológica compreendeu a determinação das rotas 
produtivas e dos equipamentos constituintes do sistema gaseificador. Dessa forma, foram 
discutidas, primeiramente, as vantagens e as desvantagens da eventual utilização de tal 
sistema para a empresa do estudo de caso. Por fim, foi considerada tal hipótese para 
outros possíveis tipos de indústrias presentes no mercado, principalmente no que se refere 
às diferentes capacidades produtivas. Os resultados destacam, em relação à indústria 
alvo, que o sistema ainda não é viável, em razão de seu baixo consumo de resina 
polimérica. No entanto, a discussão aponta uma série de vantagens para esta aplicação 
em empresas de grande porte. Nestas, além de assegurarem-se demandas poliméricas 
satisfatórias para a geração de energia elétrica em escalas tangíveis, outros 
inconvenientes intrínsecos à aquisição do sistema gaseificador são também minimizados. 
A análise dos resultados permitiu concluir, ainda, que um processo de tratamento de 
resíduos, tal como a gaseificação, não propicia apenas o benefício energético, mas integra 
uma das possíveis medidas capazes de desenvolver plenamente um sistema de gestão 
ambiental empresarial. Este sistema, ao considerar a destinação correta dos resíduos em 
vez da simples disposição final, contemplaria aspectos econômicos e ambientais. Ao 
mesmo tempo, a organização fortificaria sua imagem e projetar-se-ia competitivamente no 
mercado, minimizando o risco de eventuais prejuízos financeiros. 
 
 
Palavras-chave: resíduos sólidos, reaproveitamento energético, gaseificação, refugos 
industriais, rotomoldagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
ZUIM, B. B. Energy recovery of the industrial scrap from the rotational molding 
process through gasification. 2013. 140 p. Trabalho de Conclusão de Curso 
(Graduação) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São 
Carlos, 2013. 
 
 
The development of the capitalist system, the population growth and the rising production of 
consumer goods are some of the factors that contribute to the growing and, at times, 
disordered generation of solid waste on the planet. However, in some cases there is still no 
environmentally sound destination and disposal conducts for such materials. Possible 
treatments include energy recovery through thermo chemical processes, which convert low 
value-added products into ones of interest, such as electricity. The present study consisted, 
particularly, of the evaluation of installing a gasification system in a medium-sized industry. 
Based on a case study, data were obtained from the polymer transformation process of its 
productive process of rotational molding, through which allowed to estimate the achievable 
amount of energy that could be generated from the calorific value of the polymer resin 
derived from the industrial scrap, being this one the fuel for the gasification process. The 
methodological strategy involved the determination of the production routes and also the 
constituent equipment of the gasifier system. Thus, were discussed, first, the advantages 
and disadvantages of the eventual use of such a system for the targeted company. This 
hypothesis was considered for other existing sorts of industries, especially regarding to the 
different productive capacities. The results revealed, concerning to the targeted industry, 
that the system is not yet feasible, due to its low consumption of polymer resin. 
Nevertheless, the discussion suggests a range of advantages for this application in large-
sized companies. In these ones, besides being ensured satisfactory polymer demands for 
generating electricity in tangible scales, other drawbacks inherent to the acquisition of the 
gasifier system are also minimized. The analysis of the results led to the conclusion, 
moreover, that a waste treatment process, such as gasification, not only provides the 
energy benefit, but integrates one of the suitable measures for developing a fully corporate 
environmental management system. This system, by addressing a proper waste 
management instead of its simple final disposal, would contemplate both economic and 
environmental aspects. At the same time, the organization would fortify its image and 
project itself competitively in the market, minimizing the risk of any financial losses. 
 
 
Keywords: solid waste, energy recovery, gasification, industrial scraps, rotational molding. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
Abreviatura/Sigla Descrição 
A Cinzas 
ABELPRE Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e 
Resíduos especiais 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ABQUIM Associação Brasileira da Indústria Química 
ABS Acrilonitrila butadieno estireno 
ADN ou DNA Ácido Desoxirribonucléico 
ANNEL Agência Nacional de Energia Elétrica 
ASTM American Society for Testing and Materials 
BEN Balanço Energético Nacional 
BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social 
BR Borracha de Polibutadieno 
C Carbono 
CD Compact Disc (Disco Laser) 
CEMPRE Compromisso Empresarial para a Reciclagem 
CMM Crescimento Mensal Médio 
CMMAD Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento 
CNUMAD Conferência das Nações Unidas de Meio Ambiente e 
Desenvolvimento 
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente 
CP Capacidade Produtiva 
DPMM Demanda Polimérica Mensal Média 
EG Eficiência do Gaseificador 
EGM Eficiência Global do MACI 
EIA Estudo de Impacto Ambiental 
ET Energia Térmica 
ETA Estação de Tratamento de Água 
ETE Estação de Tratamento de Esgoto 
ETS Eficiência Total do Sistema 
EVA Espuma Vinílica Acetinada 
FU Fator de Utilização 
H Hidrogênio 
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais 
Renováveis 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
IMNC Índice Médio de Não Conformidade 
INC Índice de Não Conformidade 
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry 
MACI Motor Alternativo de Combustão Interna 
MCC Material Contendo Carbono 
MP Massa Polimérica Mensal Média 
N Nitrogênio 
NBR Borracha Nitrilica 
O Oxigênio 
ONU Organização das Nações Unidas 
PA Poliamidamicrobiana, 
principalmente dos microrganismos anaeróbios que, através de seu metabolismo, 
transformam a matéria orgânica em produtos combustíveis, como gás metano e hidrogênio 
e em um composto, potencialmente utilizável como condicionador do solo (SOUTO e 
POVINELLI, 2012). 
Mata-Alvarez (2000) afirma que a energia produzida pela digestão anaeróbia 
ultrapassaria a necessária para a operação do sistema de tratamento, além de que este 
processo causaria menores impactos ambientais por liberar menos gases estufa por 
tonelada de resíduo tratado que qualquer outro sistema, inclusive a compostagem. 
Os sistemas de digestão anaeróbia podem ser divididos em sistemas de fluxo 
contínuo e sistemas em batelada. Os primeiros podem tratar quantidades muito maiores de 
resíduo, porém sua implantação é mais custosa quanto comparada aos sistemas de 
batelada. Estes, por sua vez, requerem áreas muito maiores. 
35 
 
Os reatores anaeróbios também podem ser divididos em sistemas “a seco” e “a 
úmido”, também conhecidos como sistemas com alta e baixa concentração de sólidos, 
respectivamente. Os sistemas com alta concentração trabalham com os resíduos na sua 
umidade natural, enquanto os de baixa concentração requerem adição de água, sendo que 
o meio de reação tem a aparência de uma sopa (LISSENS et al., 2001). 
Para Souto e Povinelli (2012), os reatores anaeróbios hoje disponíveis no mercado 
não são capazes de estabilizar completamente a matéria orgânica. Sendo assim, faz-se 
necessário que os resíduos que saem do reator sejam estabilizados de forma aeróbia, ou 
seja, por compostagem. Cumpre ressaltar que os reatores conseguem trabalhar com 
cargas orgânicas muito mais altas que os sistemas de compostagem, de modo que suas 
vantagens residem tanto na possibilidade do aproveitamento do biogás quanto na 
economia de área para a instalação do sistema. 
3.1.7.5. Incineração 
A incineração é uma técnica que pode ser usada para qualquer tipo de resíduo 
orgânico. De acordo com Cempre (2000), esta tecnologia consiste na combustão dos 
resíduos em temperaturas acima de 800°C, com injeção de ar para garantir a queima 
completa, ou seja, a conversão total da matéria orgânica em gás carbônico e água. 
Neste processo, não somente toda a matéria orgânica, mas também praticamente 
toda a umidade é eliminada, enquanto os resíduos são convertidos em cinzas, devendo ser 
classificadas de acordo com a NBR 10004 da ABNT e encaminhadas para a destinação 
final correspondente. São gerados, ainda, alguns gases tóxicos que também devem sofrer 
o tratamento adequado. 
Embora seja muito criticada por essa geração de gases, a incineração é a técnica 
de escolha de alguns países que dispõem de poucas áreas para aterros, como é o caso da 
Suíça e do Japão (CEMPRE, 2000). Neste último país, mais de 70% dos resíduos sólidos 
domésticos são incinerados (USHIMA e SANTOS, 2000). No Brasil, a incineração é muito 
utilizada para o tratamento de RSS, com capacidade instalada para tratar 58.874 toneladas 
por ano (ABRELPE, 2013). A larga utilização da incineração para o tratamento destes 
últimos tipos de resíduos se deve ao fato dos agentes patogênicos serem destruídos, além 
de eliminar uma série de compostos químicos tóxicos nele presentes. 
Alguns incineradores são projetados de modo a permitir o aproveitamento do calor 
da queima para a produção de energia elétrica. Uma das desvantagens desse processo 
está no risco de produção e emissão de compostos tóxicos e cancerígenos, os quais 
36 
 
podem depositar-se no solo e entrar na cadeia alimentar via vegetais e provocar danos 
ambientais graves. Tecnicamente, existes, porém, algumas formas de minimizar essa 
possibilidade, mediante resfriamento mais rápido dos gases e filtragem de materiais 
particulados, entre outros métodos. 
Leão e Tan (1998), a partir de um estudo a respeito de alternativas para os 
resíduos sólidos do município de São Paulo, mostram que a incineração de alguns 
componentes dos resíduos sólidos domésticos pode não ser economicamente mais 
interessante que a coleta seletiva e reciclagem, embora investimentos mais expressivos 
em educação ambiental possam inverter essa situação. No mesmo trabalho, os autores 
concluem que, considerando mais especificamente o ponto de vista ambiental e tendo 
como parâmetro o efeito estufa – a elevação da temperatura da superfície da terra devido 
ao aumento da presença de certos gases na atmosfera -, a reciclagem se torna mais 
vantajosa. 
3.1.8. Disposição final 
Os resíduos não tratados e os rejeitos dos diversos processos de tratamento 
precisam ser finalmente dispostos no solo. A solução mais frequentemente indicada é o 
aterro sanitário. Segundo Oliveira (1992), estes locais são obras de engenharia destinadas 
a acomodar os resíduos sobre o solo, minimizando os impactos ambientais e os riscos à 
saúde. Devem possuir drenos para os líquidos percolados que se formam na 
decomposição natural da matéria orgânica e impermeabilização adequada para evitar a 
contaminação de aquíferos. Ademais, precisam dispor de drenos também responsáveis 
por escoar os gases que se formam no processo de fermentação da matéria orgânica. 
A operação de aterros sanitários, por sua vez, deve incluir a compactação dos 
resíduos e sua cobertura diária com terra, a qual tem por objetivo ajudar a evitar a 
emanação de maus odores e a proliferação de vetores. Além disso, deve haver um sistema 
de drenagem de águas pluviais e tratamento adequado para o chorume, bem como um 
sistema de monitoramento de lençol freático. 
De acordo com Phillipi Jr. (2005), entre as soluções sanitária e ambientalmente 
adequadas, os aterros sanitários são considerados a forma mais barata, no curto prazo, 
para solucionar a questão dos resíduos sólidos em cidades médias e grandes. 
Quando a capacidade de um aterro se esgota, a área deve ser recuperada do ponto 
de vista paisagístico e de utilização pela sociedade, respeitando-se as limitações técnicas 
inerentes às características dos terrenos aterrados com resíduos. 
37 
 
Um dos mais importantes aspectos de um projeto de aterro sanitário consiste na 
determinação das áreas de sua localização. Do ponto de vista técnico, precisam favorecer 
e facilitar as atividades ali realizadas, como transporte, manuseio e cobertura dos resíduos. 
Já sob a ótica econômica, devem ser financeiramente acessíveis e próximas o suficiente 
dos centros de geração, no intuito de não encarecer demasiadamente os custos de 
transporte. Segundo os aspectos ambientais, o terreno deve possuir características 
hidrogeológicas favoráveis, tais como solo de baixa permeabilidade e alta estabilidade 
mecânica, ausência de movimentos naturais de terra e lençol freático suficientemente 
distante. Por fim, no que diz respeito à perspectiva social, deve ser devidamente negociada 
com a comunidade, uma vez que poucos tendem a aceitar impassivelmente a ideia de 
serem vizinhos de um aterro sanitário (PHILLIPI JR., 2005). 
Resumidamente, dentre as principais características que devem ser levadas em 
consideração na definição das áreas potencias para instalação de aterros sanitários 
destacam-se: 
 Dados populacionais; 
 Características dos resíduos; 
 Situação da coleta e transporte dos resíduos produzidos na região, inclusive 
custos; 
 Dados geotécnicos, tipo de solo e relevo; 
 Águas subterrâneas, superficiais e regime de chuvas; 
 Legislação, incluindo o uso e ocupação do solo; 
 Investimento necessário à aquisição das terras; 
 Dados sociopolíticos das comunidades envolvidas (PHILLIPI JR., 2005). 
Com o passar do tempo, entretanto, as áreas acessíveis para dispor os resíduos 
sólidos tendem a se esgotar, provocando aumento de custo devido ao preço dos novos 
terrenos ou às maiores distâncias em relação aos centros geradores. Vale ressaltar, ainda, 
que no futuro existe a possibilidade de esgotarem-se totalmente as áreas factíveis para 
instalação deaterros sanitários. 
É a partir dessa realidade que se torna imperioso considerar cada vez mais as 
tecnologias alternativas de tratamento e aproveitamento energético dos resíduos sólidos. 
Porém, várias são as leis e resoluções já existentes no âmbito da disposição, as quais 
objetivam alterar, para melhor, a dinâmica deste processo. Embora essa prática seja 
inevitável, faz-se necessário garantir condições adequadas e ambientalmente corretas, 
desde o projeto ao funcionamento correto dos aterros. 
Neste sentido, a resolução CONAMA Nº 001/1986 prevê a necessidade de se 
estabelecerem as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes 
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gerais para uso e implementação do Estudo de Impacto Ambiental (EIA) como um dos 
instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente. Para tal, faz-se necessária a 
elaboração de um estudo de impacto ambiental e respectivo Relatório de Impacto 
Ambiental (RIMA), a serem submetidos à aprovação do órgão estadual competente e do 
IBAMA, para o licenciamento de atividades modificadoras do meio ambiente, tais como os 
aterros sanitários (CONAMA, 1986). 
Em resumo, o EIA consiste em um documento técnico de avaliação do impacto 
ambiental de qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio 
ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades 
humanas que, direta ou indiretamente, afetam: 
 A saúde, a segurança e o bem-estar da população; 
 As atividades sociais e econômicas; 
 A biota, ou o conjunto de seres vivos de um ecossistema, o que inclui a flora, a 
fauna, os fungos e outros grupos de organismos; 
 As condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; 
 A qualidade dos recursos ambientais. 
Dentre os aspectos mais importantes da adesão à elaboração do EIA, destacam-se: 
 Visa a garantir que as medidas preventivas sejam compatíveis com o 
desenvolvimento sustentável; 
 Proporciona um instrumento de tomada de decisão que integra variáveis 
ambientais, econômicas, sociais e tecnológicas (instrumento de gestão); 
 Permite a elaboração de um respectivo RIMA, para que a sociedade possa ter 
acesso e compreender o projeto. 
O RIMA, por sua vez, reflete as conclusões do EIA, o qual deve ser apresentado de 
forma objetiva e adequada a sua compreensão. Todas as informações desse documento 
deverão ser traduzidas em linguagem acessível e ilustradas por mapas, quadros, gráficos 
e demais técnicas de comunicação visual, de modo que se possa entender as vantagens e 
desvantagens do projeto, bem como todas as consequências ambientais de sua 
implementação (CONAMA, 1986). 
Existem, entretanto, formas de disposição na quais não há quaisquer cuidados para 
a redução de impactos, normalmente sendo chamadas de lixões. Não podem, a rigor, 
constituírem formas de disposição final, já que dispor significa colocar de forma ordenada 
(FERREIRA, 1993). Os lixões são inadequados do ponto de vista sanitário porque 
propiciam a proliferação de vetores, os quais podem provocar o aparecimento de doenças. 
Podem provocar também a poluição do solo, das águas, do ar e de diversos problemas 
ambientais. 
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Do ponto de vista social, acabam refletindo a miséria presente na região, já que são 
fontes de sustento para os catadores. Infelizmente, os lixões são a forma mais numerosa 
de locais de disposição final no Brasil (IBGE, 2000), sendo dispostos milhares de toneladas 
de resíduos por dia em locais com essa classificação. 
Para situações intermediárias entre os lixões e os aterros sanitários, é utilizada a 
expressão aterros controlados. Segundo Phillipi Jr. (2005), esta última denominação 
cumpriu durante algum tempo a função de diferenciar situações de descuido total daquelas 
que já incorporavam alguns cuidados, mas é atualmente considerada imprópria por muitos 
profissionais, já que passa a impressão de que os riscos ambientais estão todos 
controlados dentro das normas estabelecidas, o que não é verdade. Tipicamente, esses 
aterros recebem cobertura diária de terra, mas não possuem sistemas de 
impermeabilização e de drenagem de líquidos e gases. 
3.2. Polímeros 
A palavra “plástico” tem origem no grego plastikós, que significa adequado à 
moldagem. Plásticos são materiais formados pela união de grandes cadeias moleculares 
chamadas polímeros e estes, por sua vez, são macromoléculas formadas a partir de 
moléculas menores (monômeros) e caracterizadas por seu tamanho, sua estrutura química 
e interações intra e intermoleculares. As unidades químicas fundamentais (meros) são 
unidas por ligações covalentes, que se repetem ao longo da cadeia. 
Os polímeros são capazes de adquirir condições plásticas por ação de calor e 
pressão e podem ser obtidos através de reações poliméricas produzidas pelo Homem, 
sendo considerados sintéticos. Por outro lado, existem os polímeros naturais, encontrados 
e extraídos diretamente da natureza. 
Na figura 3.2 são apresentados alguns exemplos de polímeros comuns, associados 
às suas respectivas unidades repetitivas e aos monômeros que lhe dão origem. 
3.2.1. Nomenclatura 
Analogamente às substâncias orgânicas, os polímeros possuem um nome que se 
relaciona diretamente com a sua fórmula química. De acordo com a IUPAC - International 
Union of Pure and Applied Chemistry (2012), os polímeros são designados pelo prefixo 
“poli” seguido do nome da unidade repetitiva colocado entre parêntesis. A título de 
suposição, se se considerasse o nome da unidade repetitiva como “ABC”, o nome do 
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Figura 3.2: Principais polímeros, associados às suas respectivas unidades repetitivas e ao 
monômero de origem (ABIQUIM, 2009). 
polímero correspondente seria poli (ABC). 
Muitos polímeros possuem nomes mais comuns e populares, pois foram 
desenvolvidos antes da sistematização da nomenclatura das substâncias químicas. Por 
exemplo, o polímero normalmente designado por “polipropileno”, de acordo com a 
nomenclatura recomendada pela IUPAC, dever-se-ia designar-se por “poli (1-metiletileno)”. 
No entanto, a IUPAC reconhece que esses nomes comuns se encontram 
fortemente enraizados na linguagem popular e não seria sensato aboli-los definitivamente. 
No entanto, recomenda-se que a comunidade científica recorra à classificação dos 
polímeros de acordo com a nomenclatura sistemática. 
No intuito de simplificar a designação de polímeros e materiais poliméricos é 
frequente o uso de abreviações através de siglas. Os polímeros sintéticos são muitas 
vezes designados por um nome comercial atribuído pela empresa que o sintetiza. Por 
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exemplo, o poli (tetrafluoroetileno) é muito conhecido por um dos seus nomes comerciais – 
o Teflon. Na figura 3.3 são apresentados alguns polímeros relacionados às suas 
estruturas, nome comum e nome sistemático, bem como as siglas a eles atribuídas. 
 
Figura 3.3: Polímeros relacionados às suas estruturas, nome comum e nome sistemático e suas 
siglas (ABIQUIM, 2009). 
3.2.2. Histórico 
Até a primeira metade do século XIX, acreditava-se que reações orgânicas eram 
possíveis apenas no interior de seres vivos, conforme a Teoria da Força Vital, enunciada 
por Jöns Jacob Berzelius. Em 1828, um discípulo de Berzelius, o alemão Friedrich Wohler, 
descobriu a fórmula para sintetizar uréia a partir do isocianato de uréia inorgânico. Este se 
configurou, então, como o ponto de partida para o desenvolvimento de materiais 
poliméricos, a partir do qual houve um gradativo crescimento das pesquisas e estudos 
voltados à química orgânica (ABIQUIM, 2009). 
42 
 
Ainda segundo a Abiquim (2009), no ano de 1838, o francês Victor Regnault 
polimeriza o PVC com auxílio de luz solar. No ano seguinte, o norte-americano Charles 
Goodyear descobre a vulcanização da borracha natural, possibilitando o uso desse 
material. Já no fim do século, em 1898, os químicos Einhor e Bischoff descobrem, por 
acaso, o policarbonato, que seria desenvolvido apenas em1950. 
Logo no início do século 20, em 1907, o norte-americano Leo Hendrik Baekeland 
sintetiza resinas de fenol-formaldeído, que ficariam conhecidas como baquelites. Também 
chamado de fórmica, o baquelite foi o primeiro plástico totalmente sintético que surge em 
escala comercial. No período de 1920 a 1950 são desenvolvidos os polímeros: PVC, 
polimetacrilato de metila (PMMA), PS, nylon, polietileno, silicone, poliuretano, acrinolitrina 
butadieno estireno (ABS) e poliéster, além de fibras sintéticas de poliéster e acrílico, entre 
outros. Especificamente, em 1924, são criadas as fibras de acetato de celulose. 
Em termos gerais, após a Segunda Guerra Mundial, a produção de polímeros 
cresceu muito rapidamente, embora por volta de 1860 já houvesse a moldagem industrial 
de plásticos naturais reforçados com fibras. Atualmente, a partir da engenharia de 
macromoléculas, vários elastômeros termoplásticos estão presentes no nosso cotidiano, 
como sacolas de supermercado em PEAD, lentes de contato flexíveis e garrafas de PET. 
3.2.3. Origem e utilização 
Segundo Matos (2009), os polímeros sintéticos são materiais produzidos 
basicamente a partir do petróleo e constituem, hoje, a principal matéria-prima para a 
fabricação de embalagens e recipientes plásticos, assim como os “plásticos de engenharia” 
(usados em indústrias da construção civil, automobilísticas, entre outras). Ainda segundo 
este autor, suas propriedades e características são variáveis e dependem da natureza 
química e física das unidades repetitivas (mero). 
Outros tantos são os segmentos nos quais esses materiais estão inseridos, desde 
as indústrias até as áreas da medicina. Elucidativamente, os polímeros podem ser 
substitutos do aço ou até mesmo uma válvula cardíaca. Segundo a ABIQUIM (2009), o 
crescimento do mercado de materiais poliméricos tem sido superior a 10% ao ano ao longo 
das últimas décadas, como por exemplo, os poliésteres. A crescente exigência por 
materiais de melhor desempenho, mais resistentes a temperaturas elevadas, maior poder 
de isolamento, dentre outros atributos, garantiram a estes materiais maior 
representatividade no mercado. 
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No que tange a construção civil, a aplicação de polímeros tem ganhado parcela 
cada vez mais significativa. O PVC, por exemplo, começou a ser utilizado há décadas e 
hoje integra boa parte dos itens de base das construções, a saber, canos, tubulações, 
juntas de ligação, dentre outros itens. Não somente na base das obras, estão presentes 
também no acabamento, como janelas e divisórias, portas, forros e coberturas, pisos e 
decoração em geral. Por fim, a própria alvenaria de algumas residências já está sendo 
construída a partir do PVC, graças às diversas características vantajosas desse material 
em relação à madeira, por exemplo. O baixo custo, a resistência à umidade, imunidade a 
fungos e corrosão e rapidez na montagem são alguns desses atributos. 
Na tabela 3.4 são relacionados alguns dos principais polímeros às suas respectivas 
aplicações: 
Polímero Aplicações 
Poliestireno 
Polietileno 
Polipropileno 
Poliamida (nylon) 
PVC 
Plexiglass (Acrílico) 
Teflon 
Borracha natural 
Amido 
Celulose 
Baquelite (fórmica) 
Poliuretano 
Copos, caixas, CDs, cassetes e outras 
Baldes, sacos de lixo, sacos de embalagens 
Cadeiras, poltronas, pára-choques de automóveis 
Fibras, cordas, roupas 
Tubos 
Portas e janelas, lentes de óculos 
Revestimento interno de panelas 
Pneus, câmaras de ar, objetos de borracha 
Alimentos, fabricação de etanol 
Papel, algodão, explosivos 
Revestimento de móveis, materiais elétricos 
Espumas rígidas e flexíveis, isolantes 
Tabela 3.4: Principais polímeros relacionados às suas aplicações mais comuns 
(CANEVAROLO JR., 2006). 
De modo geral, a utilização dos materiais poliméricos está associada às suas 
propriedades mecânicas que, por sua vez, dependem da constituição química: massa 
molar, grau de interações intermoleculares, cristalinidade, entre outros quesitos. A 
classificação dos polímeros é essencial para a especificação correta de uma resina 
polimérica como matéria-prima de um processo industrial de transformação. 
 
44 
 
3.2.4. Classificação 
Tal como ilustrado na figura 3.4, os polímeros podem ser classificados em dois 
grupos: naturais e sintéticos. Há, ainda, como subdividi-los em elastômeros, termoplásticos 
e termofixos, de acordo com suas características. 
Os polímeros sintéticos são produzidos industrialmente através de reações 
químicas que dão origem aos plásticos, enquanto os polímeros naturais podem ser 
encontrados em plantas e animais, como a madeira, o algodão, o látex, dentre outros. O 
ácido desoxirribonucleico (ADN ou DNA), que contém o código genético que define as 
características das pessoas e outros seres vivos, trata-se de outro polímero natural, assim 
como as proteínas e o amido presente nos alimentos. 
 
Figura 3.4: Subdivisões classificatórias dos polímeros (CANEVAROLO JR., 2006). 
Embora haja muitas maneiras de classificar os polímeros sintéticos, existem 
algumas mais comuns, as quais se referem a: Estrutura Química; Método de Preparação; 
Comportamento termomecânico e Desempenho mecânico. 
Segundo Canevarolo Jr. (2006), os polímeros podem ser classificados quanto à 
estrutura química e ao método de preparação a partir da seguinte definição: 
 Estrutura Química – Considera a estrutura química do mero e apresenta duas 
subdivisões: 
 Dotados de cadeira carbônica, sendo a principal constituída de carbono. 
Neste subgrupo estão inseridos os polímeros de dienos (BR, NBR, etc.), 
polímeros acrílicos, as poliolefinas (PEAD, PEBD, PP, etc.), polímeros 
estirênicos (PS, SBR, etc.), polímeros clorados (PVC, PVDC, etc.), 
polímeros fluorados (PVF, PTFE, etc.), entre outros; 
45 
 
 Polímeros de cadeia heterogênea, nos quais a cadeia principal possui, 
além do carbono, outro átomo (heteroatomo), tendo como exemplo o 
oxigênio, nitrogênio, enxofre, silício, entre outros. Nesta categoria 
enquadram-se os poliéteres (POM), poliésteres (PET), policarbonato, 
poliuretanos, entre outros. 
 Método de preparação – Esta classificação refere-se ao processo de formação 
(reação dos monômeros) dos polímeros e são divididos em duas classes: 
 Polímeros de adição, cujo processo de formação ocorre sem perda de 
massa na forma de compostos de baixo peso molecular, ou seja, pela 
adição do monômero. Como exemplos desta classe tem-se o PE, o PP, 
PVC, entre outros; 
 Polímeros de condensação, cujo processo de formação de polímeros 
ocorre pela reação entre dois grupos funcionais reativos com a 
eliminação de moléculas de baixo peso molecular (água, amônia, HCL, 
etc.). Como exemplo desta classe tem-se o PET, entre outros. 
As reações de polimerização por adição ocorrem quando o monômero apresenta 
pelo menos uma insaturação. Além disto, na dupla ligação, a ligação π é rompida, 
possibilitando que se formem grupos com duas valências livres, as quais se ligam entre si 
numa reação de adição, fazendo com que haja o crescimento da cadeia carbônica. 
Por outro lado, as reações de polimerização por condensação ocorrem quando o 
polímero é formado a partir de dois ou mais monômeros diferentes, que apresentam 
grupos reativos como hidroxilas, carbonilas, carboxilas, etc. 
Quando à classificação referente ao comportamento mecânico, conforme Manrich 
et al. (1997), os polímeros são classificados em três grupos: elastômeros, plásticos 
termofixos e plásticos termoplásticos. 
Chegando a assumir duas vezes o seu comprimento original, os elastômeros são 
polímeros que se caracterizam por uma elevada elasticidade a temperatura ambiente e alta 
absorção de impactos. As borrachas, em geral, são exemplos de aplicações desses 
polímeros. Trata-se da classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos e 
seu processo de reciclagem é complicado devido à incapacidade de fusão. 
Os polímeros termofixos são rígidos efrágeis, sendo muito estáveis a variações de 
temperatura. Possuem, ainda, um número elevado de ligações cruzadas entre suas 
cadeias, conferindo-lhes a característica de não serrem remodelados pelo calor. O 
poliéster insaturado é um exemplo de aplicação deste tipo de polímero, utilizado na 
fabricação de barcos, concreto e argamassas poliméricas, entre outras aplicações. O 
aquecimento do polímero acabado a altas temperaturas promove a decomposição do 
material antes de sua fusão, o que torna sua reciclagem também complicada. 
46 
 
Os termoplásticos são polímeros que, ao contrário dos termofixos, se caracterizam 
por serem processados repetidas vezes pelo calor. Dependendo do tipo do termoplástico, 
também podem dissolver-se em vários solventes, devido às ligações fracas que unem suas 
moléculas. Logo, a sua reciclagem é possível, uma característica bastante desejável nos 
dias de hoje. 
Por fim, os polímeros termoplásticos, ou simplesmente plásticos, como são 
popularmente conhecidos, apresentam uma subdivisão de classificação, a qual é feita com 
base no critério de desempenho tecnológico e durabilidade, e, conforme Manrich et al. 
(1997), podem ser de engenharia ou convencional. 
Os termoplásticos de engenharia são polímeros que se caracterizam por possuir 
melhores propriedades térmicas e mecânicas, ressaltando-se a tenacidade a altas e baixas 
temperaturas, aliada à possibilidade de utilização em aplicações de longa duração. São 
exemplos de aplicações: Poliamidas (náilon), usados em engrenagens e carcaça de 
ferramentas; Policarbonatos, utilizados na fabricação de CDs, janelas de aeronaves, 
ginásios esportivos, entre outros (MATOS, 2009). 
Os termoplásticos convencionais, por sua vez, são polímeros largamente utilizados 
para a fabricação de embalagens plásticas para produtos de setores como de limpeza, 
alimentação e higiene pessoal, etc. Os principais polímeros utilizados são o PEAD e o 
PEBD, PP, PVC, PS, entre outros. 
Para Matos (2009), o PET, largamente utilizado em embalagens de bebidas 
carbonatadas, água mineral com gás e de alimentos em geral, sempre foi utilizado em 
aplicações de engenharia, considerando suas propriedades de alto desempenho. Desta 
forma, pode ser considerado como um termoplástico de engenharia, embora seja um 
polímero de grande uso, o qual compete com polímeros convencionais em diversas 
aplicações. 
Existem outros tipos de classificação para os polímeros, como por exemplo, em 
relação à configuração molecular, grau de organização molecular, entre outros. Estes, 
entretanto, não serão abordados em detalhes nesta seção. 
3.2.5. Polietileno 
Em função dos crescentes níveis de consumo, o mercado brasileiro de polietileno 
ganhou, nos últimos anos, um novo perfil em volume e qualidade deste polímero. A 
competitividade entre as indústrias de transformação acabou gerando maior oferta de 
materiais poliméricos, com consequente aumento de sua qualidade e desempenho. 
47 
 
As poliolefinas representam aproximadamente 60% da demanda mundial de 
termoplásticos, na qual os polietilenos se encaixam no patamar dos 40%. No Brasil, as 
poliolefinas representam cerca de 65%, dos quais 43% correspondem aos polietilenos. O 
mercado brasileiro de polietileno cresce em um ritmo duas vezes superior ao do Produto 
Interno Bruto (PIB). Entre 1999 e 2000, as vendas do polímero aumentaram em mais de 
150 mil toneladas, ou seja, cerca de 10% da produção nacional (RETO, 2000). 
O mercado de polietileno linear avança acentuadamente sobre a resina de baixa 
densidade convencional, cujas vendas estão estagnadas e a sua produção apresenta 
tendência de queda. Enquanto o volume de produção do polietileno linear de baixa 
densidade cresceu 25% entre 1999 e 2000 e o de alta densidade aumentou 17%, o de 
baixa densidade convencional caiu 2% (RETO, 2000). 
Em geral, o polietileno é um polímero parcialmente cristalino, flexível, cujas 
propriedades são acentuadamente influenciadas pela quantidade relativa das fases amorfa 
e cristalina. As menores unidades cristalinas, chamadas lamelas, são planares e consistem 
de cadeias perpendiculares ao plano da cadeia principal e dobradas em "zig-zag", para 
cada 5 a 15 nm, embora haja defeitos que são pouco frequentes (DOAK, 1986). 
Segundo Neves (1999), os polietilenos são inertes face à maioria dos produtos 
químicos comuns, devido a sua natureza parafínica, seu alto peso molecular e sua 
estrutura parcialmente cristalina. Em temperaturas abaixo de 60°C são parcialmente 
solúveis em todos os solventes. Entretanto, dois fenômenos podem ser observados: 
 A interação com solventes pode provocar inchamento, dissolução parcial, 
aparecimento de cor ou, com o tempo, completa degradação do material; 
 A Interação com agentes tensoativos pode resultar na redução da resistência 
mecânica do material por efeito de tenso-fissuramento superficial. 
Em condições normais, os polímeros etilênicos não são tóxicos, podendo inclusive 
ser usados em contato com produtos alimentícios e farmacêuticos, a menos da utilização 
de certos aditivos considerados nocivos. 
No passado, o polietileno era classificado pela sua densidade e pelo tipo de 
processo usado em sua fabricação. Atualmente, os polietilenos são mais apropriadamente 
descritos como polietilenos ramificados e polietilenos lineares (NEVES; SILVA, 1999). 
Dependendo das condições reacionais e do sistema catalítico empregado na 
polimerização, cinco tipos diferentes de polietileno podem ser produzidos: 
 Polietileno de baixa densidade (PEBD ou LDPE); 
 Polietileno de alta densidade (PEAD ou HDPE); 
 Polietileno linear de baixa densidade (PELBD ou LLDPE); 
 Polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM ou UHMWPE); 
48 
 
 Polietileno de ultra baixa densidade (PEUBD ou ULDPE). 
Cada tipo de polietileno possui uma estrutura diferente, com influência direta sobre 
a sua densidade, propriedades mecânicas, dentre outras características. Ramificações 
longas, como as presentes no polietileno de alta densidade, por exemplo, aumentam a 
resistência ao impacto, diminuem a densidade e facilitam o processamento, enquanto que 
as ramificações curtas, mais presentes no polietileno linear de baixa densidade, aumentam 
a cristalinidade e a resistência à tração. 
Como este trabalho se baseia em um estudo de caso de um processo industrial 
cuja matéria-prima é o polietileno, especificamente o linear de baixa densidade, o objetivo 
principal desta seção é abordar as principais aplicações, propriedades físicas, assim como 
o tipo de processamento e outras características importantes para este tipo de polietileno. 
3.2.5.1. Polietileno linear de baixa densidade 
Os polietilenos lineares de baixa densidade (PELBD) são copolímeros de etilenos 
com α-olefinas (propeno, 1-buteno, 1-hexeno ou 1-octeno) que apresentam algumas 
propriedades intermediárias em relação aos PEAD e aos PEBD. Considerado um polímero 
termoplástico com elevada capacidade de selagem a quente, o PELBD tem sido utilizado 
com sucesso nas últimas décadas, tanto acadêmica quanto comercialmente (MARTINS, 
1999). 
Embora sua maior aplicação consista na produção de filmes para embalagens 
alimentícias, também são utilizados em filmes para uso industrial, fraldas descartáveis e 
absorventes, lonas em geral, brinquedos, artigos farmacêuticos e hospitalares, 
revestimento de fios e cabos, entre outras aplicações. Em alguns processos utilizam-se 
misturas de PEAD e PEBD, como na fabricação de sacaria industrial, embalagens para 
ração animal e filmes agrícolas (BAILEY, 1993). 
Como pode ser verificado na figura 3.5, ao contrário do PEBD convencional, que 
contém uma combinação aleatória de ramificações de cadeias curtas e longas, o PELBD 
possui, essencialmente, ramificações de cadeias curtas e comprimento constante, embora 
existam PELBD mais recentes que, além das ramificações de cadeias curtas, possuem 
também pequenas quantidades controladas de ramificaçõesde cadeias longas (INOUE, 
1999; SCHOUTERDEN et al., 1987). 
A microestrutura da cadeia dos copolímeros de etileno depende do tipo e da 
distribuição do comonômero utilizado, do teor de ramificações e do peso molecular dos 
polímeros. Esses parâmetros influenciam as propriedades físicas do produto final, pois 
49 
 
 
Figura 3.5: Ramificações dos polímeros PELBD e PEBD (NEVES, 1999). 
atuam diretamente na cristalinidade e outros aspectos da morfologia dos polímeros 
(SCHOUTERDEN et al., 1987). Em geral, as propriedades das cadeias levam o PELBD a 
ter alta cristalinidade, alto ponto de fusão e melhores propriedades mecânicas que o PEBD 
(SILVA, 1999). 
Na tabela 3.5 é estabelecida uma comparação entre polietilenos quanto a alguns de 
seus principais parâmetros. Percebe-se, nitidamente, a superioridade da resistência à 
tração do PELBD comparado ao PEBD. Sua temperatura de fusão cristalina (Tm) e 
densidade são exemplos de propriedades intermediárias entre os demais polietilenos. 
Propriedade PEBD PELBD PEAD 
Tm (°C) 110 120 – 130 >130 
Densidade (g/cm3) 0,92 0,92 – 0,94 0,94 – 0,97 
Resistência à tração (Mpa) 24 37 43 
Tabela 3.5: Comparação entre polietilenos e seus principais parâmetros (GUITIÁN, 1995). 
Outro fator determinante na caracterização das qualidades de um polímero consiste 
no tipo de catalisador utilizado em sua fabricação. Os catalisadores Ziegler Natta, por 
exemplo, originam PELBD com ampla distribuição de massa molar e distribuição 
heterogênea de comonômeros, os quais se concentram – principalmente - nas cadeias 
poliméricas. Já os catalisadores denominados metalocênicos originam PELBD com 
distribuição mais estreita de massa molar e distribuição mais homogênea de ramificação. 
Neste sentido, os PELBD podem apresentar diferentes características físicas e 
mecânicas entre si. Vale ressaltar que os efeitos da quantidade de ramificações e a da 
massa molar nas características do material não são facilmente diferenciados, já que a 
massa molar está inversamente relacionada à quantidade de ramificações curtas. Portanto, 
o fracionamento deste termoplástico é essencial para o estudo da cinética de cristalização, 
da morfologia da fase cristalina e do comportamento do fundido das frações (DOAK, 1996; 
MILES e BRISTON, 1965). 
50 
 
Por fim, a maior resistência ao cisalhamento e a maior susceptibilidade à fratura do 
fundido conferem ao PELBD a necessidade de uma tecnologia mais refinada para seu 
processamento. No entanto, segundo (SILVA, 1999; MILES e BRISTON, 1965), as ótimas 
propriedades mecânicas deste tipo de polietileno, aliadas às suas boas características 
ópticas, justificam seu uso em detrimento de outros tipos de resinas poliméricas. 
3.2.6. Biodegradação e reciclagem 
É inegável que o crescimento sustentado do setor de polímeros se deve, dentre 
outros fatores, à enorme flexibilidade das aplicações e do relativo baixo custo desses 
materiais. Novas tecnologias de produção de resinas poliméricas ainda vêm sendo 
desenvolvidas e cada vez mais estes materiais substituirão outros materiais tradicionais, 
como o vidro, os metais e a madeira (RABELLO, 2000). No entanto, devido à lenta 
biodegradação dos materiais plásticos e aos crescentes níveis de produção aliados ao 
descarte indevido, estes vêm se acumulando no meio ambiente, sobrecarregando os 
aterros sanitários e causando a impressão de poluição descontrolada (ACHILIAS et 
al.,2008). 
Segundo Matos (2009), as taxas de reciclagem no Brasil apresentam crescimento a 
cada ano, sendo que o PET representa mais de 50% em relação às demais resinas. Ainda 
segundo o mesmo autor, certos países da União Europeia, que possuem taxas elevadas 
de reciclagem de plástico, possuem legislações específicas, disciplinando a recuperação 
dos resíduos plásticos, diferentemente do Brasil, onde a reciclagem acontece basicamente 
em função do interesse de mercado. 
O tempo de vida útil dos materiais poliméricos varia em função da sua utilização 
final. Em cerca de 20% dos casos, o tempo previsto para uso e descarte é inferior a um 
ano (MATOS, 2009). Embora haja uma forte pressão ambiental no intuito de reduzir a 
utilização desses materiais, parece nada natural que o crescimento de seu consumo e 
consequente produção venha a diminuir. Ao contrário, vê-se uma tendência nítida de 
aumento desses índices, por razões já discutidas em no item 2.1. É fundamental, pois, que 
também se desenvolvam técnicas eficientes de reciclagem, na tentativa de minimizar o 
impacto ambiental. 
A degradação de um material polimérico consiste na alteração irreversível de suas 
propriedades, através de reações químicas propiciadas por determinados agentes físicos 
ou químicos. Geralmente, a degradação de um material é indesejável, dado que se 
51 
 
pretende alcançar elevada durabilidade. Esta característica é um dos principais 
argumentos de venda por parte dos fabricantes em geral. 
Vale ressaltar que a degradação pode ocorrer durante o processamento do 
material, principalmente pela exposição a altas temperaturas e elevados esforços 
mecânicos, caracterizando – respectivamente - a degradação térmica ou mecânica. Este 
mesmo processo pode ocorrer durante a vida útil do produto, através, por exemplo, da 
fotodegradação, que se dá a partir de sua exposição intensa à luz solar. 
O processo de biodegradação, em contrapartida, consiste na alteração das 
propriedades físicas e químicas do polímero por ação enzimática de microorganismos em 
determinadas condições de temperatura, umidade, radiação, oxigênio e presença de 
nutrientes orgânicos e minerais. Em outras palavras, consiste na exposição direta do 
polímero ao meio ambiente. 
Os plásticos são materiais muito resistentes à biodegradação, sendo necessário, 
para muitos deles, mais de cem anos para completar este processo, dada a sua elevada 
massa molecular e a sua hidrofobicidade, as quais dificultam a ação enzimática dos 
microorganismos na superfície do polímero. 
Segundo a ASTM - American Society For Testing and Materials (1999),órgão 
estadunidense que desenvolve e publica normas técnicas para uma ampla gama de 
materiais, a reciclagem dos polímeros pode ser classificada e dividida em quatro tipos: 
 Reciclagem Primária – É realizada por meio dos resíduos de origem industrial, 
referentes às obras ou aparas, desde que não apresentem qualquer tipo de 
contaminação. O processo compreende as etapas de seleção dos resíduos, 
lavagem, moagem, secagem e reprocessamento. Este último é realizado, em 
geral, por extrusoras ou injetoras. Na reciclagem de filmes plásticos pode ser 
acrescentada a etapa de aglutinação, com a finalidade de aumentar a densidade 
do material. O produto reciclado final possui, portanto, propriedades 
semelhantes a da resina virgem; 
 Reciclagem Secundária – Pode ser definida como a recuperação dos produtos 
plásticos pós-consumo presentes nos RSU. O processo é semelhante ao da 
reciclagem primária, pois também compreende todas as etapas deste tipo de 
reciclagem. Entretanto, este processo está sujeito a um maior risco de 
contaminação da matéria-prima, seja pela presença de partículas de outros 
polímeros, ou mesmo outros materiais, como adesivos, colas ou tintas aderidas 
em sua superfície. Desta forma, o produto reciclado apresenta, invariavelmente, 
propriedades inferiores ao de resina virgem; 
 Reciclagem Terciária – Consiste em submeter os resíduos poliméricos a uma 
despolimerização, a qual é realizada por meio da decomposição química 
52 
 
controlada do polímero, visando à obtenção de monômeros passíveis de serem 
utilizados para uma nova polimerização. Neste caso, o polímero é considerado 
de boa qualidade para novos processamentos; 
 Reciclagem Quaternária – Dá-se através da incineração dos resíduos 
poliméricos, os quais são submetidos à combustão, obtendo-se como produto a 
energia desprendida, sob forma de calor, e emissões gasosas. Este processo 
apresentaseu melhor resultado com a combustão completa, ou seja, com 
excesso de oxigênio presente na queima, com obtenção do dióxido de carbono 
como principal produto. Configura-se, pois, a perda da matéria-prima 
propriamente dita, pois a massa de polímeros é utilizada na combustão como 
combustível e transformada, por conseguinte, em energia térmica e subprodutos 
(cinzas). 
Estes diversos tipos de reciclagem se dão a partir de três diferentes processos, 
segundo os quais, Piva e Wiebeck (2004) apresentam outra classificação: 
 Reciclagem Mecânica – Tem por objetivo a obtenção de uma nova peça de 
plástico por meio das etapas de seleção, moagem, lavagem, secagem, 
aglutinação e reprocessamento, independentemente da origem do resíduo 
polimérico; 
 Reciclagem Química – Objetiva a despolimerização controlada do plástico, com 
a destruição da estrutura polimérica, obtendo-se produtos como monômeros e 
substâncias de baixa massa molar, os quais se constituirão em matéria-prima 
para um novo processo de polimerização; 
 Reciclagem energética – Visa à obtenção do conteúdo energético dos plásticos 
por meio da combustão, conforme o processo descrito na reciclagem 
quaternária. 
3.3. Processos produtivos industriais de transformação de polímeros 
Os produtos plásticos podem ser moldados a partir de diversos processos de 
transformação de polímeros, através dos quais as diversas resinas poliméricas, em 
formato de grânulos, pó ou líquidos, serão aquecidas ou catalisadas. 
Este capítulo tem como principais objetivos detalhar minuciosamente o processo de 
rotomoldagem, por tratar-se do processo envolvido no estudo de caso proposto e 
caracterizar alguns dos processos mais utilizados pelas indústrias na fabricação de 
53 
 
produtos plásticos, como a injeção e a extrusão. Por fim, a título de complemento, são 
superficialmente abordados outros processos de transformação de resinas poliméricas. 
3.3.1. Moldagem por injeção 
O processo de moldagem por injeção consiste basicamente no aquecimento da 
matéria-prima polimérica, passando-a do estado sólido, normalmente encontrado em pó, 
granulado de formas geométricas diversas ou flocos (flakes) como nos materiais 
reciclados, para um estado pastoso e plastificado. Tal alteração se dá por consequência do 
aquecimento do cilindro da unidade de injeção, calor este transmitido por resistências 
elétricas e por atrito da matéria-prima durante o processo de dosagem (BLASS, 1988). 
Ainda segundo este autor, a moldagem por injeção não é um processo contínuo, mas sim 
intermitente, seguindo um período de repetição denominado “ciclo de injeção”, o qual pode 
conter eventos que se intercalam ou que se sucedem sequencial e indefinidamente. 
Segundo Manrich (2005), um dos processos mais versáteis e modernos no campo 
da transformação e processamento dos polímeros é, sem dúvida, o da moldagem por 
injeção. Atualmente, trata-se de um dos processos mais comuns de fabricação de peças 
de plástico, sendo a maioria das indústrias a este adepta. 
Além da moldagem por injeção utilizar-se dos termoplásticos, termofixos e 
elastômeros vulcanizados (borrachas e silicones), também pode ser utilizada para a 
fabricação de peças cerâmicas, metálicas, de alumínio, dentre outras, a partir de 
compostos que utilizam um material polimérico como vetor. 
3.3.1.1. Histórico 
O processo de moldagem por injeção foi patenteado em 1872 pelos irmãos Hyatt. 
Desde então, começou a ser utilizado cada vez mais e, ao longo do século XX sofreu uma 
grande evolução, marcada – principalmente - pela máquina hidráulica (anos 40), a 
máquina de parafuso alternativo (1951) e a máquina elétrica (1988). 
Inicialmente desenvolvido para a transformação de resinas termoendurecíveis, 
como a ureia formaldeído ou baquelite, o processo teve um enorme desenvolvimento 
frente ao advento dos materiais termoplásticos, consagrados após a Segunda Guerra 
Mundial. Atualmente, a moldagem por injeção é um dos principais processos de 
transformação de materiais de base polimérica, com enorme importância nos grandes 
54 
 
mercados consumidores, tais como a construção civil e automobilística, indústrias de 
embalagens e materiais elétricos e eletrônicos, dentre outros (HARADA, 2004). 
O grande sucesso desta tecnologia deve-se ao efeito combinado de uma série de 
vantagens comparativas, entre as quais se salientam: a elevada capacidade produtiva, a 
grande reprodutibilidade e precisão dimensional, a flexibilidade em termos de geometria e 
dimensões das moldagens, entre outros atributos. A gama de aplicações deste processo é 
vasta, desde as micromoldagens, gerando peças inferiores a 1 mg, até as 
macromoldagens, com peças de mais de 100 kg (MANRICH, 2005). 
3.3.1.2. Etapas gerais do processo 
Segundo Mano (2004), o ciclo de moldagem do processo de injeção de 
termoplásticos obedece a um sequenciamento típico, envolvendo as seguintes etapas: 
1. Dosagem do material termoplástico granulado ou em pó no cilindro de injeção; 
2. Aquecimento com consequente fusão do material até a consistência adequada; 
3. Injeção do material plástico fundido no molde fechado; 
4. Resfriamento, com consequente solidificação e recuperação da rigidez do 
material; 
5. Extração do produto com o molde aberto. 
Em resumo, o material plástico a transformar, originalmente no estado sólido e 
normalmente sob a forma de grãos, é carregado no funil da máquina de injetar e 
alimentado para o interior do cilindro de plastificação, onde é aquecido a fim de tornar-se 
fluido e homogeneizado. O aquecimento do material provém do calor transmitido através 
das paredes do cilindro por resistências elétricas e pelo calor gerado por efeito de 
dissipação viscosa, em resultado do esforço mecânico da rotação do parafuso. Dessa 
maneira, o fundido resultante é forçado a fluir para o interior de um molde, o qual irá 
preencher a respectiva cavidade e resfriar devido às trocas de calor com as superfícies 
moldantes. 
Finalmente, o processo conclui-se com a extração da moldagem, que ocorre após o 
período de resfriamento. Em outras palavras, o produto, depois de resfriado o suficiente 
para manter sua estrutura e forma, é extraído do molde. No caso da moldagem de 
termofixos ou de borrachas vulcanizadas o molde apresenta uma temperatura mais 
elevada que a do cilindro, no intuito de garantir a reticulação do material após a injeção. 
 
55 
 
3.3.1.3. Tipos de injeção 
As máquinas injetoras são providas de sistemas de abertura e fechamento do 
molde, os quais garantem o sequenciamento correto do processo de injeção do material 
plástico na cavidade do molde. A unidade de fechamento promove o fechamento do molde 
com força suficiente para suportar a pressão do material, no momento da injeção. 
Uma das maneiras convencionais de diferenciar os tipos de injeção consiste em 
classificar o processo de fechamento do molde, segundo as seguintes possibilidades de 
sistema (SENA, 2003): 
 Mecânico: esse sistema funciona com alavancas ligadas em dois braços, os 
quais recebem o acionamento manual, transmitindo a força para as alavancas, 
que se deslocam de acordo com o movimento, abrindo ou fechando o molde. É 
um sistema antigo, ainda utilizado para pequenas produções, nas quais todos os 
movimentos dependem do operador; 
 Hidráulico de pistão: nesse sistema, a abertura e fechamento do molde são 
feitos por um pistão hidráulico de grande área, ligado a um cilindro hidráulico. A 
força de fechamento é dada pela pressão do óleo, de maneira que, quanto maior 
a pressão, maior será a força aplicada no molde. Vazamentos internos ou 
externos no sistema de fechamento implicam perda de pressão, a qual diminui a 
força de fechamento, com possibilidade de deixar rebarbas no produto; 
 Hidráulico-mecânico: a maioria dos fabricantes de máquinas injetoras utiliza 
esse sistema de fechamento. Um cilindro e um pistão hidráulico de área bem 
reduzida em relação ao sistema com pistãoficam ligados a um sistema de 
articulações, composto por tesouras ou joelhos, que irá movimentar a placa 
móvel, fechando ou abrindo o molde. A pressão do óleo, ou a pressão de 
fechamento, faz com que as articulações se travem, ocorrendo um “estiramento 
das colunas” e gerando a força de fechamento necessária. 
3.3.1.4. Máquinas de injeção 
O processo utiliza dois equipamentos essenciais: a injetora e o molde. Contudo, a 
moldagem de qualidade pode exigir um conjunto adicional de equipamentos: dispositivos 
para transporte e alimentação de matéria-prima, robô manipulador para manuseio de 
moldagens ou sistemas de alimentação, esteira transportadora, moinho granular e 
dispositivo para controle da temperatura do molde. 
56 
 
Em termos gerais, a máquina injetora, cujo esquema é apresentado na figura 3.6, 
consiste no equipamento utilizado para fabricação descontínua de produtos moldados, pela 
injeção de material plastificado no molde, que contém uma ou mais cavidades, na qual 
ocorre a formação da peça. A máquina injetora consiste, essencialmente, da unidade de 
fechamento, unidade de injeção, sistemas de acionamento e controle. 
 
Figura 3.6: Esquema geral da máquina injetora (SENA, 2003). 
A unidade de injeção ou sistema de injeção, por sua vez, recebe o material no 
estado sólido, em forma de grânulos ou pó, e transporta-os nas quantidades 
preestabelecidas, para o interior do molde. A unidade de injeção pode ser dividida em dois 
tipos, o que praticamente define o tipo de máquina injetora: tipo pistão e tipo rosca. 
As máquinas tipo rosca são as mais utilizadas atualmente. Sua unidade de injeção 
trabalha com uma rosca que serve também de êmbolo de injeção. A rosca gira em um 
cilindro aquecido, dotado de um funil superior, por onde se introduz o material 
termoplástico. A unidade de injeção move-se, geralmente, sobre a base da máquina. 
Algumas vezes faz-se necessária a substituição do cilindro, do parafuso e do bico de 
injeção, de forma a se ajustarem a um novo material a ser processado ou a um diferente 
volume de injeção solicitado (SENA, 2003). 
Contudo, independentemente do tipo de sistema de injeção, o plástico é dosado, 
fundido, homogeneizado, transportado e injetado no molde, ficando a unidade de injeção 
responsável, basicamente, por dois grupos de funções, a saber, a plastificação do material 
plástico e a injeção do material no molde. 
Por fim, os sistemas de acionamento e controle, integrados a um painel eletrônico 
na máquina de injeção, são responsáveis por garantir os parâmetros do processo, a partir 
das características desejadas pelo fabricante. Constitui etapa fundamental para o sucesso 
da moldagem quanto ao atendimento da demanda e capacidade produtiva. A velocidade 
de abertura e fechamento, a velocidade de amortecimento (desaceleração), a pressão de 
abertura e travamento são alguns dos diversos parâmetros intrínsecos ao processo de 
moldagem por injeção. 
57 
 
3.3.1.5. Parâmetros do processo 
Segundo Cominatto (1997) e Engel e Huell (1996), os principais e mais influentes 
parâmetros do processo de moldagem por injeção são: 
 Tempo de ciclo: é o tempo necessário para completar todas as etapas de um 
ciclo de moldagem de uma máquina injetora; 
 Velocidade de Injeção: é a velocidade de avanço do pistão ou da rosca, no 
momento em que o material é injetado; 
 Tempo de injeção: é o tempo estabelecido, no painel da máquina injetora, para 
realizar a operação de injeção e eventualmente o recalque da peça injetada. 
Possui controle independente e normalmente é contabilizado em segundos; 
 Tempo de Recalque: é o tempo estabelecido no painel da máquina injetora para 
que a rosca continue fazendo pressão sobre os componentes injetados; 
 Tempo de resfriamento: fator que controla o tempo que o produto fica no molde. 
Ao iniciar-se o tempo de resfriamento, geralmente se inicia a dosagem da 
próxima fase de injeção; 
 Temperatura do molde: é determinada a partir do controle da temperatura da 
água industrial ou líquido refrigerante que circula pelos moldes; 
 Temperatura da máquina: fator ajustado automaticamente pelo processo, dado 
que influencia diretamente na temperatura do material; 
 Dosagem: é a quantidade de material utilizada para realizar o ciclo completo do 
processo. O material é escoado através da rotação do parafuso (rosca) que fica 
dentro do cilindro de aquecimento; 
 Pressão de injeção: é a pressão com que o material polimérico é injetado no 
molde, controlada automaticamente pela máquina através de um sistema 
presente em seu cilindro; 
 Pressão de recalque: é a pressão que atua dentro do tempo de recalque. Essa 
operação é realizada no processo de moldagem para garantir que todas as 
cavidades do molde sejam preenchidas, caso contrário, a peça apresentará 
defeitos ou não uniformidades de espessura. 
O equipamento utilizado, junto à estratégia de determinação dos parâmetros do 
processo poderão desde otimizá-lo até mesmo prejudicar consideravelmente a qualidade 
do produto final. 
58 
 
2.3.2. Extrusão 
Extrudar um material significa comprimi-lo acima de seu limite de elasticidade em 
uma câmara e forçá-lo a escoar e adquirir a forma do orifício de saída da câmara. Uma 
simples analogia do nosso dia-a-dia consiste na saída da pasta de dente de seu tubo 
deformável. Neste caso, a pasta deixa o tubo com o formato do bocal de saída, assim 
como na extrusão um metal é normalmente comprimido por um êmbolo ou pistão e pode 
ser empurrado para frente ou para trás, resultando em um produto oco ou maciço 
(BRESCIANI et al., 1997). 
Em linguagem específica, a extrusão é um processo de conformação plástica que 
consiste em passar um lingote ou tarugo de secção circular sob a pressão de um pistão 
acionado pneumática ou hidraulicamente, através da abertura de uma matriz, formando um 
produto alongado com o perfil da matriz. 
Vale ressaltar que cada tarugo ou lingote é extrudado individualmente, 
caracterizando a extrusão como um processo semi-contínuo, no qual se faz necessário 
finalizar a confecção de uma peça para dar início à outra. Por vezes, a extrusão pode ser 
combinada com operações de forjamento, sendo denominada extrusão fria ou a frio. A 
ductilidade do material é uma das características que determina quais rotas de processo 
poderão ser estabelecidas. 
Quando o processo é realizado a quente, ou seja, acima da temperatura de 
recristalização, a passagem do tarugo pela ferramenta, com furo da seção menor do que a 
do tarugo, provoca a deformação plástica do metal. Obtêm-se, então, perfis metálicos com 
propriedades mecânicas controladas e de comprimento limitado pelo volume do lingote 
inicial. A extrusão a quente, porém, oferece emprego limitado, normalmente a aços, em 
razão das condições de trabalho adversas caracterizadas por elevadas pressões e 
temperaturas. 
Como a estrutura metálica do produto da extrusão se encontra na condição 
recristalizada, é possível aplicar ao metal extrudado intensos trabalhos de deformação a 
frio adicionais, como, por exemplo, a trefilação. Este processo é análogo à extrusão, 
também destinado à produção de barras de perfil constante. Na trefilação, porém, o 
escoamento do material se dá através da aplicação de uma força de tração, enquanto que, 
na extrusão, trata-se de uma força de compressão. 
Segundo Abal (1990), as vantagens do processo de extrusão incluem a redução de 
custos através da eliminação de operações posteriores de usinagem ou junção, bem como 
a possibilidade de obtenção de seções mais resistentes através da adequada eliminação 
de juntas frágeis e de uma melhor distribuição de metal. A extrusão permite, também, obter 
59 
 
um produto mais homogêneo, estrutural e dimensionalmente, além de ser menos passível 
de ataques por oxidação superficial. 
Algumas eventuais desvantagens do processo de extrusão se comparado a outros 
processos de transformação de polímeros são: custo maiorde aquisição dos 
equipamentos, limitação de comprimento do perfil de extrusão, menor velocidade de 
trabalho e possíveis ausências de uniformidade de deformação ao final do processo. 
Embora presente em uma vasta gama de aplicações, o uso mais comum da 
extrusão se faz nos seguintes produtos (CHIAVERINI, 2000): 
 Quadros de janelas e portas; 
 Trilhos para portas deslizantes; 
 Tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas; 
 Maçanetas e trancas; 
 Engrenagens em geral; 
 Tijolos vazados de cerâmica; 
 Maquinário pesado; 
 Componentes para automóveis e motocicletas (combinada com o forjamento). 
Por fim, nas operações combinadas com forjamento podem-se gerar componentes 
para automóveis, bicicletas, motocicletas, maquinário pesado, equipamento de transporte, 
estruturas aeroespaciais, dentre outras centenas de itens fabricados a partir de perfis 
extrudados. 
3.3.2.1. Histórico 
A extrusão de metais surgiu na Inglaterra, em 1797, na fabricação de tubos de 
chumbo. Porém, somente em meados de 1900 a extrusão tomou níveis industriais. O 
primeiro grande incremento de utilização de perfis extrudados ocorreu durante a Segunda 
Guerra Mundial, quando estas peças, fabricados em alumínio, foram produzidos em 
grande quantidade para utilização em componentes aeronáuticos. A partir da introdução de 
ligas intermediárias, tratáveis termicamente na própria prensa de extrusão com notável 
eficiência, houve uma rápida expansão desta indústria no pós-guerra (YOSHIDA, 2001). 
Atualmente, este processo é muito empregado para obter barras, tubos ou seções 
de formas complexas, com tolerâncias dimensionais e acabamento de qualidade na 
superfície das peças. O método tem sido útil para deformar ligas refratárias e aços 
inoxidáveis, pois estes apresentam uma tensão média de compressão. Praticamente 
qualquer forma de seção transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. 
60 
 
Como a geometria da matriz permanece inalterada, os produtos extrudados têm seção 
transversal constante. Existe, ainda, a possibilidade de seccionar o perfil extrudado, de 
maneira a obter produtos como maçanetas, trancas e engrenagens, entre outros objetos. 
3.3.2.2. Etapas gerais do processo 
Como mencionado anteriormente, os metais mais duros, como o aço, passam 
normalmente pelo processo de extrusão a quente, o qual envolve as seguintes etapas 
(ABAL, 1990): 
1. Fabricação de lingote ou tarugo de seção circular; 
2. Aquecimento uniforme do lingote ou tarugo; 
3. Transporte do lingote ou tarugo aquecido para a câmara de extrusão. Essa 
etapa deve ser executada o mais rapidamente possível para diminuir a oxidação 
na superfície do metal aquecido; 
4. Execução da extrusão: com o tarugo aquecido e apoiado diante da câmara de 
extrusão, o pistão é acionado e o material é empurrado para o interior da 
câmara, conforme a sequência de operações ilustradas na figura 3.7. Em geral, 
esta etapa compreende, por sua vez, as seguintes ações: Alimentação da 
prensa (a), Início da extrusão com avanço do pistão (b), Fim da extrusão (c) e 
Retirada da ferramenta e do extrudado com o resíduo do tarugo (d). 
 
Figura 3.7: Etapas da extrusão de um lingote ou tarugo (CHIAVERINI, 2000). 
Após o fim da extrusão, na qual o pistão recua e a câmara se afasta para a retirada 
do disco e da parte restante do tarugo, ainda há uma etapa adicional de remoção dos 
resíduos de óxido decorrentes do processo, com o auxílio de um disco raspador acionado 
pelo pistão. 
Em outras palavras, deve-se remover o fundo ou resíduo do tarugo que não foi 
extrudado. Caso esse resto de tarugo não seja removido, pode ocorrer um fluxo de metal 
61 
 
irregular na próxima extrusão, o que reduzirá a qualidade do produto ou até provocará um 
defeito, o qual usualmente se manifesta na forma de um furo interno na peça extrudada. 
Mesmo para prensas relativamente grandes, com cerca de 2.000 toneladas, o 
tempo para o ciclo completo de extrusão é normalmente reduzido, contabilizando cerca de 
60 segundos. 
3.3.2.3. Tipos de extrusão 
O processo de extrusão pode ser classificado de diversas maneiras. A mais usual 
delas é quanto ao tipo de movimento do material plástico, destacando-se a extrusão direta 
e a indireta. Esta última também pode ser denominada inversa. 
No processo de extrusão direta, o tarugo é colocado em uma câmara e impelido 
através da matriz por ação de um êmbolo. Um disco de pressão é colocado no fim do 
pistão ou êmbolo em contato com o tarugo. Esse tipo de extrusão pode ser utilizado em 
mais aplicações, pois seu mecanismo oferece maior simplicidade, já que não possui um 
pistão oco, cuja resistência seria limitada à flambagem do material que o compõe 
(HELMAN et al., 1993). 
Ainda na extrusão direta, a matriz fecha um lado da câmara e o pistão ou êmbolo 
fecha o outro. Aplica-se, então, uma pressão no pistão, que por sua vez exerce força sobre 
o lingote, fazendo-o mover-se para frente, com consequente extrusão do metal pelo orifício 
da matriz. A câmara e a matriz são fixas e o tarugo move-se em relação à câmara. Na 
figura 3.8 é possível observar uma representação esquemática da extrusão direta: 
 
Figura 3.8: Representação esquemática da extrusão direta (HELMAN et al., 1993). 
Essa movimentação do tarugo provoca atrito entre o mesmo e a superfície da 
câmara, o que acarreta um acréscimo da força necessária para extrudar o metal através da 
matriz. Esse atrito também retarda o fluxo do metal da região periférica do lingote, com 
consequente aumento do fluxo de material. 
Por outro lado, na extrusão indireta ocorre o inverso da extrusão direta, já que é a 
matriz que se desloca em relação ao tarugo. O pistão ou êmbolo é furado e ligado à matriz, 
62 
 
enquanto a outra extremidade da câmara é fechada. Frequentemente, o pistão e a matriz 
são mantidos estacionários, e a câmara movimenta-se com o tarugo. 
Na extrusão indireta, por não se ter movimento entre a câmara e o tarugo, as forças 
de atrito são muito menores e as pressões requeridas para extrusão são bem inferiores em 
comparação à extrusão direta. Contudo, existe uma limitação pelo fato da extrusão indireta 
utilizar um pistão oco, o qual restringe o valor das cargas a serem aplicadas. A figura 3.9 é 
uma ilustração do processo de extrusão indireta. 
 
Figura 3.9: Representação esquemática da extrusão indireta. 
Neste tipo de extrusão, a pressão de extrusão requerida é bem menor, pois não há 
atrito entre as superfícies do lingote e do recipiente. Não havendo atrito, ocorre um fluxo 
adicional de metal na secção transversal total do lingote durante a extrusão. Esse tipo de 
fluxo diminui sensivelmente a formação de vazios centrais na parte posterior do produto 
extrudado e também reduz a quantidade de descarte da extremidade. Uma desvantagem 
da extrusão inversa, porém, consiste na má qualidade superficial do produto quando 
comparada à outra variante do processo. 
Embora o processo indireto exija menor esforço de deformação e permita a 
obtenção de um produto mais homogêneo que na extrusão direta, esta apresenta uma 
utilização maior devido à simplicidade do equipamento. Não se exige, dessa forma, o uso 
de um pistão oco que possua uma resistência limitada à flambagem, principalmente para 
extrusão de grandes componentes. 
Por fim, como na extrusão inversa o pistão se mantém fixo, com a ferramenta 
colocada na sua extremidade, e a câmara com o tarugo avança em sua direção, o atrito 
torna-se inexistente entre o tarugo e a câmara. Entre o bloco e o metal a ser extrudado, 
geralmente se interpõe um pedaço de material suplementar, como, por exemplo, o grafite. 
Este material força, por sua vez, a passagem de todo o tarugo através da matriz. 
 
63 
 
3.3.2.4. Máquinas de extrusão 
Normalmente, a extrusão a quente é efetuada em prensas hidráulicas horizontais, 
especialmente construídas para a esta finalidade. As prensas de extrusão comuns 
costumam ter capacidadenominal entre 250 a 5.500 toneladas, mas – atualmente - alguns 
projetos chegam a especificar até 25.000 toneladas de capacidade nominal. 
Ademais, as prensas hidráulicas horizontais são utilizadas para produzir a maior 
parte dos extrudados de alumínio presentes no mercado. Algumas delas chegam a ser 
utilizadas para empurrar perfis de grande dimensão ou complexidade geométrica, bem 
como perfis produzidos com ligas de alta resistência mecânica. 
A prensa de extrusão é essencialmente um conjunto cilindro-pistão hidráulico, no 
qual o cilindro necessita de constante alimentação de líquido sob pressão. A alimentação 
deste componente pode se dar com auxílio de uma bomba hidráulica, que mantém a 
velocidade do pistão necessária à extrusão, ou com o emprego de um acumulador de 
pressão. No primeiro caso, a alimentação, e consequentemente o acionamento, são do 
tipo oleodinâmico e, no segundo caso, do tipo hidropneumático (YOSHIDA, 2001). 
A alimentação oleodinâmica consiste no fluido, no caso o óleo, ser mantido no 
cilindro sob pressão constante, com auxílio de uma bomba de vazão regulável, em função 
da velocidade de extrusão. As principais características a serem consideradas neste caso 
são: a pressão máxima atingida e a velocidade de resposta ao comando de alimentação. 
Já na alimentação hidropneumática, adota-se um acumulador de pressão variável, 
que consiste em uma câmara sob pressão contendo um líquido, que pode ser água com 
pequeno teor de óleo em emulsão. Este líquido reduz a ação corrosiva da água sobre a 
câmara e é pressionado por um gás, normalmente o ar. A resposta que se obtém nesse 
sistema de acionamento é de elevada velocidade. 
A máquina que adota um sistema de acionamento e alimentação oleodinâmica com 
vazão regulável é a mais adequada à extrusão de metais não ferrosos, que requerem uma 
velocidade de extrusão com pequena variação para não surgir defeitos nas peças 
extrudadas. A potência da bomba nesse sistema é substancialmente maior. Por outro lado, 
nas máquinas com acionamento hidropneumático, devido ao sistema acumulador de 
pressão, a bomba poderá ser de potência menor, já que a pressão máxima não é 
necessária durante todo o ciclo de extrusão. Essas máquinas, no entanto, não podem ser 
aplicadas aos metais mais sensíveis às variações de velocidade de extrusão, como o 
alumínio e suas ligas (HELMAN, 1993). 
Vale dizer que, além do conjunto pistão-cilindro hidráulico, e do sistema acoplado 
de alimentação do fluido sob pressão, outros componentes básicos compõem as máquinas 
64 
 
de extrusão: pistão de extrusão, câmara e camisa, conjunto suporte da ferramenta (fieira 
ou matriz), dentre outros elementos. 
O componente que concentra todo o esforço da máquina de extrusão é o êmbolo 
de extrusão, que é solidário ao êmbolo do cilindro hidráulico. Por este motivo, deve ser 
fabricado em aço-liga resiste ao calor. Esse êmbolo tem suas dimensões projetadas, em 
particular o diâmetro, em função das características e especificações dos tarugos e das 
peças extrudadas. 
A câmara, por sua vez, recebe o tarugo aquecido que deve ser extrudado pela ação 
do êmbolo de extrusão e pode ser constituída de duas partes coaxiais, sendo que a parte 
interna, que entra em contato com o tarugo, denomina-se camisa interna da câmara. 
Ademais, a camisa sofre a ação dos esforços de compressão e de atrito em temperaturas 
elevadas, sendo submetida a uma ação de desgaste constante. 
Os materiais que constituem a câmara e a camisa também são aços resistentes ao 
calor, pois tais componentes são mantidos constantemente a temperaturas elevadas, 
atingidas por meio de um sistema de aquecimento elétrico, necessário à operação de 
extrusão a quente do tarugo. 
3.3.2.5. Parâmetros do processo 
Vários são os parâmetros intrínsecos ao processo de extrusão, como por exemplo, 
a pressão de extrusão, a área da seção transversal e temperatura do tarugo, a velocidade 
de deslocamento do pistão, o tipo de lubrificante utilizado, dentre outros aspectos. 
De maneira geral, o conjunto de parâmetros geométricos e físicos influenciará 
diretamente no andamento e resultado final do processo, determinando a qualidade e as 
propriedades mecânicas das peças obtidas. Elucidativamente, na tabela 3.6 são 
relacionados alguns metais às suas respectivas temperaturas de extrusão. 
2.3.3. Rotomoldagem 
A rotomoldagem, também conhecida como fundição rotacional ou moldagem 
rotacional, é um processo de transformação de materiais poliméricos voltado para a 
produção de peças ocas ou abertas, geralmente de grandes dimensões. A tecnologia de 
moldagem rotacional, como a maioria dos métodos de manufatura, evoluiu a partir de 
outras tecnologias. Como o nome já diz, o processo consiste na produção de peças por 
65 
 
Metal e/ou liga Temperatura (°C) 
Chumbo 200 – 250 
Alumínio Puro 535 
Alumínio – Cobre 480 
Alumínio – Manganês 575 – 625 
Alumínio – Silício 450 – 550 
Alumínio – Magnésio 535 
Alumínio – Magnésio – Manganês 535 
Alumínio – Magnésio – Silício 550 – 590 
Alumínio – Zinco – Magnésio – Cobre 420 – 470 
Cobre e suas ligas 650 – 950 
Magnésio e suas ligas 345 – 425 
Aço e suas ligas 875 – 1300 
Ligas refratárias 975 – 2200 
Tabela 3.6: Faixa de temperatura de extrusão de alguns materiais (YOSHIDA, 2001). 
meio de rotação de moldes abastecidos por certo polímero. 
Existe uma vasta gama de produtos fabricados por esse processo, desde pequenos 
objetos como uma bola de tênis de mesa, até um grande reservatório com capacidade 
superior a 30 mil litros. Outros produtos abrangem a área da saúde, indústria química e 
agrícola, construção civil, instrumentos domésticos, móveis e artigos de decoração, 
brinquedos, lixeiras, tanques, dentre muitos outros (MARQUES e OLIVEIRA, 1998). 
Mais de 80% dos materiais poliméricos utilizados atualmente como matéria-prima 
para a rotomoldagem são os polietilenos, embora existam outros materiais rotomoldáveis, 
como os plastisóis, nylons, polipropilenos, poliacetais, policarbonatos, ABS entre outros 
(TRM, 2007). 
3.3.3.1. Histórico 
Relatos indicam que a rotomoldagem fora utilizada inicialmente pelos egípcios e 
gregos para a fabricação de peças cerâmicas através do processo atualmente conhecido 
como “slipcasting”. 
Embora haja indícios de que, em meados de 1600, os suíços tenham utilizado pela 
primeira vez a moldagem rotacional para confeccionar ovos de chocolate ocos, o primeiro 
registro de patente de máquina para a moldagem rotacional aconteceu em 1855, ou seja, 
antes da existência do plástico (TRM, 2007). Essa patente foi concedida ao britânico R. 
66 
 
Peters, registrando o uso de uma máquina térmica biaxial utilizada para criar peças 
bélicas, confeccionadas em material metálico e embarcações ocas. 
Nos Estados Unidos, em 1905, um mecanismo semelhante foi utilizado por F.A. 
Voelke para a confecção de objetos ocos de cera. Cinco anos depois, G.S. Baker's e G.W. 
Perks também teriam utilizado este processo para a criação de ovos ocos de chocolate. 
Tendo sido utilizada para variados fins, as máquinas de rotomoldagem foram 
exploradas em vários países da Europa, até que, no ano de 1920, em Paris, R.J. Powell 
submeteu gesso à rotomoldagem e foi a partir deste e de semelhantes métodos que se 
desenvolveu a rotomoldagem de polímeros, como se conhece atualmente (WARD, 1997). 
Os polímeros foram introduzidos oficialmente à rotomoldagem em 1950, tendo sua 
primeira aplicação em cabeças de bonecas de brinquedo em uma máquina movida por um 
motor elétrico externo e aquecimento a gás. O molde foi construído de uma liga de cobre e 
níquel e o polímero utilizado foi o PVC (TRM, 2007). 
Ainda na década de 50, ocorreram dois grandes desenvolvimentos: a introdução de 
polímeros pulverizados especialmente produzidos para moldagem rotacional e o forno com 
aquecimento através de circulação de ar quente. 
A partir da década de 70, surgiram as outras evoluções consideráveis dentroda 
rotomoldagem, com o início, nos EUA e Europa, de novos polímeros aplicáveis ao 
processo. O polietileno linear micronizado passou a ser utilizado na fabricação de novos 
produtos com tamanhos consideravelmente grandes. 
Na década de 1980, o processo de rotomoldagem ficou ainda mais conhecido 
devido ao aumento das indústrias fornecedoras de matéria-prima ao redor do mundo. 
Ademais, em resposta à demanda crescente de consumo de produtos rotomoldados, 
novos materiais se tornaram disponíveis para o processo, incluindo policarbonatos, 
poliésteres, PP, PEBD, nylon e ABS e PEAD. 
Por fim, a partir dos anos 80, houve um crescimento significativo da utilização do 
processo de rotomoldagem e já no ano de 2006 alcançava a marca de 40.000 toneladas 
por ano (HARPER, 2006). Porém, se comparada a processos como injeção, extrusão e 
sopro, a rotomoldagem ainda é pouco utilizada, representando apenas 2% do mercado de 
plásticos, como ilustrado no gráfico 3.1. 
Dentro desses 2%, o segmento que detém a maior representatividade deste 
mercado é o da construção civil, com 40% de participação, como é demonstrado no gráfico 
3.2. Essa elevada participação se deve, basicamente, a um produto em especial: as caixas 
d’ água. Devido à grande tendência mundial de eliminar o uso desse produto fabricado 
com fibrocimento que contém fibras de amianto, cuja inalação acredita-se poder provocar 
67 
 
 
Gráfico 3.1: Segmentação da produção de artigos em plástico por processo produtivo (UEKI e 
PISANU, 2007). 
doenças graves, há uma forte migração para o produto confeccionado a partir da 
rotomoldagem. 
 
Gráfico 3.2: Representatividade da rotomoldagem por segmentos de produto 
(UEKI e PISANU, 2007). 
Cerca de 50 países já aderiram a um processo de banimento das caixas d’água 
com fibras de amianto e, no Brasil, a rotomoldagem desse produto também se tornou um 
negócio lucrativo, já que passaram a substituir com inúmeras vantagens as tecnologias de 
então (NICOLETTE, 2011). 
O processo de rotomoldagem tem evoluído significativamente nos últimos anos e já 
permite a produção de peças técnicas complexas com baixo custo. Apesar de configurar-
68 
 
se como um processo lento, apresenta diversas vantagens, como a possibilidade de 
moldar peças de grandes dimensões. 
3.3.3.2. O processo 
A rotomoldagem configura-se a partir de um molde oco, abastecido com resina em 
pó ou líquida, colocado em uma câmara de aquecimento. Durante o processo, o molde gira 
em dois movimentos, com rotações baixas e distintas. É tido como um processo 
econômico, no qual a ausência de aplicação de esforço proporciona peças sem tensões 
residuais. 
A matéria-prima, quando em pó, deve ser micronizada, ou seja, deve passar por 
moagem ultrafina, no intuito de facilitar o escoamento no molde, reduzindo assim o 
aprisionamento de ar (bolhas) e acelerando a plastificação do material. Como vantagens 
da micronização têm-se, ainda, a redução do ciclo e a prevenção da degradação das 
peças. Esta etapa é usualmente realizada em moinhos especiais de disco e o pó separado 
por peneiras adequadas, até atingir a granulometria ideal. 
Em seguida, a matéria-prima é dosada e já pode abastecer os moldes, para dar 
início à etapa a de aquecimento, durante a qual a resina deverá preencher suas 
cavidades, dando formato à peça desejada. Finda esta etapa, decorre o resfriamento do 
molde, para que a peça possa ser enfim desmoldada. Na figura 3.10 ilustra-se o processo 
de rotomoldagem. 
 
Figura 3.10: Principais etapas do processo de rotomoldagem (UEKI e PISANU, 2007). 
Resumidamente, a produção da rotomoldagem se divide em quatro etapas 
distintas: dosagem do pó, aquecimento do molde, resfriamento do molde e a 
desmoldagem. 
69 
 
3.3.3.2.1. Dosagem do pó 
Uma quantidade conhecida de material micronizado é adicionada ao molde de 
rotomoldagem. Geralmente a pesagem do pó e a alimentação ocorrem manualmente, 
sendo a primeira realizada em balanças digitais. Após a alimentação, o molde é finalmente 
fechado com auxílio de grampos ou parafusos, seguindo-se para próxima etapa. Na figura 
3.11 tem-se a representação de um molde sendo abastecido. 
 
Figura 3.11: Abastecimento do molde com resina polimérica (UEKI e PISANU, 2007). 
3.3.3.2.2. Aquecimento do molde 
Após o carregamento e o fechamento do molde, este é submetido ao aquecimento 
dentro de um forno, iniciando o movimento de rotação biaxial. A temperatura de 
aquecimento pode variar de 200 a 400°C, dependendo do polímero a ser moldado 
(CRAWFORD et al., 2002). 
O efeito sinérgico entre calor recebido do forno e a movimentação biaxial resulta em 
um aquecimento uniforme do material no interior do molde. No início do processo, o 
material, em forma de pó, não está aderido à superfície do molde, mas quando é atingida a 
temperatura de amolecimento do polímero, este começa a aderir à superfície do molde. 
Com a continuidade do aquecimento, objetiva-se, então, a fusão completa do 
material. Vale ressaltar que, em um determinado momento, a temperatura entra em 
colapso e ocorre, invariavelmente, o aprisionamento do ar misturado às partículas de pó, 
resultando na formação de bolhas, com consequente fusão incompleta da resina 
polimérica. 
70 
 
Quando estas bolhas permanecem na peça, ocasionam perdas ou alterações nas 
propriedades mecânicas, principalmente quanto à resistência ao impacto. Para eliminá-las, 
faz-se necessária a continuidade do aquecimento após a fusão, o qual implicará a 
diminuição da viscosidade do polímero, tornando mais fácil o processo de dissolução do ar 
pela matriz. Dessa forma, elimina-se a maioria das bolhas e a fusão é completada. 
Se o aquecimento adicional do material for excessivo, a peça resultante, embora 
não apresente bolhas, poderá sofrer da degradação termo-oxidativa, ou seja, uma 
degradação sob efeito de calor que ocorre em materiais poliméricos no seu 
processamento. Como resultado disto, a superfície interna pode apresentar acentuada 
perda de resistência mecânica. Elucidativamente, o comportamento da resina polimérica 
durante o processo de aquecimento pode ser verificado segundo a figura 3.12: 
 
Figura 3.12: Comportamento da resina polimérica durante o processo de aquecimento (UEKI e 
PISANU, 2007). 
A condição ideal de moldagem é atingida quando a peça apresentar algumas 
bolhas próximas à superfície interna, sem apresentar degradação termo-oxidativa. Esta 
71 
 
condição de moldagem é determinada, na prática, por tentativa e erro. O movimento do pó 
em um sistema em revolvimento pode ser categorizado em três tipos (BEALL, 1998): 
 Fluxo de circulação estável (tombamento); 
 Fluxo de circulação instável (avalanche); 
 Fluxo de leito estático (escorregamento). 
A figura 3.13 consiste na ilustração dos movimentos da matéria-prima já fundida no 
interior do molde, enquanto na tabela 3.7 é apresentada a classificação de cada tipo de 
fluxo acompanhado de suas características. 
 
Figura 3.13: Movimentação a fundida no interior do molde (UEKI e PISANU, 2007). 
Características Circulação estável Circulação instável Escorregamento 
Atrito do molde Alto Mais alto Baixíssimo 
Transmissão de calor Melhor Razoável Ruim 
Mistura Melhor Razoável Nenhuma 
Avaliação Ideal Razoável Inadequado 
Tabela 3.7: Classificação dos tipos de fluxo acompanhados de suas características (UEKI e 
PISANU, 2007). 
Na maioria das máquinas com forno fechado, ocorre a circulação de ar quente 
proporcionado por um ventilador, sendo este ar geralmente aquecido por um queimador a 
gás. O processo não expõe o molde à chama direta como é o caso de máquinas de forno 
aberto. Na figura 3.14 é possível verificar um esquema de aquecimento típico do forno. 
 
Figura 3.14: Esquema de circulação de ar quente dentro do forno (UEKI e PISANU, 2007). 
72 
 
3.3.3.2.3. Resfriamento e rotação 
Ainda em movimento, o molde é retirado da câmara e inicia-se o processo de 
resfriamento, que podePC Poder Calorífico 
PCI Poder Calorífico Inferior 
PCS Poder Calorífico Superior 
PE Polietileno 
PEAD Polietileno de Alta Densidade 
PEBD Polietileno de Baixa Densidade 
PELBD Polietileno Linear de Baixa Densidade 
PET Poli (tereftalado de etileno) 
 
 
PEUAPM Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular 
PEUBD Polietileno de Ultra Baixa Densidade 
PI Potência Instalada 
PIB Produto Interno Bruto 
PMMA Polimetil Metacrilato 
PNRS Política Nacional dos Resíduos Sólidos 
POM Polióxidometileno (Poliacetal) 
PP Polipropileno 
ppm Partes por Milhão 
PS Poliestireno 
PT Potência Térmica 
PTFE ou TEFLON Politetrafluoretileno 
PVC Policloreto de Vinila 
PVDC Policloreto de Vinilideno 
PVF Polifluoreto de Vinila 
QP Quantidade Processada 
RIMA Relatório de Impacto Ambiental 
RS Resíduos Sólidos 
RSS Resíduos de Serviço da Saúde 
RSU Resíduos Sólidos Urbanos 
S Enxofre 
SBR Borracha de Butadieno Estireno 
SISNAMA Sistema Nacional do Meio Ambiente 
SNVS Sistema Nacional de Vigilância Sanitária 
TG Turbinas ou Microturbinas a Gás 
TU Tempo de Utilização 
VM Vazão Mássica 
W Umidade 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 12 
1.1. A problemática dos resíduos sólidos ....................................................................... 13 
1.2. Desenvolvimento sustentável .................................................................................. 15 
2. OBJETIVOS .................................................................................................................. 18 
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................... 19 
3.1. Resíduos sólidos ..................................................................................................... 19 
3.1.1. Definições ......................................................................................................... 20 
3.1.2. Conceitos iniciais .............................................................................................. 21 
3.1.3. Caracterização ................................................................................................. 22 
3.1.3.1. Composição elementar .............................................................................. 23 
3.1.3.2. Poder calorífico .......................................................................................... 24 
3.1.4. Classificação .................................................................................................... 25 
3.1.5. Acondicionamento e armazenamento ............................................................... 26 
3.1.6. Coleta e transporte ........................................................................................... 27 
3.1.7. Tratamento e destinação final ........................................................................... 29 
3.1.7.1. Triagem ...................................................................................................... 30 
3.1.7.2. Reciclagem ................................................................................................ 31 
3.1.7.3. Compostagem ............................................................................................ 33 
3.1.7.4. Digestão anaeróbia .................................................................................... 34 
3.1.7.5. Incineração ................................................................................................ 35 
3.1.8. Disposição final ................................................................................................ 36 
3.2. Polímeros ................................................................................................................ 39 
3.2.1. Nomenclatura ................................................................................................... 39 
3.2.2. Histórico ........................................................................................................... 41 
3.2.3. Origem e utilização ........................................................................................... 42 
3.2.4. Classificação .................................................................................................... 44 
3.2.5. Polietileno ......................................................................................................... 46 
3.2.5.1. Polietileno linear de baixa densidade ......................................................... 48 
3.2.6. Biodegradação e reciclagem ............................................................................ 50 
3.3. Processos produtivos industriais de transformação de polímeros ........................... 52 
3.3.1. Moldagem por injeção ...................................................................................... 53 
 
 
3.3.1.1. Histórico ..................................................................................................... 53 
3.3.1.2. Etapas gerais do processo ......................................................................... 54 
3.3.1.3. Tipos de injeção ......................................................................................... 55 
3.3.1.4. Máquinas de injeção .................................................................................. 55 
3.3.1.5. Parâmetros do processo ............................................................................ 57 
2.3.2. Extrusão ........................................................................................................... 58 
3.3.2.1. Histórico ..................................................................................................... 59 
3.3.2.2. Etapas gerais do processo ......................................................................... 60 
3.3.2.3. Tipos de extrusão ....................................................................................... 61 
3.3.2.4. Máquinas de extrusão ................................................................................ 63 
3.3.2.5. Parâmetros do processo ............................................................................ 64 
2.3.3. Rotomoldagem ................................................................................................. 64 
3.3.3.1. Histórico ..................................................................................................... 65 
3.3.3.2. O processo ................................................................................................. 68 
3.3.3.2.1. Dosagem do pó ................................................................................... 69 
3.3.3.2.2. Aquecimento do molde ........................................................................ 69 
3.3.3.2.3. Resfriamento e rotação ........................................................................ 72 
3.3.3.2.4. Desmoldagem ..................................................................................... 73 
3.3.3.3. Matéria-prima ............................................................................................. 73 
2.3.3.3.1. Moagem .............................................................................................. 73 
3.3.3.3.2. Pigmentação ........................................................................................ 75 
3.3.3.4. Tipos de máquinas ..................................................................................... 76 
3.3.3.4.1 Rock and Roll ....................................................................................... 76 
3.3.3.4.2. Clamshell ............................................................................................. 76 
3.3.3.4.3. Shuttle ................................................................................................. 77 
3.3.3.4.4. Turret ................................................................................................... 78 
3.3.3.5. Vantagensocorrer, basicamente, de três formas (CRAWFORD e THRONE, 
2002): 
 Em temperatura ambiente; 
 Aplicação de fluxos de ar forçado e/ou pulverização de água nos moldes; 
 Sistemas mais complexos, como camisas de refrigeração envoltas no molde. 
O processo de resfriamento também possui grande influência sobre as 
propriedades mecânicas da peça moldada. Se esta for lenta para materiais semicristalinos 
como o polietileno, haverá tempo suficiente para o crescimento de cristais, resultando em 
peças de alta rigidez, porém com baixa resistência ao impacto. 
Por outro lado, o resfriamento rápido pode provocar diferenças bruscas de 
temperatura na parede da peça, gerando variações na estrutura do material com diferentes 
níveis de contração do polímero, com possibilidade de haver o empenamento da peça. 
Segundo Crawford et al. (1998), o tempo de resfriamento depende essencialmente 
dos seguintes fatores: 
 Temperatura ambiente; 
 Espessura da peça; 
 Material, espessura e características superficiais do molde; 
 Volume e velocidade do ar; 
 Temperatura e vazão da água; 
 Taxa de retirada do ar e da água da estação de resfriamento. 
O ciclo térmico do processo de rotomoldagem, da entrada do molde no forno até a 
desmoldagem está representado conforme a figura 3.15. A linha laranja representa a 
temperatura no forno e a linha amarela indica a temperatura no interior do molde. 
 
Figura 3.15: Ciclo térmico do processo de rotomoldagem (UEKI e PISANU, 2007). 
73 
 
3.3.3.2.4. Desmoldagem 
Após o resfriamento, tanto do molde quanto da peça, o movimento de rotação 
biaxial é cessado e o molde conduzido para uma estação de desmoldagem. Para 
polietilenos, este processo pode se iniciar, geralmente, a uma temperatura de 60ºC. A 
abertura do molde e a extração da peça são feitas manualmente. Depois da extração da 
peça, o molde é novamente carregado com material e o ciclo recomeça (WARD, 1997). 
Nesta etapa as peças geralmente se encontram com temperatura próxima a 50ºC 
e, dependendo do seu tipo e formato, devem ser mantidas em uma mesa ou plataforma 
específica para resfriá-las e permitir a estabilização total de sua estrutura e dimensões. 
3.3.3.3. Matéria-prima 
A matéria-prima polimérica para a rotomoldagem é geralmente utilizada na forma 
de pó, de modo que as principais características que devem ser controladas são: fluidez a 
seco, tamanho médio, distribuição de tamanho das partículas e densidade aparente. 
Dentre os polímeros existentes, o polietileno linear, na forma de pó, é o mais 
utilizado na rotomoldagem devido à sua versatilidade e economia. Com densidade entre 
0,92 e 0,96 g/cm³, seu tipo específico é selecionado de acordo com o produto a ser 
confeccionado (MARINHO, 2005). 
Segundo a ASTM (1999), as aplicações em rotomoldagem requerem que o índice 
de fluidez do polietileno linear esteja entre 2 e 8 g/10min. Um valor acima de 10 indica que 
o material tem reduzida resistência ao impacto a baixas temperaturas e ao stress cracking. 
Este fenômeno consiste no aparecimento de rachaduras na superfície da peça. Porém, 
para valores inferiores a 2 g/10min a viscosidade é alta, dificultando a produção de peças 
com detalhes na superfície. Em geral, a matéria-prima para a rotomoldagem passa por 
duas etapas antes de abastecer os moldes: moagem e pigmentação. 
2.3.3.3.1. Moagem 
A moagem ou micronização da matéria-prima geralmente é mecânica, podendo ser 
realizada através de moinhos de discos, no qual um permanece estacionário enquanto 
outro gira em alta velocidade. O pó é alimentado pelo centro do disco e quando atinge a 
extremidade é insuflado para peneiras vibratórias para seleção do tamanho das partículas. 
74 
 
As partículas acima do tamanho retornam para o moinho. Na figura 3.16 é apresentado um 
típico moinho micronizador de discos. 
 
Figura 3.16: Moinho micronizador de discos (UEKI e PISANU, 2007). 
A distribuição do tamanho de partículas do pó deve ser uniforme, já que a presença 
de partículas muito pequenas com outras relativamente grandes traz como consequência a 
absorção de calor não homogênea, com possibilidade de recobrimento desigual das 
paredes do molde. Além disto, pós muito finos podem fundir muito rapidamente, não 
permitindo a saída completa das bolhas de ar, provocando a formação de defeitos ou 
vazios internos nas peças. Pós muito grosseiros, por outro lado, dificultam o 
preenchimento completo de todos os detalhes presentes na estrutura do molde. 
O formato das partículas, por sua vez, afeta diretamente a fluidez a seco do pó e 
sua densidade aparente. Quanto mais regular a partícula, melhor a fluidez e maior a 
densidade aparente do pó. As seleções adequadas da matéria-prima junto às condições de 
moagem também influenciam tais características (NICOLETTE, 2011). 
Ainda com respeito ao processo de moagem da matéria-prima, quanto maior a 
temperatura melhor é o formato das partículas, maior é a densidade aparente e melhor a 
escoabilidade da resina polimérica. Temperaturas baixas proporcionam o aparecimento de 
partículas fibriladas, como demonstrado na figura 3.17. Este problema pode causar má 
dispersão do material polimérico e favorecer o aparecimento de bolhas nas peças. 
Outros fatores que podem influenciar no escoamento do pó durante a moldagem 
são (HARPER, 2006): 
 Rugosidade do molde; 
 Velocidade de rotação do molde; 
 Quantidade de material no molde; 
 Presença de aditivos no material polimérico; 
 Umidade ou temperatura inadequada no forno. 
75 
 
 
Figura 3.17: Matérias-primas micronizadas, vistas por microscópio ótico, sob a influenciação de 
altas e baixas temperaturas (UEKI e PISANU, 2007). 
3.3.3.3.2. Pigmentação 
Crawford e Throne (2002) relatam duas formas de pigmentação para resinas 
poliméricas: 
 Dry Blender: processo a seco através de misturadores conhecidos como Turbo 
Blender ou tipo Henschel. Apesar de ser mais econômico, possui a desvantagem 
de o pigmento não incorporar-se completamente ao polímero, ficando ancorado 
na superfície externa do micronizado; 
 Extrusão: consiste no molhamento do polímero com o pigmento, resultando em 
uma cor mais homogênea, com consequente melhora do brilho e da resistência 
da peça. Entretanto, possui a desvantagem de expor o polímero a trabalho 
mecânico na extrusora, o qual proporciona um histórico térmico que favorece o 
consumo de aditivos do polímero, como os antioxidantes. 
Na figura 3.18 é estabelecida uma comparação entre os tipos mais comuns de 
pigmentação. Observa-se como ocorre uma dispersão mais homogênea quando a mistura 
é realizada com o auxílio de uma extrusora. 
 
Figura 3.18: Comparação entre a pigmentação a seco e por extrusão (UEKI e PISANU, 2007). 
76 
 
3.3.3.4. Tipos de máquinas 
Para especificar uma máquina de rotomoldagem são considerados, basicamente, 
os seguintes parâmetros (CRAWFORD et al., 2002): 
 Capacidade de aquecimento; 
 Tamanho do forno; 
 Tempo médio por ciclo; 
 Velocidade de rotação do molde. 
A partir da combinação destas variáveis, existem diferentes classes de 
equipamentos. Cada um destes é relacionado, é claro, a diferentes tipos de peças 
passíveis de serem produzidas. 
3.3.3.4.1 Rock and Roll 
Nestas máquinas, o molde gira 360º no eixo secundário e, no eixo principal, 
intercaladamente 45º para um lado e para outro. O sistema de aquecimento geralmente é 
a gás com chama direta. Estas máquinas são utilizadas principalmente para a produção de 
peças de grandes dimensões. A partir da figura 3.19 é possível estabelecer uma 
comparação do tamanho deste equipamento em relação a um homem. 
 
Figura 3.19: Máquina tipo Rock and Roll (UEKI e PISANU, 2007). 
3.3.3.4.2. Clamshell 
Também denominadas máquinas tipo cofre, estas apresentam a particularidade de 
todo o processo ocorrer na mesma câmara, que serve como forno de aquecimento e como 
77 
 
componente de resfriamento, a partir da circulação de ar frio e com aspersores deágua. A 
figura 3.20 consiste em uma representação deste tipo de máquina. 
De maneira geral, requerem baixo nível de investimento inicial, pouco espaço e 
mão de obra mínima, permitindo a fabricação de produtos de boa qualidade. Todavia, 
exigem um tempo de ciclo mais alto, maiores gastos com energia elétrica e com serviços 
industriais, pois acondicionam, no mesmo espaço, a área de aquecimento e resfriamento. 
São úteis para fabricar produtos que necessitem de controle de processo mais rigoroso e 
para produções em pequena escala como, por exemplo, o desenvolvimento de protótipos. 
 
Figura 3.20: Máquina tipo Clamshell (UEKI e PISANU, 2007). 
3.3.3.4.3. Shuttle 
Nestas, também chamadas de máquinas tipo lançadeira, o deslocamento do molde 
nas duas zonas ou estágios ocorre por meio de guias, o que diminui diretamente os 
investimentos em mão de obra. São simples de construir e manusear, além de oferecer 
baixo custo de manutenção. Permitem, de forma econômica, fabricar peças de pequeno e 
grande porte. Na figura 3.21 é apresentado um desenho esquemático deste tipo de 
máquina. 
 
Figura 3.21: Máquina do tipo Shuttle de dois estágios (UEKI e PISANU, 2007). 
78 
 
3.3.3.4.4. Turret 
Introduzidas na segunda metade do século XX, são constituídas de três estações 
fisicamente separadas. Para a seleção desta máquina é imprescindível que a duração dos 
ciclos de aquecimento e resfriamento de cada braço seja similar e que a disponibilidade de 
espaço não seja crítica. 
Embora não sejam indicadas para altos níveis de produção, são máquinas muito 
eficientes, de alto rendimento e de baixo custo de manutenção. Na figura 3.22 encontra-se 
uma representação esquemática de uma máquina Turret ou tipo carrossel. 
 
Figura 3.22: Máquina do tipo Turret (HARPER, 2006). 
3.3.3.5. Vantagens e limitações 
Todos os processos produtivos industriais apresentam vantagens e desvantagens 
intrínsecas ao tipo de tecnologia empregada. Para a rotomoldagem, algumas das 
vantagens do processo estão em (CRAWFORD et al., 2002): 
 Grande variedade de formas possíveis de modelar; 
 Facilidade em substituir materiais e cores; 
 Não exigência de ângulos de saída para a desmoldagem da peça; 
 Como não há aplicação de pressão sobre o material durante a moldagem, as 
tensões residuais nas peças são mínimas; 
 Os moldes costumam ser mais baratos se comparados aos de outros processos; 
 São necessárias simples operações posteriores de acabamento; 
 As sobras de material são poucas, pois o peso programado para a peça é 
controlado a partir da pesagem da matéria-prima; 
79 
 
 Oferece boa distribuição de espessura da parede da peça em relação a 
processos como sopro e termoformagem; 
 Peças de materiais e tamanhos diferentes podem ser moldadas 
simultaneamente na mesma máquina e inclusive no mesmo braço; 
No entanto, como desvantagens deste processo, pode-se citar; 
 Não comporta grandes tiragens se comparada às moldagens por injeção ou 
sopro, tanto pelo fato do abastecimento e da desmoldagem serem manuais 
quanto por apresentar um tempo de ciclo maior; 
 Risco de degradação térmica pelo excesso de exposição do material a altas 
temperaturas; 
 As peças têm menor precisão dimensional quando comparadas ao processo de 
injeção; 
 Não é adequada para a produção de peças de tamanho reduzido. 
3.3.4 Outros processos 
Há, indubitavelmente, uma vasta gama de outros processos de transformação de 
polímeros, os quais, segundo suas peculiaridades, determinam a escolha do polímero e do 
tipo de peça passível de ser produzida. Ademais, o comportamento e os diferentes 
parâmetros de cada processo são fatores importantíssimos na elaboração do projeto de 
quaisquer produtos que se deseje fabricar e inserir no mercado. 
Além da moldagem por injeção, da extrusão e da rotomoldagem, já detalhados, 
alguns outros processos de transformação de materiais poliméricos merecem destaque. 
Nesse intuito, seguem breves descrições de alguns destes processos nos itens seguintes. 
3.3.4.1. Moldagem por sopro 
Este processo é frequentemente utilizado para fabricação de peças plásticas ocas, 
tais como frascos, bonecas, carrinhos de brinquedo, reservatórios de água para 
automóveis e até tanques de gasolina. 
O processo de sopro ocorre através da insuflação ou enchimento de ar no interior 
do molde, de forma a permitir a expansão da massa plástica até a obtenção da forma 
desejada. A unidade de produção exclusiva para o processo de sopro é composta pelos 
seguintes componentes (WHELAN, 1999): 
80 
 
1. Máquina sopradora; 
2. Molde de sopro; 
3. Dispositivos e sistema de acabamento. 
No entanto, o processo de moldagem por sopro é considerado dependente de 
outros processos, como a injeção e a extrusão, já que a matéria-prima deve ser amolecida, 
por exemplo, no canhão de uma extrusora. Ademais, no caso de artigos relativamente 
grandes, como as garrafas PET 2 litros, a seção do tubo polimérico pode ser previamente 
moldada pelo processo de injeção e orientada para fornecer uma força adicional para o 
produto final soprado (BILLMEYER, 1984). 
Em geral, o primeiro passo do processo consiste na formação de uma mangueira 
de material termoplástico amolecido, chamada de pré-forma, parison ou trafila, a qual é 
depositada e prensada dentro do molde de sopro. Em seguida, o parison é forçado contra 
as paredes do molde e adquire a forma da peça, a qual será refrigerada para então ser 
extraída. 
Na maioria dos casos, o produto necessita passar por um processo de acabamento 
posterior, como por exemplo: rebarbação, furação, etiquetagem, entre outros. 
Resumidamente, todos os processos de moldagem por sopro consistem de três fases 
(OTTERBACH, 2011): 
1. Plastificação do granulado de resina termoplástica, normalmente através de uma 
extrusora; 
2. Produção de uma pré-forma fundida ou um tubo extrudado, no caso da chamada 
moldagem por extrusão-sopro, ou uma pré-forma moldada por injeção, no caso 
da chamada moldagem por injeção-sopro; 
3. O sopro da pré-forma, normalmente com ar, no molde, seguido da extração e da 
operação de rebarbação da peça. 
Quanto aos polímeros comumente utilizados no processo de moldagem por sobro, 
destacam-se: PET, policarbonato, PEAD e PEBD, PP, ABS e alguns tipos de PVC. 
3.3.4.2. Termoformagem 
A termoformagem ou vacuumforming é um processo que consiste em moldar 
chapas plásticas dando forma ao produto através da utilização de calor e pressão, tanto 
positivas como a vácuo. Resumidamente, uma lâmina seca é aquecida a uma temperatura 
pré-determinada na qual o material plástico amolece. A mesma é esticada para cobrir o 
contorno do molde e logo é refrigerada na temperatura na qual o termoplástico passa a ser 
81 
 
rígido, retendo assim a forma do molde. A peça termoformada pode ser cortada para 
eliminar bordas desnecessárias, decorada ou convertida em produto para diferentes 
aplicações (THRONE, 1999). 
De acordo com Walsh (2002), o processo alia a precisão técnica ao baixo custo na 
confecção dos moldes e na própria moldagem das peças. O perfeito equilíbrio entre calor e 
poder de sucção durante o processo de moldagem é o principal responsável por atribuir às 
peças termoformadas precisão nas dimensões e ótima qualidade no acabamento, quer 
sejam peças de alto ou baixo relevo. As peças são moldadas nas mais variadas cores e 
textura em resinas como PS, PEAD, PP, ABS e PET. 
Os moldes são desenvolvidos de acordo com as necessidades e incorporam 
soluções como: cantos com ângulos retos, inclinados ou arredondados, encaixes para 
empilhamento, aletas para ventilação, sistemas de encaixe e travamento para peças, 
aplicação de logotipos, dentre outras possibilidades. De maneira geral, as etapas do 
processo podem ser divididas da seguinte em fixação da chapa, aquecimento, moldagem, 
resfriamento e extração. 
3.3.4.3. Calandragem 
A calandragem é utilizada para a produção de filmes planos, chapas e laminados,que são posteriormente confeccionados dando origem a produtos para as indústrias 
alimentícia, farmacêutica, automobilística, calçadista, entre outras. A principal vantagem é 
obter um material com espessura constante e com um excelente acabamento. Dentre os 
processos de deformação, é o mais amplamente utilizado (GRIFFIN, 1971). 
Na calandragem de metais, por exemplo, uma peça metálica passa entre dois 
cilindros, havendo uma redução de sua espessura. As tensões de compressão exercidas 
pelos cilindros garantem a formação de uma lâmina metálica, a qual assumirá as 
características do produto final. Esta passagem do material entre rolos confere uma 
espessura constante à peça e um acabamento de qualidade. A calandragem pode ser feita 
também a partir de polímeros (termoplásticos, borrachas, entre outros) ou até mesmo 
vidros (laminação a quente). É bastante comum denominar o processo por laminação, ao 
invés do termo calandragem (CALLISTER, 2012). 
A calandragem de polímeros, especificamente, consiste em um processo contínuo, 
que se inicia através do abastecimento dos cilindros pré-aquecidos de uma calandra com o 
material polimérico já plastificado, ou seja, fundido e homogeneizado. Em outras palavras, 
82 
 
ocorre a extrusão do polímero, formando um cordão ou uma fita que será depositada em 
um sistema de cilindros aquecidos, que formam a calandra. 
Titow (1984) relata que o número de cilindros pode variar conforme o polímero, o 
acabamento superficial desejado, a tecnologia aplicada, entre outros fatores. Para o PVC, 
o polímero de maior produção por calandragem, a calandra possui normalmente quatro 
cilindros que giram a velocidades ligeiramente diferentes para formar lâminas ou filmes. 
Outros polímeros são calandrados em menor quantidade, como algumas borrachas, alguns 
tipos de poliuretano, polipropileno reforçado com talco, ABS, dentre outros. 
As mais importantes vantagens do processo de calandragem são (GRIFFIN, 1971): 
 Possibilidade de obterem-se materiais planos com ou sem brilho, rígidos ou 
flexíveis; 
 Peças passíveis de receber os mais diversos tipos de acabamento e gravação; 
 Peças transparentes, translúcidas, opacas ou coloridas; 
 Baixa permeabilidade ao vapor d'água; 
 Possibilidade de obtenção de produtos atóxicos; 
 Espessura das peças relativamente constante. 
3.3.4.4. Moldagem por compressão 
O processo de moldagem por compressão consiste em colocar, nas cavidades do 
molde, certa quantidade de resina polimérica, em pó ou em pastilha, correspondente ao 
volume do produto que se deseja fabricar. O molde é composto por duas partes, uma 
superior e outra inferior, denominadas, respectivamente, macho e fêmea (TODD et al., 
1993). 
A pressão aplicada no molde durante o fechamento faz com que o material 
polimérico flua ao longo da cavidade de modo que, depois de determinado tempo, ocorra a 
cura deste material. Em geral, a moldagem por compressão pode ser dividia nas seguintes 
fases (ASM, 2001): 
1. Carregamento do material plástico na cavidade do molde; 
2. Pré-compressão; 
3. Desgaseificação; 
4. Compressão e fechamento completo do molde; 
5. Policondensação ou cura do material polimérico; 
6. Abertura do molde; 
7. Extração da peça moldada. 
83 
 
Por fim, as condições de moldagem para o processo de compressão se baseiam, 
primordialmente, em três parâmetros: a temperatura de aquecimento, a pressão aplicada 
no molde e o tempo de cura do material polimérico. 
Vale mencionar, por fim, alguns outros processos de transformação de polímeros, 
tais como a espalmagem, a moldagem por transferência, a fundição ou casting. Embora 
estes processos sejam menos utilizados, também produzem diversos produtos para 
atender às necessidades dos mais variados setores. 
3.4. Aproveitamento energético 
Face à própria ameaça à qualidade de vida do homem, é inegável a tendência 
mundial de minimizar a produção de resíduos sólidos, a começar pela introdução gradativa 
de produtos ecologicamente corretos no mercado, aliada ao reuso de embalagens e ao 
incentivo à reciclagem. Além disso, absorvem-se aos poucos os conceitos de gestão e 
gerenciamento dos resíduos sólidos. Contudo, ainda sob a ótica da problemática da 
modernidade, presencia-se o aumento da produção de bens de consumo pelas indústrias 
em geral. 
Ademais, não é apenas a produção indiscriminada de resíduos sólidos que torna o 
cenário mundial alarmante. A expansão acentuada do consumo de energia, embora possa 
refletir o aquecimento econômico e a melhoria da qualidade de vida, oferece alguns 
aspectos negativos. Um deles é a possibilidade do esgotamento dos recursos utilizados 
para a produção de energia, e outro consiste no impacto ao meio ambiente produzido por 
essa atividade (ANEEL, 2008). 
Nesse sentido, torna-se imprescindível utilizar-se de outros meios para reaproveitar 
quaisquer tipos de materiais potencialmente úteis do ponto de vista energético. Uma 
alternativa para isto consiste nas tecnologias de conversão de materiais contendo carbono 
(MCC), as quais convertem materiais de valor agregado baixo ou negativo em produtos 
energéticos, ecologicamente limpos e de alto valor agregado, como eletricidade, 
combustíveis, produtos químicos (fertilizantes, plásticos), materiais reciclados (metais, 
silicatos), entre outros (MAROTTA, 2009). 
Em resumo, além de ajudar a minimizar a quantidade de rejeitos produzidos pela 
sociedade de forma geral, estes processos de aproveitamento energético, como o próprio 
nome diz, contribuem na geração de energia. RSU, RSS, biomassa, carvão, coque de 
petróleo, xisto e plásticos são alguns exemplos de MCC. As tecnologias de conversão 
destes materiais podem, então, ser divididas em duas classes (MAROTTA, 2009): 
84 
 
 Conversão termoquímica: consiste nos processos físico-químicos de combustão, 
gasificação, pirólise, transesterificação, entre outros, os quais podem agregar 
uma gama mais ampla de MCC (RSU, RSS, plástico, biomassa, carvão, lamas, 
etc.) que a conversão bioquímica (específica para biomassa); 
 Conversão bioquímica: engloba os processos biológicos de digestão anaeróbica, 
fermentação e tratamento enzimático, os quais podem ser considerados restritos 
do ponto de vista da matéria-prima, já que são específicos para a biomassa. 
Do ponto de vista energético, para fim de outorga de empreendimentos do setor 
elétrico, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal 
ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia 
hidráulica e outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A 
energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos 
processos biológicos de todos os seres vivos (ANEEL, 2008). 
Embora grande parte do planeta esteja desprovida de florestas, a quantidade de 
biomassa existente na terra é da ordem de dois trilhões de toneladas; o que totaliza cerca 
de 400 toneladas per capita. Em termos energéticos, isso corresponde a aproximadamente 
3.000 EJ por ano, ou seja, oito vezes o consumo mundial de energia primária (RAMAGE e 
SCURLOCK, 1996). 
Alongo prazo, a exaustão das fontes não renováveis e as pressões ambientalistas 
poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, este 
combustível vem sendo cada vez mais utilizado na geração de eletricidade, principalmente 
em sistemas de cogeração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da 
rede elétrica (ANEEL, 2008). As principais tecnologias de aproveitamento energético da 
biomassa podem ser visualizadas no diagrama da figura 3.23. 
Embora ainda muito restrito, o uso de biomassa para a geração de eletricidade tem 
sido objeto de vários estudos e aplicações, tanto em países desenvolvidos como em 
desenvolvimento. Entre outras razões, estão em busca de fontes mais competitivas de 
geração de energia, além de objetivarem a redução das emissões de dióxidode carbono. 
Do ponto de vista técnico-econômico, os principais entraves ao maior uso da 
biomassa na geração de energia elétrica são a baixa eficiência termodinâmica das plantas 
e os custos relativamente altos de produção e transporte. De um modo genérico, incluindo 
aspectos socioambientais, verifica-se a necessidade de maior gerenciamento do uso e 
ocupação do solo, devido à falta de regularidade no suprimento, criação de monoculturas, 
perda de biodiversidade, uso intensivo de defensivos agrícolas, entre outros aspectos. 
Contudo, esses entraves tendem a ser contornados pelo desenvolvimento, 
aplicação e aprimoramento de novas e mais eficientes tecnologias de conversão 
energética da biomassa, fomentados, dentre outros motivos, por meio dos incentivos 
85 
 
 
 
Figura 3.23: Diagrama esquemático dos processos de conversão energética da biomassa (BEN, 
1982). 
instituídos pelas políticas do setor elétrico. Vale lembrar que uma vantagem da utilização 
da biomassa consiste na possibilidade de poder aproveitá-la diretamente, por intermédio 
da combustão em fornos, caldeiras, entre outros equipamentos (CORTEZ et al., 1999). 
Além de ambientalmente favorável, o aproveitamento energético da biomassa tende 
a promover o desenvolvimento de regiões economicamente menos favorecidas, por meio 
da criação de empregos e da geração de receita, reduzindo o problema do êxodo rural e a 
dependência externa de energia, em função da sua disponibilidade local (ANEEL, 2008). 
3.4.1. Pirólise 
O processo de pirólise pode ser definido como uma reação de degradação ou 
decomposição de quaisquer materiais orgânicos ou que contém carbono, que ocorre pela 
ação de altas temperaturas, as quais provocam rupturas na estrutura molecular original 
daqueles materiais. A ação do calor ocorre em um ambiente característico, na ausência 
parcial ou total de um agente oxidante, ou até mesmo, em um ambiente com uma 
concentração de oxigênio capaz de evitar a gaseificação intensiva do material orgânico. A 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_de_decomposi%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ambiente
86 
 
pirólise geralmente ocorre a uma temperatura que varia, desde os 400°C, até o início do 
regime de gaseificação (PEDROZA et al., 2010). 
É um processo que tem como principal aplicação o tratamento e a destinação final 
dos resíduos sólidos, sendo energeticamente auto-sustentável. Pelo motivo de não 
necessitar de energias externas, acaba despertando muito interesse do ponto de vista 
prático e científico. Ademais, a pirólise possui muitas vantagens quando comparadas a 
outras alternativas, pelo fato de gerar produtos tais como óleo, gases e carvão, os quais 
podem ser utilizados como fonte de combustível ou em outras aplicações relacionadas à 
indústria petroquímica (KARAYILDIRIM; YANIK; YUKSEL , 2006). 
Em outras palavras, o processo de pirólise pode ser genericamente definido como 
sendo o de decomposição química por calor na ausência de oxigênio, apresentando, 
ainda, um balanço energético positivo, ou seja, produz mais energia do que consome. 
Este sistema é bastante utilizado pela indústria petroquímica e na fabricação 
de fibra de carbono. Outra aplicação bastante comum é a carbonização da madeira, cujo 
principal propósito consiste na produção de carvão vegetal, item essencial para o 
fornecimento de energia em diversas indústrias. 
Uma das razões que explica a tendência ao uso desse processo é o aumento do 
uso de biomassa como combustível, fomentado por grandes investimentos em pesquisas 
para a produção do bio-óleo. A pirólise constitui, ainda, uma opção ecologicamente correta, 
além de possibilitar uma diminuição considerável do número de aterros sanitários. 
Existem dois tipos de pirólise, o convencional (lenta) e a rápida. Os termos “pirólise 
lenta” e “pirólise rápida” se diferenciam entre si através de variáveis de processos tais 
como: taxa de aquecimento, temperatura, tempo de residência das fases sólida e gasosa e 
produtos obtidos. Segundo Gómez (2002), de acordo com essas variáveis de processo, os 
tipos de pirólise podem ser subdivididos em nove variantes, conforme a tabela 3.8: 
Variantes do 
processo 
Tempo de 
residência 
Temperatura (°C) Produtos obtidos 
Carbonização Horas/dia 400 – 450 Carvão vegetal 
Convencional 5 – 30 min Até 600 Bio-óleo, carvão e gás 
Rápida 0,5 – 5 s 500 – 550 Bio-óleo 
Flash-líquido i650 Gás combustível 
Vácuo 2 – 30 s 400 Bio-óleo 
Metano-pirólise i700 Produtos químicos 
Hidro-piróliseoutros (MORRIS e WALDHEIM, 1998). 
A gaseificação de resíduos ocorre em uma sequência de reações endotérmicas e 
exotérmicas, denominadas secagem, pirólise, combustão e a gaseificação propriamente 
dita. Tipicamente, estas etapas são essenciais à formação do gás produto da gaseificação, 
o qual será denominado, daqui em diante, de gás de síntese. 
Na gaseificação de biomassa, por exemplo, a umidade do combustível pode variar 
desde 30-60% até valores superiores a 90%, antes de se iniciar o processo de secagem. 
Cada unidade de massa do material requer, em média, 2.260 kJ de energia do gaseificador 
para vaporizara água. Portanto, é necessário eliminar a umidade da biomassa, de 10 a 
20%, antes de alimentar o reator para a produção de um gás de poder calorífico aceitável. 
A secagem final, por fim, é realizada já no interior do reator, a uma temperatura média de 
100°C. Em casos nos quais o combustível para o processo de gaseificação já se encontra 
completamente seco, tal como plásticos, não é necessária a etapa de secagem como um 
pré-estágio para a alimentação do reator (MALKOW, 2004). 
A pirólise, já abordada em detalhes no item 3.4.1, configura uma etapa de reação 
endotérmica da gaseificação. As características dos produtos desta etapa, em termos de 
qualidade e quantidade, dependem das condições de operação do processo. A 
temperatura, a granulometria do material, a velocidade e a taxa de aquecimento, o tempo 
de residência, o fluxo do fluido de trabalho e as características próprias dos possíveis 
combustíveis a serem utilizados são algumas variáveis de influência no desempenho do 
processo. Segundo Zabaniotou et al. (2008), a temperatura é a variável que possui o maior 
efeito sobre o processo de pirólise. 
Em sequência, se dá o processo de oxidação ou combustão, que consiste na 
reação do carbono do combustível com o oxigênio do ar, com consequente produção de 
CO2, CO e vapor d’água. A temperatura de combustão pode variar de 700 a 1200°C, 
sendo o principal objetivo desta etapa a produção de energia necessária às reações de 
gaseificação (BASU, 2010). 
Finalmente, a etapa de gaseificação, também denominada redução, consiste na 
reação endotérmica que ocorre a uma temperatura de 800 a 1100°C. Nesta fase, o carvão, 
proveniente da pirólise, é convertido essencialmente em CO, C CH4, H2 e H2O 
(WAGLAND, 2011). 
89 
 
Elucidativamente, a figura 3.24 consiste nas principais etapas do processo de 
gaseificação. Neste caso, o combustível utilizado é a biomassa. 
 
Figura 3.24: Principais etapas da gaseificação (KNOEF, 2002). 
A gaseificação pode ser classificada, ainda, em função do tipo de agente de 
gaseificação, destacando-se (ARENA, 2012): 
 Oxidação parcial com ar, com ar enriquecido com oxigênio ou puro oxigênio; 
 Gaseificação com vapor; 
 Gaseificação por plasma. 
Quando se emprega ar como agente de gaseificação, o PCI do gás de síntese 
resultante fica entre 3 e 6 MJ/Nm3, devido à diluição pelo nitrogênio do ar. Quando se 
utiliza, porém, oxigênio puro para esta mesma finalidade é possível obter um PCI na faixa 
de 10 a 19 MJ/Nm3. Entretanto, o elevado custo de produção do oxigênio puro pode 
inviabilizar essa escolha para plantas de gaseificação. O investimento nesse tipo de 
processo é bastante dispendioso e acaba se justificando apenas em instalações em 
grande escala (BASU, 2010). 
Por sua vez, o processo de oxidação parcial com ar produz um gás diluído em 
nitrogênio acima de 60%, com poder calorífico entre 4 e 7 MJ/Nm3. Este valor é 
considerado muito baixo para ser utilizado em uma turbina a gás, que geralmente trabalha 
com gás natural. Este último apresenta um PCI que varia em torno de 38 MJ/Nm3. 
Contudo, nos últimos anos, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com o intuito de 
adaptar essas turbinas ao funcionamento com gases de baixo poder calorífico 
(BRIDGWATER, 1995). 
Na utilização de ar enriquecido com oxigênio como agente de gaseificação, é 
garantido um teor de gás combustível no processo de 21 a 50%. De qualquer forma, o 
90 
 
objetivo é aumentar o PCI, como consequência da redução da quantidade de nitrogênio 
nas reações e aumento da temperatura do processo (MALKOW, 2004). 
Quanto à gaseificação a partir do vapor, pode–se ressaltar a produção de um gás 
com alto teor de hidrogênio e um poder calorífico médio entre 15 e 20 MJ/Nm3. Como 
neste caso o vapor é o único agente gaseificante, o processo não inclui reações 
exotérmicas, sendo desnecessário o fornecimento de energia externa para as reações 
endotérmicas (MORRIS e WALDHEIM, 1998). 
Por fim, na gaseificação com plasma, a fonte de calor do reator configura-se 
através de tochas de plasma, as quais criam um arco elétrico com consequente produção 
de gases a altas temperaturas. O principal inconveniente dessa tecnologia consiste no 
elevado consumo energético necessário para alimentar o plasma, o que não confere 
competitividade em relação às demais alternativas de gaseificação. 
Vale mencionar, porém, que este tipo de gaseificação permite a utilização de 
combustíveis com grandes variações nos parâmetros do combustível, como teor de 
umidade, composição elementar, tamanho das partículas, dentre outros aspectos. 
Ademais, esta tecnologia pode ser utilizada para gaseificar combustíveis com densidade 
energética superior e ainda pode ser associada, por exemplo, à pirólise, no intuito de 
garantir uma eficiente gaseificação do combustível líquido e, consequentemente, do gás de 
síntese. 
Além do tipo de agente gaseificador, existem outros fatores que afetam o 
desempenho do sistema de gaseificação, dentre os quais se destacam (LORA e 
VENTURINI, 2012): 
 A razão de equivalência, ou seja, a fração da quantidade estequiométrica de ar 
aplicado; 
 O tempo de residência, o qual é limitado pela velocidade de fluidização quando o 
processo é realizado em reatores de leito fluidizado, e pelo projeto e operação 
da grelha, para reatores de leito fixo; 
 As características do combustível em termos físico-químicos e energéticos; 
 A utilização ou não de catalisadores. 
O estudo teórico da gaseificação pode ser realizado de acordo com duas 
abordagens: termodinâmica, a partir do conceito de equilíbrio químico, ou da cinética 
química, segundo a taxa das reações envolvidas. A primeira abordagem envolve o estudo 
de parâmetros como a concentração do gás produzido pela gaseificação e outras variáveis 
como, por exemplo, poder calorífico, potência, eficiência, entre outros aspectos, os quais 
podem ser determinados através da composição do combustível utilizado no processo e do 
agente de gaseificação escolhido. Por outro lado, a segunda abordagem permite o cálculo 
91 
 
da velocidade das reações químicas envolvidas, bem como a determinação das taxas de 
formação dos produtos. 
Por fim, o gás de síntese pode ser utilizado para acionar uma série de sistemas que 
utilizam de energia elétrica para seu funcionamento, tais como Motores Alternativos de 
Combustão Interna (MACI), Turbinas ou Microturbinas a Gás (TG), células a combustível, 
fornos, caldeiras e outras máquinas envolvidas em processos produtivos industriais 
diversos. A maioria destes equipamentos e aplicações será devidamente abordada a 
diante. 
3.4.2.1. Tipos de gaseificadores 
A gaseificação pode ser classificada de duas formas: direta, quando ocorre na 
presença de um agente oxidante ou indireta, na ausência deste componente. Existem dois 
grupos de tecnologias de gaseificação direta: a partir de reatores de leito fixo ou leito 
fluidizado. Estes possuem, ainda, subdivisões segundo suas características e 
peculiaridades. 
O vapor de água é o agente gaseificante indireto mais comum, devido à facilidade 
de produção e por aumentar consideravelmente o teor de hidrogênio no gás combustível 
gerado. Vale lembrar que o PCI do gás de síntese é significativamente afetado pela 
presença de nitrogênio. Logo, devido à ausência de nitrogênio no agentede gaseificação, 
a gaseificação indireta é capaz de aumentar a eficiência volumétrica e produzir um gás de 
PCI maior. 
Apesar de reduzir o custo de recuperação de energia e de limpeza do gás produto, 
a gaseificação indireta permanece um processo muito complexo e de altos custos de 
investimento (BELGIORNO et al., 2003). Neste sentido, este mesmo autor afirma, ainda, 
que embora a gaseificação indireta apresente as mesmas vantagens em relação à direta 
com oxigênio puro, o custo da produção deste último elemento é estimado em mais de 20 
% do custo total da eletricidade produzida. 
Por esse motivo, serão abordados, em detalhes, apenas os reatores envolvidos na 
gaseificação direta. Apenas a título elucidativo, na figura 3.25 é possível averiguar o 
funcionamento dos dois tipos de gaseificação, ressaltando suas principais diferenças. 
Observa-se que na gaseificação direta o gás resultante é diluído, enquanto que no 
processo indireto isto não ocorre. É possível ressaltar, ainda, a reação de formação de 
metano presente na gaseificação indireta. 
 
92 
 
 
Figura 3.25: Funcionamento da gaseificação direta e indireta (BELGIORNO et al., 2003). 
3.4.2.1.1. Gaseificadores de leito fixo 
Na literatura, o termo leito fixo é utilizado para descrever o leito móvel descendente, 
dado que normalmente o topo do leito é mantido a um nível razoavelmente constante 
(REDDY et al., 1995). Os reatores verticais são os mais competitivos entre esses tipos de 
reatores. Em gaseificadores de leito fixo, o combustível é gaseificado em camadas de leito, 
de modo a englobar as diferentes zonas de reação: secagem, pirólise, redução e oxidação. 
Os gaseificadores de leito fixo operam em temperaturas na faixa de 1000ºC e são 
subclassificados como contracorrente e co-corrente, baseado no contato com o 
combustível e o agente gaseificador, como ar, oxigênio ou vapor (MC KENDRY, 2002; 
QUAAK et al., 1999). 
3.4.2.1.1.1. Gaseificador contracorrente 
Gaseificadores contracorrentes, como o próprio nome diz, são gaseificadores nos 
quais a carga alimentada e o fluxo de ar estão em sentidos contrários. Em outras palavras, 
o agente gaseificador é insuflado para o leito fixo de combustível em direção oposta ao 
sentido do movimento do combustível. O combustível se move por gravidade, através das 
zonas de gaseificação. 
93 
 
Os materiais combustíveis, depois de secos na zona de secagem, são 
decompostos em gases voláteis e carvão na zona de pirólise. Na zona de redução, 
diversas reações ocorrem, tais como o carbono que reage com vapor d’água para produzir 
monóxido de carbono e hidrogênio. Na zona de oxidação, por fim, o carvão é queimado 
para produzir calor, dióxido de carbono e vapor d’água (QUAAK et al., 1999). 
Vale ressaltar que nesta última zona do processo, temperaturas superiores a 
1200°C podem ser alcançadas. Como consequência desta configuração, o alcatrão 
formado na fona de pirólise é carregado para cima pelos gases quentes, resultando em um 
produto gasoso com alto teor de alcatrão. Tipicamente, o calor sensível dos gases é 
recuperado através da troca de calor direta com a carga alimentada (MC KENDRY, 2002). 
Na figura 3.26 é possível observar a configuração e o funcionamento de um 
gaseificador contracorrente. 
 
Figura 3.26: Gaseificador de leito fixo contracorrente (BELGIORNO et al., 2003). 
Por fim, os gaseificadores contracorrente oferecem as seguintes vantagens de 
utilização: 
 Alta eficiência gasosa; 
 Baixa produção de carvão; 
 Capacidade de gaseificar materiais com altos teores de umidade. 
Como principal desvantagem, entretanto, apresenta-se a alta produção de alcatrão 
no gás bruto. 
94 
 
3.4.2.1.1.2. Gaseificador co-corrente 
Os gaseificadores co-corrente, representados na figura 3.27, são semelhantes aos 
contracorrentes, exceto pelo fato de o agente gaseificador fluir no mesmo sentido do 
combustível, o qual é alimentado no topo, enquanto o ar é introduzido, nas laterais, acima 
da grelha. O gás combustível, por sua vez, é retirado sob a grelha. Sua configuração 
permite que os gases produzidos na zona de pirólise sofram o craqueamento térmico 
adequado do alcatrão (QUAAK et al., 1999). 
 
Figura 3.27: Gaseificador de leito fixo co-corrente (BELGIORNO et al., 2003). 
 
Verificada a similaridade dos gaseificadores contracorrentes em relação aos co-
correntes, seus processos resultam em uma eficiência energética também similar (MC 
KENDRY, 2002). 
A principal vantagem do gaseificador co-corrente é a produção de um gás com 
pouco alcatrão, já que todo o alcatrão passa pelo leito quente de carvão. Por outro lado, 
entre as desvantagens destacam-se a baixa eficiência geral, as dificuldades em lidar com 
altos índices de umidade e cinzas, além de servirem apenas em unidades de pequeno 
porte (BELGIORNO et al., 2003). 
95 
 
3.4.2.1.2. Gaseificadores de leito fluidizado 
Os gaseificadores de leito fluidizado não apresentam zonas distintas de reação. 
Operam em temperaturas relativamente baixas, da ordem de 700 a 900ºC, com exceção 
dos gaseificadores de carreamento, os quais trabalham em torno de 1600ºC e são capazes 
de operar com altas capacidades. 
Segundo Quaak et al. (1999) e Mc Kendry (2002), dentre as vantagens da utilização 
destes gaseificadores, podem-se destacar s seguintes fatores: 
 Construção compacta, que facilita altas taxas de transferência de calor através 
da intensiva mistura que ocorre no leito; 
 Flexibilidade para lidar com variações de umidade, cinzas e outras 
características do combustível; 
 Capacidade de lidar com materiais finamente granulados que apresentam alto 
conteúdo de cinzas, baixa densidade ou ambos; 
 Poucos pontos onde ocorre a fusão das cinzas. 
Alto conteúdo de poeira e alcatrão, porém, configuram algumas das desvantagens 
destes gaseificadores. Subclassificados em leito fluidizado circulante e leito borbulhante 
constituem grande parte dos gaseificadores comercialmente utilizados. 
3.4.2.1.2.1. Gaseificador de leito fluidizado circulante 
Estes gaseificadores, representados pela figura 3.28, operam com uma velocidade 
de gás acima da velocidade de fluidização, o que resulta num arraste de partículas pelo 
gás. As partículas arrastadas saem pelo topo do reator e as cinzas são então removidas, 
ao passo que o material do leito retorna ao recipiente no qual ocorrem as reações 
(BELGIORNO et al., 2003). 
De acordo com Quaak et al. (1999), estes gaseificadores são adequados às 
reações rápidas e podem operar a pressões elevadas. Oferecem, ainda, a vantagem de 
possuir altas taxas de transporte de calor e de conversão (acima de 98%), com baixo teor 
de alcatrão e de carbono não convertido. 
As desvantagens incluem o fato do tamanho das partículas do combustível 
determinar a velocidade mínima de transporte e as eventuais ocorrências de erosão do 
equipamento, devido às altas velocidades (FAO, 1986). 
96 
 
 
Figura 3.28: Gaseificador de leito fluidizado circulante (BELGIORNO et al., 2003). 
3.4.2.1.2.2. Gaseificador de leito fluidizado borbulhante 
Um gaseificador de leito borbulhante consiste de finas partículas de areia e alumina 
num recipiente com uma grelha no fundo, a partir do qual o ar, oxigênio ou vapor são 
introduzidos. Os materiais combustíveis, por sua vez, são introduzidos acima da grelha 
num leito móvel de material granulado. 
Neste gaseificador, representado pela figura 3.29, a temperatura é mantida na faixa 
de 700 a 900ºC, através do controle da razão ar/combustível. O combustível sofre o 
processo de pirólise no leito quente para formar um carvão com componentes gasosos. O 
gás produzido contém pouco alcatrão devido ao contato com o material quente do leito. 
O gaseificadores de leito borbulhante, embora apresentem desvantagens como a 
presença de bolhas que se formam devido à passagem de gás por caminhos preferenciais 
no leito, possuem diversas vantagens, como (CIFERNO, 2002; MC KENDRY, 2002): 
 Produçãode um gás uniforme; 
 Distribuição de temperatura uniforme no reator; 
 Capacidade de lidar com vários tamanhos de combustível, incluindo os finos; 
 Altas taxas de transferência de calor entre os materiais inertes, combustível e 
gás; 
 Boa taxa de conversão (70%), com baixa quantidade de alcatrão e carbono não 
convertidos. 
97 
 
 
Figura 3.29: Gaseificador de leito fluidizado borbulhante (BELGIORNO et al., 2003). 
2.4.2.2. Comparação entre gaseificadores 
Tanto em gaseificados com baixa ou alta capacidade, a seleção da configuração 
em particular do reator influencia diretamente nas características do produto gasoso cru, 
incluindo sua temperatura e quantidade de alcatrão e particulados presentes. Isto é 
importante para a seleção cuidadosa de um gaseificador que seja compatível com as 
características do produto para uso final (REZAIYAN e CHEREMISINOFF, 2005). Na 
tabela 3.9 são comparadas as configurações de gaseificadores mencionadas, 
apresentando um resumo de suas principais vantagens e desvantagens. 
Por fim, outro fator imprescindível na escolha da tecnologia de gaseificação quanto 
ao tipo de gaseificador, trata-se da escala de capacidade de produção de energia elétrica. 
Na figura 3.30 são enquadrados os diversos tipos de gaseificadores nesta faixa de 
aplicabilidade. Notam-se as altas capacidades de geração para os gaseificadores de leito 
fluidizado em comparação aos de leito fixo. Isso de deve, essencialmente, ao alto tempo 
de residência dos sólidos e sua mistura intensa, razões que levam esta configuração de 
reatores a alcançarem altas taxas de gaseificação. 
98 
 
 
Tabela 3.9: Comparativo entre as configurações de gaseificadores (RAJVANSHI, 1986). 
 
Figura 3.30: Escala de aplicação de tecnologias de gaseificação de biomassa (LARSON, 1998). 
3.4.2.3. Limpeza do gás de síntese 
O gás produzido por um sistema de gaseificação contém uma determinada 
quantidade de contaminantes, como os particulados, as cinzas, o alcatrão, dentre outros 
materiais indesejáveis. Embora em algumas aplicações seja possível utilizar esse gás sem 
antes submetê-lo a uma limpeza, outros sistemas de geração de potência exigem a 
remoção destas impurezas. Segundo Devi et al. (2003), o alcatrão e os particulados são 
99 
 
definidos como uma mistura complexa de hidrocarbonetos condensáveis, que por suas 
características químicas e físicas, não são admissíveis em aplicações em máquinas 
térmicas como, por exemplo, os MACI e as TG. 
Nas turbinas, a exigência quanto à limpeza do gás se deve à erosão que pode 
ocorrer nas pás em razão dos choques com os particulados. Esse efeito é causado devido 
às altas rotações as quais as turbinas são submetidas. Nos MACI, por outro lado, o 
alcatrão pode obstruir as válvulas de injeção do motor, assim como erodir e corroer as 
paredes do pistão. Dessa forma, além de prejudicar o rendimento dos equipamentos, 
acaba por incrementar a frequência de manutenção. 
Contudo, a tolerância à presença desses componentes depende, em geral, da 
utilização posterior do gás. De acordo com Fernandes (2004), quando a produção de gás 
tem como único objetivo a geração de calor por combustão direta, a limpeza não é 
necessária. Ainda neste sentido, a tabela 3.10 consiste na comparação da qualidade de 
gás requerida para o uso de dois tipos de geradores de potência, a partir do abastecimento 
com gás de síntese. 
Gerador de 
potência 
Particulados 
[mg/Nm
3
] 
Dimensão do 
particulado [µm] 
Alcatrão 
[mg/Nm
3
] 
Metais pesados 
[mg/Nm
3
] 
MACI3.12: Presença de impurezas no gás produzido, problemas decorrentes e 
mecanismos de controle (STEVENS, 2001). 
Dentre as principais tecnologias pertinentes à remoção dos materiais particulados, 
destacam-se: 
 Ciclones: estes equipamentos são muito utilizados como primeira etapa do 
processo de limpeza do gás, devido, basicamente, ao seu baixo custo e alta 
eficiência na remoção de partículas mais grosseiras. Essa tecnologia permite a 
remoção de 90% do material particulado com partículas de até 5 µm de diâmetro 
(STEVENS, 2001); 
 Filtros: os filtros são constituídos de elementos porosos, tais como leitos 
granulares, materiais cerâmicos ou placas metálicas, as quais permitem a 
passagem dos gases, mas impedem a passagem do material particulado. Os 
filtros são usualmente instalados logo após os ciclones a fim de reduzir a 
saturação das partículas grosseiras e garantir melhores condições de operação. 
Ademais, alguns sistemas de gaseificação utilizam os chamados filtros de 
manga, os quais exigem o controle da temperatura do gás na entrada do 
dispositivo; 
102 
 
 Precipitador eletrostático: tecnologia amplamente utilizada em vários sistemas 
de limpeza de gases que exigem alta pureza em termos de particulados. Os 
precipitados eletrostáticos operam de acordo como princípio da força 
eletrostática, produzida pela geração de cargas elétricas opostas entre as 
partículas e a superfície dos eletrodos. Além disso, trata-se de um equipamento 
de alto custo, sendo recomendado, em geral, para plantas de grande 
capacidade; 
 Lavador de gases (scrubber): a limpeza através destes equipamentos se dá, 
geralmente, pelo uso da água, de maneira que o material particulado é removido 
principalmente pelo mecanismo de colisão das partículas com as gotas do 
líquido. Suas maiores limitações estão na necessidade de tratamento da água 
utilizada na lavagem e consideráveis requerimentos de potência, em razão das 
perdas de carga no interior do equipamento. Por fim, o lavador mais comum em 
aplicações de alta eficiência é o do tipo Venturi, no qual a eficiência da remoção 
dos particulados é proporcional à queda da pressão. 
No que tange as tecnologias específicas para a remoção do alcatrão, é possível 
destacar: 
 Craqueamento catalítico: em geral, o processo consiste na quebra do alcatrão 
em pequenas moléculas, quando em contato com a superfície do catalisador. 
Embora a destruição catalítica do alcatrão ocorra a temperaturas em torno de 
900°C, os métodos catalíticos operam a temperaturas menores que os 
processos térmicos, de maneira a evitar o uso de materiais de alto custo 
essenciais à construção de reatores de craqueamento. Os catalisadores podem, 
em princípio, estar localizados nos mesmos reatores nos quais é realizada a 
gaseificação ou em reatores secundários. Dependendo do tipo de catalisador, é 
possível eliminar a necessidade de aquecimento ou resfriamento do gás 
produzido na gaseificação (ZHANG et al., 2004); 
 Craqueamento térmico: embora seja possível realizar a decomposição do 
alcatrão sem utilizar catalisadores, este método pode ser aplicado apenas em 
reatores com zonas de alta temperatura. Também denominada destruição 
térmica, a faixa de temperatura adequada a este processo está relacionada ao 
peso molecular do alcatrão formado nos sistemas de gaseificação, podendo 
variar entre 900 e 1300°C. Por motivos econômicos e operacionais, o 
craqueamento térmico não é atrativo para sistemas de gaseificação em grande 
escala (CIFERNO, 2002). 
Enfim, um esquema geral do processo de limpeza úmida do gás de síntese é 
apresentado na figura 3.31. 
103 
 
 
Figura 3.31: Limpeza úmida de gases à baixa temperatura (HAMELINCK e FAAIJ, 2002). 
Este processo pode ser iniciado através da etapa opcional de craqueamento do 
alcatrão, ou simplesmente submeter o gás diretamente a um ciclone. Após a remoção das 
impurezas sólidas neste último, o gás de síntese é resfriado até o ponto de orvalho, antes 
de passar por um filtro de mangas, a fim de condensar os componentes mais pesados do 
alcatrão. A temperatura de operação do gás no filtro é da ordem de 260°C, na qual os 
particulados podem ser removidos com a eficiência requerida (TIJMENSEN, 2000). 
Após deixar o filtro de mangas, o gás de síntese é lavado com água para retirar as 
partículas residuais, como as cinzas e alguns compostos alcalinos, espécies químicas em 
fase de vapor, tais como alcatrão não reagido e condensado orgânico, gases halogênios e 
alguns compostos nitrogenados. 
Por fim, leitos de ZnO, de calcário (CaCO3) ou também de dolomita (CaMg(CO3)2) 
podem mostrar excelentes resultados na remoção dos compostos de enxofre presentes no 
gás produzido. Um leito de ZnO é suficiente para diminuir a concentração de enxofre até 
valores inferiores a 0,1 ppm (RAMIREZ, 1999). 
Segundo Tijmensen (2000), caso a remoção do CO2 também se faça necessária, é 
possível aplicar um processo de absorção com solvente, tais como Rectisol ou Sulfinol. 
Dessa maneira, o H2S e o COS (sulfeto de carbonila) são reduzidos até concentrações 
menores que 0,1 ppm e todo ou parte do CO2 é separado. 
O tratamento catalítico também pode ser realizado internamente ao reator, sendo 
os de leito fluidizado os mais indicados para esse tipo de tratamento. Os catalisadores 
mais estudados são a dolomita (minério de magnésio) e a olivina, os quais oferecem 
resultados significativos na redução do alcatrão. Em geral, catalisadores como a dolomita 
podem ser utilizados para reduzir a temperatura de operação do leito para o craqueamento 
do alcatrão, obtendo-se eficiências de 90 a 95% para temperaturas entre 800 e 900°C. 
Esse método de tratamento é chamado de craqueamento catalítico e demanda 
aproximadamente 0,03 kg/Nm³ de gás (BELGIORNO et al., 2003). 
A limpeza úmida pode remover até 50% do alcatrão presente no gás, e, quando 
seguida por um lavador Venturi, a eficiência de remoção do alcatrão pode atingir até 97%. 
Os resíduos do processo de lavagem do gás requerem tratamento através de um sistema 
composto por uma câmera de sedimentação e um filtro de areia, na presença de carvão 
ativado (TIJMENSEN, 2000). 
104 
 
Para Cardenas (2006), embora o método de limpeza úmida à baixa pressão 
apresente um consumo alto de energia e necessite de tratamento dos efluentes gerados, 
costuma ser mais eficiente que a limpeza a seco de gases à alta temperatura. 
O processo de limpeza a seco, por sua vez, consegue remover o material 
particulado presente na mistura gasosa com alta eficiência. O alcatrão pode ser também 
removido por meio de reatores secundários, através dos quais são desenvolvidas as 
reações de catálise. Alcatrão e óleos não são removidos durante a passagem pela unidade 
de limpeza seca de gases, já que estes não condensam em altas temperaturas 
(TIJMENSEN, 2000). 
Segundo Verschoor e Melman (1999), a remoção das partículas de cinzas é feita 
em lavadores de gases, filtros cerâmicos de alta temperatura ou ciclones. Estes últimos 
podem ser utilizados para o controle primário das partículas, mas são – geralmente – 
incapazes de satisfazer as especificações de qualidade do gás para aplicações como 
MACI ou TG. Em contrapartida, o sistema cerâmico de filtragem à alta temperatura pode 
ser utilizado para remover partículas em níveis aceitáveis para estas aplicações. Os filtros 
cerâmicos, por sua vez, podem suportar temperaturas da ordem de 800°C. Seu uso 
permite reduzir consideravelmente as perdas de calor relacionas ao resfriamento, limpeza 
do gás e posterior compressão até a pressão requerida pelo acionador primário. Um 
esquema geral do processo é apresentado na figura 3.32. 
 
Figura 3.32: Limpeza a seco à alta temperatura (HAMELINCK e FAAIJ, 2002). 
Catalisadores base níquel têm demonstrado alta eficiência para a decomposição do 
alcatrão a temperaturas em torno de 900°C. Porém, o enxofre pode danificar esses 
catalisadores (TIJMENSEN, 2000). Elucidativamente,na Tabela 3.13 é mostrado um 
resumo das vantagens e desvantagens de alguns dos métodos apresentados, utilizados no 
tratamento do gás de síntese. Dificuldade de controle, perdas no PCI e custos de 
investimento são alguns dos fatores considerados, já que constituem as principais 
considerações para a escolha de um sistema de limpeza. 
Um dos grandes problemas relacionados à utilização de equipamentos que usam 
água para a limpeza do gás é a sua disposição, pois a mesma, após ser utilizada, estará 
sem condições de ser descartada sem um prévio tratamento. 
 
 
 
105 
 
Sistema Vantagens Desvantagens 
Craqueamento 
térmico 
Controle simples e baixo custo 
Perdas no PCI e baixa 
eficiência 
Craqueamento 
catalítico 
Não altera o PCI e não há 
resfriamento do gás 
Alto custo e difícil controle 
Lavadores Fácil controle da poluição do ar 
Perdas no PCI, resfriamento do 
gás e produção de efluentes 
Tabela 3.13: Resumo comparativo entre sistemas de limpeza de gases de biomassa 
(BELGIORNO et al., 2003). 
3.4.2.4. Utilização do gás de síntese 
Embora todas consistam em processos de geração alternativa, o gás produto da 
gaseificação pode ser utilizado, basicamente, para três diferentes finalidades, a saber: o 
aproveitamento térmico, a geração de energia elétrica e a síntese de combustíveis. 
A energia térmica pode ser aproveitada através da queima direta do gás em 
queimadores de secadores ou em caldeiras para geração de vapor de processo. Para 
tanto, o gás não necessita de tratamento, podendo ser utilizado diretamente da maneira 
como deixa do gaseificador. 
Por outro lado, os MACI e as TG, quando utilizados como acionadores primários, 
constituem algumas opções de equipamentos para a geração de energia elétrica. Porém, o 
gás necessita de tratamento para adequar os percentuais de alcatrão e particulado aos 
padrões de aceitabilidade do equipamento. 
Combustíveis como o hidrogênio e o metanol podem ser processados a partir do 
gás de síntese através, principalmente, do processo denominado reforma a vapor. A figura 
3.33 consiste em um esquema de alguns dos métodos utilizados para limpeza deste gás, 
bem como algumas das tecnologias que podem ser usadas nas gerações alternativas 
mencionadas. Novamente o combustível considerado é a biomassa, mas não há 
diferenças significativas caso o combustível fosse trocado por RSU, por exemplo. 
 
 
 
 
 
 
106 
 
 
Figura 3.33: Processo de tratamento e utilização do gás de biomassa (BELGIORNO et al., 2003). 
3.4.2.4.1. Aproveitamento térmico 
A combustão, já mencionada anteriormente, consiste na queima direta do gás 
produto para geração de calor e é considerada a forma mais simples de aproveitamento. 
Pode ser aplicada, em geral, para geração de vapor de processo em ciclos de potência e 
para processos de secagem. 
A co-combustão é uma alternativa interessante da utilização do gás produto para a 
geração de calor, no qual este seria utilizado em conjunto com outro combustível, a fim de 
complementar a energia necessária ao processo. Essa aplicação possibilita a diminuição 
da emissão de poluentes atmosféricos se comparada à queima exclusiva de um 
combustível fóssil. 
Um exemplo desse tipo de aplicação pode ser visto na figura 3.34, a qual 
representa a planta de Lahti, na Filândia. Neste caso, a queima do gás produto ocorre 
conjuntamente com carvão e gás natural, em uma caldeira que fornece vapor para o 
funcionamento de um ciclo de potência e para aquecimento distrital. Para essa planta 
houve uma redução em 10% dos índices de emissões de CO2 devido à implantação da 
queima do gás produto (BELGIORNO et al., 2003). 
3.4.2.4.2. Geração de energia e elétrica 
A utilização do gás de síntese para a geração de energia elétrica pode ser feita 
107 
 
 
Figura 3.34: Planta de co-combustão do gás de biomassa de Lahti na Filândia (BELGIORNO et al., 
2003). 
através de diferentes tipos de acionadores primários, também denominados, por alguns 
autores, como motor-geradores. Todavia, algumas alternativas podem ser mais atrativas 
que outras, devido aos diferentes tratamentos de limpeza exigidos por cada uma delas. 
Algumas das principais e mais utilizadas alternativas são tratadas a seguir. 
3.4.2.4.2.1. Motores alternativos de combustão interna 
A maioria dos projetos envolvendo geração de energia elétrica a partir de materiais 
gaseificados utiliza motores alternativos de combustão interna (MACI) para a geração de 
potência de eixo. Esta será então transformada em energia elétrica através de um gerador, 
sendo que os projetos envolvem motores a gasolina, a gás e a diesel. 
Os gaseificadores normalmente empregados para esse fim são os de leito fixo co-
corrente, por apresentarem, em sua configuração, características que fazem com que o 
gás gerado tenha menor concentração de alcatrão que outros gaseificadores. Segundo 
Devi et al. (2003), um dos maiores problemas relacionados à utilização de gás de síntese 
em motores de combustão interna é a remoção destas impurezas presentes no gás. 
A utilização do gás de síntese nos MACI foi difundida principalmente no período da 
segunda guerra mundial, embora tenha gradativamente perdido tal representatividade. Isso 
se deve à versatilidade dos motores a gasolina que surgiram no mercado. No entanto, em 
razão da atual alta do preço do petróleo e da busca pela utilização de fontes renováveis de 
energia, tem-se percebido uma retomada do antigo cenário. 
A eficiência obtida nos motores quando são operados com gás de síntese é menor 
se comparada aos combustíveis para os quais foram projetados. Isso se deve ao seu baixo 
108 
 
poder calorífico, ainda que os índices de emissão de poluentes sejam menores devido à 
biomassa, por exemplo, possuir valores baixos ou nulos de enxofre em sua composição. 
Na figura 3.35 é apresentada a variação da eficiência em função da potência de um 
motor diesel, funcionado com diesel e com a mistura de diesel e gás de síntese. A máxima 
eficiência obtida com a mistura foi de 14,71% e com diesel puro de 22,41%. Esses dados 
se referem a um motor Perkins de 49 HP (BHATTACHARYA et al., 2001). 
 
Figura 3.35: Eficiência do motor para utilização de diesel e mistura diesel + gás produto como 
combustível, com relação à variação de sua potência (Adaptado de BHATTACHARYA et al., 2001). 
Em motores a gasolina carburados, a mistura utilizada geralmente é na proporção 
de 1:1, podendo-se introduzi-la diretamente no local do carburador. A figura 3.36 
representa um modelo de misturador que pode empregado para esse fim. Vale mencionar 
que o rotâmetro é um dispositivo utilizado para medir a vazão de um líquido ou gás num 
tubo e pertence à classe de medidores de área variável. O volume de gás de síntese que 
será consumido é de fundamental importância para o dimensionamento do gaseificador. 
3.4.2.4.2.2. Motores stirling 
O motor Stirling é considerado uma máquina de combustão externa que não requer 
um gás extremamente limpo, necessitando apenas que tenha a energia adequada para 
seu funcionamento. Os maiores motores deste tipo operam na faixa de 10 a 40 kW. 
Estes necessitam, ainda, que gases de combustão para o seu acionamento estejam 
a elevadas temperaturas, em torno de 900 a 1200°C. Estes gases, por conseguinte, 
deixam o motor a uma temperatura da ordem de 600°C. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido
http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s
109 
 
 
Figura 3.36: Sistema de mistura para utilização de gás de biomassa em MACI (MENDIS et al., 
1989). 
Jensen et al. (2006) desenvolveu um estudo sobre esses motores, cujo esquema 
do conjunto gaseificador e motor é representado na figura 3.37. Neste projeto, um 
gaseificador do tipo contracorrente fornece gás para o queimador, localizado na parte 
superior do motor Stirling. O gás é então queimado, com consequente fornecimento de 
energia para o motor. 
 
Figura 3.37: Esquema de gaseificador em motor Stirling (JENSEN et al.,2006). 
O ar utilizado para a combustão no queimador é pré-aquecido à temperatura de 
aproximadamente 600°C. Parte do gás de exaustão resultante da queima é utilizada 
conjuntamente com ar como agente de gaseificação (MENDIS, 1989). 
110 
 
3.4.2.4.2.3. Turbinas a gás 
As TG são disponibilizadas no mercado em potências que variam entre 30 e 250 
kW e têm eficiência, geralmente, entre 26 e 28%, sendo que a potência sofre a influência 
da pressão e temperatura ambiente. Dentre as diversas aplicações para essas turbinas, 
destacam-se pequenos sistemas de cogeração no setor comercial (hotéis, pequenos 
hospitais, centros de esportes e residenciais), mas também em pequenas indústrias, 
especialmente nas quais o suprimento energético contínuo é necessário. 
Estes equipamentos são eficientes em relação à recuperação do calor, pois os 
gases de exaustão ainda contêm um bom potencial energético, podendo ser utilizado, por 
exemplo, para aquecer a água a temperaturas da ordem de 90°C (BAILEY et al., 2002). 
A qualidade do gás é um fator importante quando utilizado como combustível em 
TG e células a combustível, já que a presença de alcatrão e particulado pode significar 
uma redução considerável na vida útil desses acionadores. Como mencionado no item 
3.4.2.3, isso se deve à ação corrosiva e abrasiva que estes exercem sobre o equipamento, 
diante das altas rotações e temperaturas atingidas durante o seu funcionamento. 
A gaseificação, aplicada conjuntamente com turbinas a gás é, geralmente, utilizada 
em ciclos combinados, no qual o gás produto é queimado em uma turbina a gás e os 
gases de escape são recuperados em uma caldeira que, por sua vez, irá gerar vapor para 
um ciclo de potência. A planta de gaseificação de Värnamo, na Suíça, é um exemplo de 
aplicação que utiliza esse tipo de arranjo, cuja representação é mostrada na figura 3.38. 
 
Figura 3.38: Diagrama do processo de gaseificação Värnamo (JENSEN et al., 2006). 
111 
 
3.4.2.4.2.4. Células a combustível 
Dentre as tecnologias de geração alternativa de energia, a célula a combustível 
pode ser considerada a mais ambientalmente correta, já que opera com baixo nível de 
ruído e reduzida emissão de poluentes, principalmente quando se utiliza o hidrogênio puro 
como combustível, pois haverá água como único subproduto (SILVEIRA, 1999). 
Segundo Bailey et al. (2002), a célula combustível opera, em geral, na faixa de 40 a 
60% de eficiência, sendo que em regime de cogeração, pode chegar a valores em torno de 
85%. Os gases quentes produzidos durante o processo de geração de energia são 
liberados a temperaturas entre 200 e 1000°C, dependendo do tipo de célula a combustível. 
Os projetos de células a combustível são normalmente classificados de acordo com 
seus eletrólitos. Estes podem ser escolhidos de acordo com a eficiência desejada para a 
aplicação, o combustível disponível para abastecê-las, dentre outros critérios importantes 
para o processo. Na tabela 3.14 são apresentadas algumas das características desse tipo 
de equipamento, estabelecendo uma comparação entre tais classificações. 
 
Alcalina 
(AFC) 
Ácido 
Fosfórico 
(PAFC) 
Carbonato 
fundido 
(MCFC) 
Óxido de 
sólido 
(SOFC) 
Eletrólito 
Solução 
alcalina de 
KOH 
Ácido 
fosfórico 
estabilizado 
Solução 
carbonato 
fundido 
Eletrólito 
sólido de 
cerâmica 
Potência (kW)e limitações .............................................................................. 78 
3.3.4 Outros processos .............................................................................................. 79 
3.3.4.1. Moldagem por sopro .................................................................................. 79 
3.3.4.2. Termoformagem ......................................................................................... 80 
3.3.4.3. Calandragem ............................................................................................. 81 
3.3.4.4. Moldagem por compressão ........................................................................ 82 
3.4. Aproveitamento energético ..................................................................................... 83 
3.4.1. Pirólise .............................................................................................................. 85 
3.4.2. Gaseificação ..................................................................................................... 87 
3.4.2.1. Tipos de gaseificadores ............................................................................. 91 
3.4.2.1.1. Gaseificadores de leito fixo .................................................................. 92 
3.4.2.1.1.1. Gaseificador contracorrente .......................................................... 92 
3.4.2.1.1.2. Gaseificador co-corrente ............................................................... 94 
3.4.2.1.2. Gaseificadores de leito fluidizado ........................................................ 95 
3.4.2.1.2.1. Gaseificador de leito fluidizado circulante ...................................... 95 
3.4.2.1.2.2. Gaseificador de leito fluidizado borbulhante .................................. 96 
2.4.2.2. Comparação entre gaseificadores .............................................................. 97 
3.4.2.3. Limpeza do gás de síntese......................................................................... 98 
3.4.2.4. Utilização do gás de síntese ..................................................................... 105 
3.4.2.4.1. Aproveitamento térmico ..................................................................... 106 
3.4.2.4.2. Geração de energia e elétrica ............................................................ 106 
3.4.2.4.2.1. Motores alternativos de combustão interna ................................. 107 
3.4.2.4.2.2. Motores stirling ............................................................................ 108 
3.4.2.4.2.3. Turbinas a gás ............................................................................ 110 
3.4.2.4.2.4. Células a combustível ................................................................. 111 
4. ESTUDO DE CASO..................................................................................................... 113 
4.1 Dados obtidos ........................................................................................................ 115 
5. METODOLOGIA .......................................................................................................... 117 
5.1. Considerações iniciais........................................................................................... 117 
5.2. Taxa de geração de refugos ................................................................................. 118 
5.3. Vazão mássica ...................................................................................................... 119 
5.4. Potência térmica ................................................................................................... 120 
5.5. Especificação do reator de gaseificação ............................................................... 121 
5.6. Eficiência total do sistema ..................................................................................... 122 
5.7. Capacidade produtiva ........................................................................................... 123 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................... 124 
7. CONCLUSÕES ........................................................................................................... 129 
8. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 132 
12 
 
1. INTRODUÇÃO 
Pode-se definir industrialização como um processo de modernização pelo qual os 
meios de produção de uma sociedade passam, trazendo como consequências diretas o 
aumento da produtividade e a alteração da dinâmica das relações sociais. 
Na Idade Média, técnicas avançadas de manufatura, agricultura e artesanato 
iniciaram e conduziram os povos a um avanço na produção, sendo estes os primeiros 
fomentos ao desenvolvimento industrial. O primeiro país do mundo a atravessar uma fase 
de pleno desenvolvimento industrial foi a Inglaterra. No século XVIII, houve a chamada 
Primeira Revolução Industrial, momento a partir do qual este país passou a basear seu 
desenvolvimento econômico nas indústrias. Essa fase teve como principais características 
desde a invenção da máquina a vapor à exploração dos trabalhadores, dentre outros 
fatores, os quais impulsionaram o estabelecimento do sistema capitalista na economia. 
A Segunda Revolução Industrial, ocorrida no século XIX, esteve inserida no 
contexto do Imperialismo, em que os países partiam em busca de novas áreas e territórios 
de influência por todo o mundo. Assim, poderiam vender seus produtos industrializados e 
obter matérias-primas necessárias às suas indústrias. Pode-se dizer que essa Revolução 
acabou por expandir os principais grupos de países detentores de tecnologias e produções 
industriais, sendo um período caracterizado pela descoberta e utilização da energia elétrica 
e o uso do petróleo como importante matéria-prima dos processos industriais. 
Em um cenário mais contemporâneo, a Terceira Revolução Industrial, por sua vez, 
pode ser caracterizada pelo uso da informática e da telemática, as quais atribuíram maior 
velocidade às relações de trabalho e produção. Comparado a países como os Estados 
Unidos ou Japão, o Brasil sem dúvida iniciou com certo atraso seu processo de 
industrialização, experimentando um desenvolvimento industrial mais vigoroso e 
representativo apenas no governo de Getúlio Vargas, a partir do qual se investiu 
fortemente na industrialização de base. Em um segundo momento, no governo de 
Juscelino Kubitscheck, houve outro significativo desenvolvimento das indústrias de 
produção de bens de consumo, junto à proliferação das empresas multinacionais. 
Nas décadas de 70, 80 e 90, a industrialização do Brasil continuou a se 
desenvolver, embora o país tenha sofrido alguns períodos de estagnação e crises 
econômicas. Mudanças de governos e moedas, criação de novas leis, dentre outros 
acontecimentos, marcaram essa transformação no cenário brasileiro. Atualmente, o Brasil 
desfruta de um extenso parque industrial, capaz de produzir e distribuir uma vasta gama de 
produtos por seu território. Embora grande parcela da indústria nacional ainda seja voltada 
às commodities, o que atribui ao país certa carência ou até mesmo dependência em 
13 
 
alguns setores de tecnologia mais fina e elaborada, o parque industrial brasileiro vem 
passando por uma intensa fase de transformação, buscando acompanhar as tendências da 
crescente urbanização e do exacerbado aumento do consumo por grande parte da 
população. Nesse contexto, o mundo corporativo indubitavelmente se reestrutura, na 
incessante busca de sua parcela do mercado e da maximização de seus lucros, através da 
competitividade comercial. 
É de se esperar, porém, que essa dinâmica traga graves consequências ao meio 
ambiente e ao próprio Homem, como a futura escassez dos recursos naturais, a 
transformação do meio físico, a perspectiva da crise energética e do esgotamento da água 
potável,tecnologias de tratamento. 
Ademais, tal processo de reutilização não consiste simplesmente em reabastecer 
as máquinas de rotomoldagem com os refugos da forma como foram retirados dos moldes. 
Vale lembrar que estes últimos devem ser abastecidos pela resina polimérica em pó. Para 
tal, as peças não conformes devem passar pelos seguintes processos de retrabalho antes 
de se caracterizarem, novamente, como matéria-prima: 
1. Limpeza, no intuito de remover poeiras e outros resíduos presentes; 
2. Secagem; 
3. Separação, por cores e tipo de pigmento; 
4. Moagem, sendo esta mais complexa se comparada à convencional do processo. 
Por fim, após a moagem, a resina, já em pó, deve ser estocada em local distinto da 
resina virgem correspondente, uma vez que o material reprocessado é reutilizado em certa 
proporção, após mistura rigorosa com o material virgem. 
A impossibilidade de produzir peças utilizando-se apenas resinas reprocessadas, 
ou seja, a necessidade de respeitar determinada proporção em sua dosagem tem como 
razão o segundo e não menos importante fomento deste estudo de caso. Essa limitação 
explica-se em razão de alguns aspectos do reprocessamento mecânico dos refugos para a 
obtenção de resinas poliméricas, o qual apresenta alguns inconvenientes, a saber: 
 Eventual incompatibilidade entre os diferentes polímeros, sendo necessária a 
adição de compatibilizantes; 
 Presença de impurezas agregadas à resina durante as etapas do 
reprocessamento; 
115 
 
 Após um determinado número de reprocessamentos, as propriedades do 
material podem tornar-se muito inferiores às do material virgem. Isso ocorre 
devido à degradação induzida pelas elevadas taxas de cisalhamento e 
temperaturas de reprocessamento. 
Em resumo, a resina termoplástica reprocessada, seja ela qual for, apresenta, 
invariavelmente, propriedades inferiores à da resina virgem. 
Diante de todos esses inconvenientes e ao fato dos refugos serem inerentes a 
quaisquer processos de transformação de polímeros, faz-se necessário o estudo de 
alternativas para o reaproveitamento das perdas por não conformidade. 
4.1 Dados obtidos 
Foram coletados dois tipos de dados do processo de transformação de polímeros 
da indústria alvo do estudo de caso: a quantidade mensal total, em massa, da resina 
polimérica de PELBD utilizada como matéria-prima para o processo de rotomoldagem e o 
índice de não conformidade, ou seja, a ocorrência de refugo sem relação à produção total. 
O período de coleta dos dados foi do mês de março ao mês de agosto de 2013, 
totalizando dados globais do processo, ou seja, são consideradas as produções de todas 
as máquinas em operação, computando todos os turnos praticados pela indústria. No 
gráfico 4.1 é apresentada, então, a quantidade mensal total de PELBD utilizada na 
alimentação das máquinas de rotomoldagem nos meses considerados. 
 
Gráfico 4.1: Matéria-prima consumida (PELBD). 
116 
 
Por sua vez, o Índice de Não Conformidade (INC) do processo produtivo é 
apresentado no gráfico 4.2. Este índice consiste na porcentagem mensal total de refugos 
gerados pelo processo. 
 
Gráfico 4.2: Índice de não conformidade (INC). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
117 
 
5. METODOLOGIA 
Para avaliar a quantidade de energia elétrica passível de ser gerada pela instalação 
de um sistema de gaseificação na indústria alvo, contabilizou-se primeiramente a taxa de 
geração do material polimérico a partir da confecção de produtos não conformes. 
Será calculada, então, a energia térmica presente nos refugos, com consequente 
especificação do tipo de gaseificador a ser utilizado. Por fim, será apresentada a 
possibilidade de aproveitamento do gás produto da gaseificação para a geração alternativa 
de energia elétrica, a partir de um MACI. 
5.1. Considerações iniciais 
Observa-se nitidamente, a partir do gráfico 4.1, uma tendência de crescimento da 
utilização da resina polimérica ao longo dos meses. Para estimar o futuro consumo de 
matéria-prima pela indústria, será utilizada uma projeção que leva em conta a média dos 
crescimentos mensais no período considerado. 
Na tabela 5.1 são apresentados os crescimento do consumo de matéria-prima de 
cada mês em relação ao anterior. Os dados, em porcentagem, foram arredondados na 
segunda casa decimal. 
Mês Crescimento (%) 
Abril 10,8 
Maio 4,57 
Junho 6,2 
Julho 8,28 
Agosto 5,95 
Tabela 5.1: Crescimento do consumo de matéria prima. 
Logo, a Crescimento Mensal Médio (CMM) é de 7,16% no período considerado, ou 
seja, pode-se atribuir um crescimento médio deste valor à produtividade da empresa e, por 
conseguinte, ao consumo de PELBD. 
No intuito de considerar esse crescimento produtivo até a eventual instalação do 
sistema de gaseificação, propõe-se um cronograma, o qual servirá de base para a 
estrutura dos cálculos posteriores. As etapas do cronograma e as respectivas estimativas 
de suas durações são listadas segundo a tabela 5.2. 
118 
 
Etapas 
Duração 
(dias) 
Avaliação da proposta pela diretoria da empresa 20 
Cotações dos equipamentos (gaseificador e unidade motor-gerador) 30 
Adaptação do espaço e infra-estrutura para instalação do sistema 20 
Reavaliação da proposta com investimentos e retorno já calculados 20 
Compra e instalação dos equipamentos 15 
Treinamento e inicialização do sistema 15 
Tabela 5.2: Etapas do cronograma e as respectivas estimativas de suas durações. 
Dessa maneira, seriam necessários quatro meses para a execução de todas essas 
etapas. Considerando, ainda, que a proposta fosse apresentada à diretoria da empresa em 
janeiro de 2014, o cronograma seria cumprido em abril deste mesmo ano. 
No que tange a utilização do INC nos cálculos posteriores, também será 
considerada uma média dos valores mensais, porém, com referência apenas ao período 
de março a agosto, tal como apresentados no gráfico 4.2. Neste caso, essa consideração é 
plausível uma vez que, apesar de variar de mês a mês, o índice de refugos não apresenta 
um padrão de crescimento, como observado na utilização da matéria-prima, em 
decorrência do crescimento produtivo. 
Logo, o Índice Médio de Não Conformidade (IMNC) do processo de transformação 
polimérica será considerado como a média aritmética dos INC apresentados no gráfico 4.2, 
resultando em 5,97%, ou seja, IMNC = 0,06, aproximadamente. 
5.2. Taxa de geração de refugos 
Para realizar os cálculos do aproveitamento energético a partir da eventual 
aquisição do sistema de gaseificação, não é razoável considerar a projeção do consumo 
mensal de matéria-prima apenas do mês de abril, data de inicialização do uso do sistema 
de gaseificação. Isso porque se obteria um resultado pouco fidedigno em razão de tal 
consumo não estar estabilizado. 
Portanto, será considerada a média das projeções de demanda mensal de polímero 
de um ano após a conclusão das etapas do cronograma, ou seja, de abril de 2014 a abril 
de 2015. Estes valores, apresentados na tabela 5.3, são estimados segundo o CMM 
calculado no item 3.1. 
 
119 
 
IMNCDPMMMP 
Mês Consumo de PELBD (kg) 
abr/14 128309,6 
mai/14 137496,6 
jun/14 147341,3 
jul/14 157891 
ago/14 169196 
set/14 181310,4 
out/14 194292,2 
nov/14 208203,5 
dez/14 223110,9 
jan/15 239085,6 
fev/15 256204,2 
mar/15 274548,4 
abr/15 294206,1 
Tabela 5.3: Média das projeções de consumo mensal de PELBD de um ano após a 
conclusão das etapas do cronograma. 
Logo, pode-se estabelecer a Demanda Polimérica Mensal Média (DPMM) de 
PELBD para o processo, também a partir da média aritmética dos valores apresentados na 
tabela 5.1. Esse cálculo resulta em uma massa de 200861,2 kg de resina polimérica, ou 
seja, DPMM = 200861,2 kg. 
Para determinar a Massa Polimérica Mensal Média (MP) de PELBD destinada ao 
abastecimento do sistema de gaseificação, basta multiplicar a DPMM pelo IMNC, como 
indicado na equação 5.1: 
 
(5.1) 
 
Obtém-se, assim, o valor de MP de 12051,67kg. 
5.3. Vazão mássica 
Embora ambos os conceitos de vazão convencional e de Vazão Mássica (VM) 
refiram-se a um escoamento por unidade de tempo, a primeira considera um fluxo 
volumétrico, enquanto a segunda um fluxo de massa. Neste caso, a VM consiste na 
quantidade de massa que alimentará o gaseificador por segundo e pode ser calculada a 
partir da equação 5.2: 
120 
 







TU
MP
VM (5.2) 
 
Este cálculo se baseia na MP e considera um Tempo de Utilização (TU) segundo a 
média de 25 dias de produção contínua por mês, ou seja, com 24 horas diárias de 
funcionamento, sendo que cada hora possui 3600 segundos. Chega-se, portanto, a uma 
VM de aproximadamente 0,00558 kg/s. 
5.4. Potência térmica 
A Potência Térmica (PT), expressa em Watts [W], pode ser definida como a 
quantidade de energia fornecida pelo reator de gaseificação por unidade de tempo e pode 
ser dada pela multiplicação da VM pelo PCI, conforme a equação 5.3: 
 
 PCIVMPT  (5.3) 
 
Como visto no item 3.1.3.2, o PCI pode ser calculado através de diversas equações 
propostas empiricamente por diferentes pesquisadores e cientistas. Neste trabalho, será 
considerada a fórmula proposta pelo cientista russo Dimitri Mendeleiev, de acordo com a 
equação 3.1. 
Substituídas as porcentagens de cada elemento químico da composição elementar 
do plástico, extraídas da tabela 3.1, chega-se a um PCI de 25280,86 kJ/kg. Vale ressaltar 
que não seria pertinente extrair este valor, por exemplo, da tabela 3.2, já que neste caso foi 
computada a umidade do plástico, proveniente dos RSU. 
Por fim, da equação 5.3 resulta uma PT = 141,05 kW, aproximadamente. Este valor 
leva em consideração um funcionamento contínuo do reator de gaseificação, ou seja, parte 
de uma alimentação constante ao longo dos 25 dias efetivos de produção considerados. 
A título de complementar o estudo e fornecer outra possibilidade para o 
funcionamento do sistema de gaseificação, é possível considerar um regime de 
funcionamento intermitente para o sistema, ou seja, apenas em alguns intervalos de tempo 
durante cada mês. 
Para determinar uma nova PT, considerando um TU de cinco dias ou de 120 horas 
do sistema de gaseificação por mês, basta utilizar novamente a equação 5.2, referente ao 
cálculo da VM. Neste caso, seria obtida uma VM de 0,0279 kg/s, o que resultaria em uma 
PT = 705,27 kW, aproximadamente, de acordo com a equação 5.3. 
121 
 
MPPCIET 
TU
ET
PT 
Vale ressaltar que a Potência Térmica (PT) poderia ser calculada de outra maneira, 
a partir da Energia Térmica (ET), dada em Joules [J]. Esta grandeza consiste na 
quantidade de energia disponível em uma determinada quantidade de massa de certo 
material. Neste caso, desejar-se-ia obter a Energia Térmica Mensal (ETM), dada na 
mesma unidade, contida nos produtos não conformes, a qual poderia ser calculada através 
da equação 5.4: 
 
(5.4) 
 
Substituindo-se os valores de PCI e MP, ter-se-ia, enfim, ET = 304676, 58 MJ, 
aproximadamente. A PT, por conseguinte, seria determinada de outra forma, através da 
equação 5.5, que relaciona a ET e o TU do sistema de gaseificação, da seguinte forma: 
 
(5.5) 
 
Por fim, seriam obtidos os mesmos valores de PT obtidos através da equação 5.3: 
141,05 kW e 705,27 kW, respectivamente, para o uso contínuo e intermitente do reator de 
gaseificação. 
5.5. Especificação do reator de gaseificação 
A especificação do tipo de gaseificador adequado aos parâmetros obtidos pode ser 
realizada com base em diversos critérios, dentre os quais se destacam: 
 A escala de aplicação de tecnologias de gaseificação de biomassa e outros 
materiais combustíveis; 
 O rendimento usual de cada tipo de gaseificador; 
 O sistema de funcionamento mais adequado ao espaço físico de aplicação; 
 A diferença entre os sistemas admissíveis de limpeza do gás de síntese. 
Embora os dados da figura 3.30 se refiram à gaseificação de biomassa, reitera-se 
que não há diferenças significativas apenas pelo fato da gaseificação proposta a partir do 
estudo de caso utilizar plástico como material combustível. Tal como explicado no item 3.4, 
a gaseificação necessita apenas de um MCC como combustível, que pode ser biomassa, 
plástico, dentre outros materiais também mencionados. 
Considerando-se, pois, as escalas de aplicação das diferentes tecnologias de 
reatores de gaseificação, apresentadas na figura 3.30, ambas as PT obtidas no item 5.4 – 
122 
 
EGMEGETS 
relativas ao uso contínuo e intermitente do sistema – condizem com os gaseificadores de 
leito fixo co-corrente. 
Segundo Martínez et al. (2009), esse tipo de gaseificador apresenta, em média, 
uma eficiência de 50 a 80%. Logo, para efeito deste estudo de caso, será considerada a 
média destes valores, sendo a Eficiência do Gaseificador (EG) de 65%, ou seja, EG = 
0,65. 
Vale ressaltar que o gaseificador de leito fixo co-corrente possui alto potencial de 
conversão de carbono, elemento que integra boa parte do material plástico. Além disso, 
esta matéria-prima não possui umidade em sua composição, o que satisfaz a desvantagem 
deste gaseificador em relação à necessidade de utilização de um combustível de baixa 
umidade. 
Ademais, os gaseificadores de leito fixo co-corrente produzem baixos teores de 
alcatrão quando comparados a outras configurações, o que permite a implantação de um 
sistema mais simples para a limpeza do gás de síntese. 
5.6. Eficiência total do sistema 
Como tratado no item 3.4.2.4.2, existem várias possibilidades para a escolha do 
sistema motor-gerador, o qual será instalado junto ao reator de gaseificação para 
transformar efetivamente o gás de síntese em energia elétrica. 
Neste caso, foi escolhido um MACI, devido ao fato de este tipo de acionador 
primário ser o mais utilizado junto ao gaseificador co-corrente. Vale lembrar que isso 
ocorre principalmente em função da satisfatória compatibilidade entre esses equipamentos 
no que se refere à qualidade da limpeza do gás de síntese. 
Segundo Alanne (2004), a eficiência elétrica de um MACI se encontra na faixa de 
25 a 45%, enquanto que a Eficiência Global do MACI (EGM) permanece entre 75 e 85%. 
Esta última é denominada global ou total por já considerar a recuperação energética a 
partir dos gases de exaustão e do sistema de resfriamento do bloco do motor, ou seja, ela 
contabiliza os rendimentos elétrico e térmico. 
Considerando-se, para este caso, uma EGM de 80%, já é possível calcular a 
Eficiência Total do Sistema (ETS), composto pelo gaseificador de leito fixo co-corrente e 
pelo MACI como sistema motor-gerador. Esta eficiência se da a partir da multiplicação das 
eficiências de cada componente, como elucidado na equação 5.6: 
 
(5.6) 
 
123 
 
ETSPTCP 
CP
QP
FU 
Obtém-se, então, um valor de ETS de 0,52. 
5.7. Capacidade produtiva 
A Capacidade Produtiva (CP) de geração de energia elétrica, expressa em Watts 
[W], obtida a partir do sistema completo de gaseificação por ser obtida pela equação 5.7: 
 
(5.7) 
 
Considerando os dois valores de PT obtidos no item 5.4, obtém-se CP = 73,35 kW 
e 366,75 kW, respectivamente, para o uso contínuo e intermitente do reator de 
gaseificação. Estes valores também foram arredondados na segunda casa decimal. 
Por fim, a CP é o parâmetro que determina a Potência Instalada (PI) para o 
acionador primário a ser escolhido, sendo esta grandeza a capacidade total de geração da 
unidade motor-gerador, ou seja, é a potência elétrica nominal especificada pelo fabricante 
do equipamento. 
Em aplicações nas quais a quantidade de combustível envolvida na gaseificação 
não apresenta crescimentos significativos, a CP corresponde e indica claramente o 
parâmetro PI requerido para a máquina geradora. Caso contrário, torna-se necessária uma 
análise da relação entre a ociosidade do sistema gaseificador e a disponibilidadepara 
aumento da capacidade produtiva. Em outras palavras, é preciso avaliar por quanto tempo 
uma determinada PI será capaz de processar todo o gás de síntese produzido pelo reator 
de gaseificação, levando em conta os eventuais aumentos da quantidade de combustível 
de alimentação. 
Neste sentido, utiliza-se o Fator de Utilização (FU) de um sistema, o qual 
corresponde à fração de utilização do equipamento. Em outras palavras, é a quantidade 
processada (QP) de combustível no equipamento dividida pela CP, conforme a equação 
5.8: 
 
(5.8) 
 
Se FU for maior que um, o equipamento está com capacidade menor que a 
demanda de funcionamento, ao passo que se o valor for menor que um, o equipamento 
está ocioso, ou seja, a capacidade é maior que a demanda. 
 
 
124 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Uma potência instalada de 1 kW é suficiente para alimentar alguns aparelhos de 
uso doméstico, tais como refrigeradores, computadores, aparelhos de som, máquinas de 
lavar roupa, televisões, entre outros equipamentos de consumo relativamente baixo. 
Microgeradores e minigeradores solares fotovoltaicos (FV) são sistemas de geração 
elétrica de pequena potência, normalmente instalados para produzir energia 
suficiente para alimentar uma casa ou até mesmo um edifício de pequeno porte. Segundo 
a Resolução Normativa 482/2012 da ANEEL, enquanto os microgeradores são sistemas 
com potência de até 100 kW, os minigeradores integram os acima de 100 kW e até 1 MW 
(ANEEL, 2012). 
Com relação à indústria alvo deste estudo de caso, é possível observar que mesmo 
para o caso de implementação do sistema de gaseificação em regime intermitente, este 
não seria viável, ao passo que a geração de potência elétrica seria relativamente baixa. 
Não há como comparar o consumo de uma residência ao consumo de uma indústria, ainda 
que de médio porte. Esta classe de indústrias já costuma comportar extensos galpões com 
uma série de máquinas e equipamentos, consumindo uma potência elevada. 
No entanto, quando é levado em consideração o porte e o respectivo consumo de 
matéria prima da indústria de estudo de caso é possível mensurar a partir de que 
condições se tornaria viável a instalação de um sistema de gaseificação. Existem, sem 
dúvidas, diversas outras indústrias de transformação de polímeros, as quais, devido ao 
maior tempo de mercado e eventuais parcerias com grandes empresas multinacionais, 
apresentam um consumo de resinas poliméricas muito mais elevado. Nesta realidade, 
outras escalas de capacidades produtivas seriam obtidas, ainda que a geração de refugos 
fosse mais reduzida. 
Ademais, tal como mencionado na proposta de estudo de caso, a produção de 
refugos é inerente a quaisquer processos produtivos e alguns destes possuem como 
característica, ainda, um maior índice de não conformidade, tornando os processos de 
recuperação energética mais atraentes. Por fim, ainda existe a possibilidade de 
encontrarem-se grandes indústrias com elevados índices de não conformidade. Estas 
seriam as melhores candidatas à adoção de um processo de recuperação energética como 
a gaseificação. 
Cabe lembrar que os processos de transformação de polímeros permitem a 
utilização de material reprocessado junto à matéria-prima virgem, mas, muitas vezes, não 
equivalente à quantidade, em volume, de refugos gerados. Assim, em casos de altos 
125 
 
índices de não conformidade, têm-se maiores chances de viabilizar sistemas de 
recuperação energética. 
Referindo-se novamente à indústria de estudo de caso, seria possível defender a 
ideia de que mesmo sendo insuficientes para alimentar um grande número de máquinas, 
as potências obtidas já justificariam a instalação de um sistema gaseificador, levando-se 
em conta os aspectos ambientais. A partir dos conceitos abordados no item 3.1.7.6, sabe-
se a importância de tentar reduzir, ao máximo, a quantidade de resíduos a serem 
dispostos. Há de se considerar, porém, uma série de entraves com relação à aquisição 
desses sistemas por parte de empresas de pequeno e médio porte. 
A partir do uso não contínuo do sistema de gaseificação, seria pertinente computar 
a ociosidade como um aspecto negativo para a viabilização da proposta de geração 
alternativa de energia elétrica. Sendo assim, reforça-se o fato da maior viabilidade deste 
tipo de estratégia em grandes indústrias. Nestas, a quantidade de combustível para a 
gaseificação é suficientemente grande a ponto de garantir o abastecimento de um sistema 
gaseificador em regime contínuo, eliminando aspectos negativos como a ociosidade. 
Outro fator que poderia desmotivar a aquisição de um sistema de gaseificação por 
uma indústria consiste na necessidade de manutenção preventiva e corretiva dos 
equipamentos envolvidos no processo. Embora se respeite os níveis de limpeza do gás de 
síntese exigidos pela unidade motor-gerador, qualquer equipamento requer manutenções 
periódicas, em maior ou menor frequência. 
No entanto, ainda do ponto de vista econômico, vale ressaltar que para encaminhar 
os rejeitos dos processos de transformação termoplástica para a devida disposição final, 
as indústrias são compelidas a contratar empresas terceirizadas, incumbidas de levá-los 
até os aterros sanitários apropriados. Este serviço não costuma apresentar um custo 
irrisório e, embora não seja comum, em casos nos quais a indústria esteja localizada longe 
dos grandes centros geradores e dos principais pólos industriais, o transporte para 
disposição final pode representar um investimento muito mais alto. 
Além disso, também é minimizado o inconveniente das operações de manutenção 
quando se considera a instalação de um sistema de gaseificação em indústrias de grande 
porte, as quais já possuem – invariavelmente - determinada infra-estrutura interna de 
manutenção, de modo a evitar a contratação de mão-de-obra terceirizada, a qual 
configuraria gastos adicionais à empresa. 
Ainda neste sentido, o armazenamento dos refugos deve ser computado como 
gasto, já que se ocupa, efetivamente, um local da indústria que poderia ser utilizado para 
outra finalidade mais útil e rentável. Quanto maior a geração de peças não conformes, 
maior o local exigido para armazená-las ou mais alta e recorrente a necessidade de 
126 
 
encaminhá-las para a disposição final. De qualquer maneira, o investimento financeiro é 
diretamente proporcional à geração desses produtos. 
Não haveria como desconsiderar, de fato, os aspectos ambientais que dizem 
respeito ao assunto. Sabe-se que os aterros sanitários possuem, como mencionado no 
item 3.1.7.6, uma determinada vida útil, de maneira que se hoje existem áreas 
suficientemente capazes de receber todos os rejeitos produzidos pelas indústrias e pela 
população, no futuro isso pode deixar de ser uma realidade. Pesquisadores e estudiosos 
do assunto defendem que a escassez de áreas factíveis à construção de aterros é 
inevitável, podendo ocorrer inclusive em um futuro próximo. 
Além disto, cabe recordar que não é nada simples o processo de determinação de 
uma área propícia à construção de um aterro sanitário e que são inúmeras e 
rigorosamente criteriosas as etapas a serem cumpridas, perante as leis e os aspectos 
econômicos, no intuito de assegurar um bom projeto. Portanto, quando se tornar muito 
difícil a instauração de um novo aterro sanitário ou até mesmo não houver áreas 
disponíveis para tal, as empresas que já tiverem aderido a procedimentos de tratamento e 
recuperação de seus resíduos estarão não totalmente despreocupadas, pois poder-se-á 
enfrentar a escassez de água e outros recursos, mas talvez terão eliminado um intricado 
inconveniente. 
Antes do surgimento das leis ambientais, o meio físico (ar, água e solo) era 
encarado como sendo livremente disponível para receber os resíduos advindos das 
atividades antrópicas, o que para a época não era tão problemático quanto hoje, uma vez 
que a população era esparsa e havia bem menosprodutos industrializados em 
comparação com os dias atuais (BULCHHOLZ, 1998). Nesse contexto, o comportamento 
das empresas associava-se a uma estratégia passiva, uma vez que elas se limitavam a 
diluir e dispersar os poluentes gerados. 
Essas ações não traziam retorno econômico à empresa, somente custos, pois o 
gasto era relacionado aos resíduos, emissões e efluentes, e não se caracterizavam como 
um investimento no processo produtivo ou no próprio produto. A empresa somente 
realizava tais ações porque era obrigada pela legislação. Contudo, a postura empresarial 
com relação à área ambiental começou a mudar, visto que 
“os gastos com proteção ambiental começaram a ser vistos 
pelas empresas líderes não primordialmente como custos, mas sim 
como investimentos no futuro e, paradoxalmente, como vantagem 
competitiva. A atitude passou de defensiva e reativa para ativa e 
criativa” (CALLENBACH et al., 1993). 
Essa mudança de atitude deveu-se, em grande parte, à constatação dos reais 
custos associados ao tradicional gerenciamento de resíduos, uma vez que, além dos 
custos contabilizados com o tratamento e disposição final, havia outros custos 
127 
 
relacionados e que, usualmente, não eram levados em consideração como, por exemplo, a 
perda de matérias primas, os gastos com água e energia, as não conformidades legais e 
normativas e aqueles relacionados à imagem da empresa. Estes últimos são considerados 
custos intangíveis e não podem ser estimados a partir de relações matemáticas. 
Foi nesse contexto que algumas indústrias passaram a adotar estratégias que 
visavam a reduzir a quantidade de resíduos gerados por meio de técnicas de reutilização, 
reciclagem (interna ou externa ao processo) e recuperação de materiais. 
Segundo Pereira e Toschetto (2004), as práticas de tratamento de resíduos geram 
como consequências, além da redução dos impactos ambientais, a economia de recursos 
e ganhos econômicos à empresa. Quando são levados em consideração tanto os aspectos 
econômicos quanto os ambientais e há uma tentativa de equilibrá-los, configura-se um 
sistema de gestão ambiental empresarial, o qual, ainda segundo os autores, é 
extremamente interessante para um setor que objetiva o lucro. Assim, na visão 
empresarial, a inclusão da questão ambiental no negócio deve ser vista como uma 
oportunidade competitiva e um diferencial estratégico, podendo se tornar um fator 
determinante para o sucesso ou fracasso das organizações, a fim de buscar não apenas a 
satisfação imediata do cliente, mas sim da sociedade atual e das gerações futuras. Ainda 
neste contexto, não somente o produto seria associado às práticas exemplares, mas a 
própria empresa será vinculada a uma imagem positiva, refletindo a satisfação dos 
consumidores. 
Para isso, a gestão ambiental e empresarial deve ser organizada de modo a incluir 
as questões ambientais nas principais decisões estratégicas e operacionais de 
responsabilidade da empresa, de acordo com as premissas da sustentabilidade. Este 
último conceito tem sido muito utilizado como fator de diferenciação entre as empresas e 
indústrias de ponta, as quais se adequam a práticas sustentáveis e ganham, 
inevitavelmente, um destaque na mídia, além de posicionar sua imagem em outro patamar: 
o das organizações que não visam simplesmente ao lucro, mas buscam-no de maneira 
sensata e ambientalmente correta. 
Dependendo da estrutura organizacional da empresa, a gestão ambiental pode 
proporcionar soluções integradas às diversas áreas funcionais (produção, comercial, 
recursos humanos, financeira, contabilística, marketing, etc.) ou junto aos principais 
processos de negócios (planejamento estratégico, desenvolvimento de tecnologia, 
desenvolvimento de produto, entrega do produto, entre outros), com o objetivo de evitar 
que impactos ambientais ocorram. 
Ainda que se considere essa preocupação com o meio ambiente a partir de ações 
sustentáveis como simples fator de promoção mercadológica ou pura estratégia de 
128 
 
marketing, esta postura ainda é vantajosa se comparada aos métodos tradicionais de 
desenvolvimento empresarial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
129 
 
7. CONCLUSÕES 
Inicialmente, cabe afirmar que a proposta de estudo de caso e o principal objetivo 
deste trabalho foram plenamente desenvolvidos. A proposta para o estudo de caso 
consistia, basicamente, na coleta dos dados de consumo de matéria-prima da indústria 
alvo e de sua geração de produtos não conformes pelo processo da rotomoldagem, os 
quais foram obtidos e apresentados em detalhes. O principal objetivo, por sua vez, 
compreendia, primeiramente, a mensuração da quantidade de energia possível de ser 
gerada a partir do poder calorífico da resina polimérica, ou seja, da utilização da matéria-
prima presente nos produtos não conformes como combustível para o processo de 
gaseificação. 
A partir deste resultado, foi considerado um MACI como o responsável por 
efetivamente gerar a potência elétrica desejada, a partir da utilização do gás de síntese 
proveniente do reator de gaseificação. Desse modo, a partir da análise da escala de 
grandeza da potência obtida, estabeleceu-se a devida comparação entre as vantagens e 
as desvantagens da eventual utilização de um sistema de gaseificação para esse tipo de 
aplicação. Finalmente, estendeu-se esta análise a outros casos, englobando diferentes 
capacidades e características produtivas das possíveis indústrias de transformação de 
polímeros existentes no mercado. 
Especificamente com relação ao estudo de caso, este poderia ser tratado como um 
fator desmotivador quanto ao uso de um gaseificador para o aproveitamento energético. 
No entanto, a baixa capacidade produtiva obtida decorre do baixo consumo de matéria-
prima desta indústria, representante do setor industrial de médio porte. 
É inegável a presença de empresas de grande porte no mercado, as quais 
consomem quantidades elevadíssimas de matéria-prima. Nestas indústrias, além de 
lograrem-se capacidades produtivas eminentemente expressivas, não há a necessidade de 
armazenar os produtos não conformes por longos períodos de tempo, já que seu volume 
justificaria uma alimentação contínua do gaseificador. Especialmente em casos cujo índice 
de não conformidade seja elevado, atingindo valores superiores a 10%, tem-se mais um 
forte argumento a favor da instalação do sistema gaseificador. 
Em resumo, todos os argumentos contra ou a favor da utilização de um sistema de 
recuperação energética são proporcionais, em maior escala, à estrutura da indústria, ou 
seja, à sua escala de produção, a qual determina o consumo de matéria-prima para o 
processo de transformação polimérica. Em menor escala, tem-se a consideração dos 
índices de não conformidade. De nada adianta haver elevados consumos de matéria-prima 
com ínfimos índices de não conformidade ou apresentar altas gerações de refugos quando 
130 
 
a produtividade é insignificante. Parte-se do princípio, entretanto, que nenhuma dessas 
situações é plausível. Tal como mencionado anteriormente, refugos são inerentes aos 
processos de transformação polimérica, anulando a possibilidade da primeira situação, 
enquanto que a segunda poderia ser apenas transitória ou adaptativa, caso contrário, 
provocaria a falência da empresa. Dessa forma, parte considerável dos possíveis 
empecilhos relacionados à aquisição de tal sistema seria sanada ou pelo menos 
minimizada quando se considera empresas de grande porte. 
No que diz respeito à efetiva análise das vantagens e desvantagens da aquisição 
de um sistema de gaseificação, dois aspectos foram considerados como fundamentais: o 
econômico e o ambiental. Enquanto o primeiro contempla, essencialmente, eventuais 
reduções ou aumentos dos gastos da empresa, o segundo compreende uma abordagem 
mais subjetiva do assunto. Embora os impactos ambientais já sejambem difundidos, estes 
não costumam ser considerados no plano de desenvolvimento de boa parte das empresas, 
mesmo dentre as relativamente mais desenvolvidas. Estas podem ainda realizar, por 
vezes, uma análise puramente financeira acerca de quaisquer mudanças, ponderando 
apenas cálculos e estimativas dos investimentos monetários exigidos. Desconsideram-se, 
em contrapartida, os aspectos menos palpáveis, embora sejam de extrema relevância. 
O ponto de vista ambiental, ainda que defendido isoladamente, já deveria 
representar uma motivação suficiente para a efetiva consideração da adoção de sistemas 
de tratamento e recuperação energética de resíduos. A problemática da geração de 
resíduos sólidos e o consequente esgotamento das áreas destinadas aos aterros sanitários 
configuram uma realidade incontestável, da qual ninguém se encontra totalmente livre de 
suas consequências. 
Não obstante a análise de viabilidade da recuperação energética esteja alicerçada 
apenas nos aspectos econômicos, é inegável que as indústrias que se adaptarem à 
redução da geração de resíduos estarão melhor guarnecidas para o futuro, inclusive 
financeiramente, evitando situações de colapso produtivo ou de outra espécie. Ademais, é 
certo que as indústrias despendem mensalmente uma quantia razoável para se livrar de 
seus resíduos. O volume de geração e, consequentemente, os gastos com o transporte 
costumam ser proporcionais ao tamanho da organização. 
Por fim, um forte fator de motivação foi apresentado a partir da associação dos 
aspectos econômicos aos ambientais, expondo o conceito de sistema de gestão ambiental 
empresarial, o qual levaria em conta ambos os aspectos. Neste sentido, obter-se-ia um 
equilíbrio não prejudicial à lucratividade da empresa. Pelo contrário, a adesão aos 
princípios da sustentabilidade poderia incrementar sensivelmente a imagem da empresa 
perante a sociedade, de modo a conduzi-la a um crescimento mais sólido e estruturado. 
131 
 
Porém, para que a gestão ambiental empresarial seja efetiva, ela não pode ser 
realizada de modo paralelo às principais áreas funcionais da empresa e aos seus 
principais processos de negócios operacionais e estratégicos. Em outras palavras, não 
deve se organizar somente para reparar os danos ambientais cometidos por decisões 
técnicas e gerenciais que não contemplaram, no momento adequado, essa área do 
conhecimento. Pelo seu caráter preventivo, ela precisa ser estruturada de modo a 
participar efetivamente nas principais decisões dessas áreas ou processos. 
Percebe-se, portanto, que há ganhos econômicos, ambientais e sociais com a 
adoção de sistemas de tratamento de resíduos, não como uma área ou processo isolado, 
mas por meio de uma gestão integrada com as decisões empresariais. Isso pode gerar 
possibilidades de melhorias da sustentabilidade da empresa, incluindo produtos, com 
benefícios também para a sociedade em geral. 
Os processos de tratamento e recuperação, embora contribuam para a minimização 
da geração de resíduos, não se constituem em soluções definitivas, pois partem do 
pressuposto de que o resíduo existe e também porque geram subprodutos e envolvem 
gastos de energia e outros custos operacionais. No entanto, é sensato considerar que 
essas iniciativas poderiam prover uma forma mais equilibrada e sustentável de ciclo de 
vida para as indústrias a elas adeptas. 
Portanto, embora pareça um pouco distante da realidade da empresa de estudo de 
caso a implantação de um sistema de gaseificação, este estudo e consequente resultado 
servem de fomento às indústrias já consolidadas no mercado, as quais são inegavelmente 
capazes de viabilizá-lo sem deixar de lado os ideais capitalistas, mas aderindo, ainda que 
aos poucos, ao conceito de gestão ambiental empresarial. Poder-se-á, desta maneira, 
prolongar ou até mesmo evitar calamidades, como o esgotamento de áreas propícias à 
instalação de aterros sanitários. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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	2. OBJETIVOS
	3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
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	3.1.1. Definições
	3.1.2. Conceitos iniciais
	3.1.3. Caracterização
	3.1.3.1. Composição elementar
	3.1.3.2. Poder calorífico
	3.1.4. Classificação
	3.1.5. Acondicionamento e armazenamento
	3.1.6. Coleta e transporte
	3.1.7. Tratamento e destinação final
	3.1.7.1. Triagem
	3.1.7.2. Reciclagem
	3.1.7.3. Compostagem
	3.1.7.4. Digestão anaeróbia
	3.1.7.5. Incineração
	3.1.8. Disposição final
	3.2. Polímeros
	3.2.1. Nomenclatura
	3.2.2. Histórico
	3.2.3. Origem e utilização
	3.2.4. Classificação
	3.2.5. Polietileno
	3.2.5.1. Polietileno linear de baixa densidade
	3.2.6. Biodegradação e reciclagem
	3.3. Processos produtivos industriais de transformação de polímeros
	3.3.1. Moldagem por injeção
	3.3.1.1. Histórico
	3.3.1.2. Etapas gerais do processo
	3.3.1.3. Tipos de injeção
	3.3.1.4. Máquinas de injeção
	3.3.1.5. Parâmetros do processo
	2.3.2. Extrusão
	3.3.2.1. Histórico
	3.3.2.2. Etapas gerais do processo
	3.3.2.3. Tipos de extrusão
	3.3.2.4. Máquinas de extrusão
	3.3.2.5. Parâmetros do processo
	2.3.3. Rotomoldagem
	3.3.3.1. Histórico
	3.3.3.2. O processo
	3.3.3.2.1. Dosagem do pó
	3.3.3.2.2. Aquecimento do molde
	3.3.3.2.3. Resfriamento e rotação
	3.3.3.2.4. Desmoldagem
	3.3.3.3. Matéria-prima
	2.3.3.3.1. Moagem
	3.3.3.3.2. Pigmentação
	3.3.3.4. Tipos de máquinas
	3.3.3.4.1 Rock and Roll
	3.3.3.4.2. Clamshell
	3.3.3.4.3. Shuttle
	3.3.3.4.4. Turret
	3.3.3.5. Vantagens e limitações
	3.3.4 Outros processos
	3.3.4.1. Moldagem por sopro
	3.3.4.2. Termoformagem
	3.3.4.3. Calandragem
	3.3.4.4. Moldagem por compressão
	3.4. Aproveitamento energético
	3.4.1. Pirólise
	3.4.2. Gaseificação
	3.4.2.1. Tipos de gaseificadores
	3.4.2.1.1. Gaseificadores de leito fixo
	3.4.2.1.1.1. Gaseificador contracorrente
	3.4.2.1.1.2. Gaseificador co-corrente
	3.4.2.1.2. Gaseificadores de leito fluidizado
	3.4.2.1.2.1. Gaseificador de leito fluidizado circulante
	3.4.2.1.2.2. Gaseificador de leito fluidizado borbulhante
	2.4.2.2. Comparação entre gaseificadores
	3.4.2.3. Limpeza do gás de síntese
	3.4.2.4. Utilização do gás de síntese
	3.4.2.4.1. Aproveitamento térmico
	3.4.2.4.2. Geração de energia e elétrica
	3.4.2.4.2.1. Motores alternativos de combustão interna
	3.4.2.4.2.2. Motores stirling
	3.4.2.4.2.3. Turbinas a gás
	3.4.2.4.2.4. Células a combustível
	4. ESTUDO DE CASO
	4.1 Dados obtidos
	5. METODOLOGIA
	5.1. Considerações iniciais
	5.2. Taxa de geração de refugos
	5.3. Vazão mássica
	5.4. Potência térmica
	5.5. Especificação do reator de gaseificação
	5.6. Eficiência total do sistema
	5.7. Capacidade produtiva
	6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
	7. CONCLUSÕES
	8. BIBLIOGRAFIAo aumento do volume de resíduos produzidos e a problemática de sua disposição, 
dentre outros problemas. A produção de resíduos, embora inerente a toda e qualquer 
forma de vida ou atividade, vem se acelerando de forma exponencial em vista dessa 
dinâmica. 
Diante de possíveis entraves ao seu próprio desenvolvimento, não resta alternativa 
ao Homem que não se preocupar em resolvê-los ou ao menos minimizá-los. Dessa forma, 
aquela antiga visão, da Natureza como fonte inesgotável de recursos materiais e 
energéticos e que possui capacidade infinita de deposição e depuração é aos poucos 
substituída por um modelo com base no ciclo de vida e integração da gestão dos resíduos. 
Segundo Zanin (2004), esse conceito requer a montagem de um sistema complexo de 
procedimentos e ações em que a quantidade de resíduos a ser reaproveitada dentro de um 
sistema produtivo ou de consumo seja cada vez maior e que a quantidade a ser disposta, 
menor. 
1.1. A problemática dos resíduos sólidos 
No início do século XXI, com uma população estimada de 6,2 bilhões, eram 
gerados mais de um bilhão de toneladas de resíduos sólidos por ano (ZANIN, 2004). 
Segundo Borges (2000), em 2000, o Brasil produziu o dobro da quantidade de resíduos 
que produzia 15 anos antes. 
Sabe-se, por certo, que estes índices de produção de resíduos estão intimamente 
ligados tanto ao crescimento populacional quanto às mudanças de comportamento da 
sociedade. Como consequência inevitável deste processo, tem-se uma série de impactos 
ambientais. O agravamento da situação ambiental iniciou-se após a Revolução Industrial, 
já que as tecnologias desenvolvidas resultaram em uma melhora nas condições de vida da 
sociedade e geraram significativo crescimento populacional. Nesse contexto, já se tornava 
14 
 
irreversível o processo de desenvolvimento de técnicas de produção em massa, visando 
atender a demanda crescente de consumo. Os processos industriais passaram a gerar 
produtos em velocidade cada vez maior, contribuindo para o aumento da produção de 
resíduos, seja durante o processo de fabricação, seja pelo estímulo ao consumo. 
Entretanto, é sabido que a elevada geração de resíduos não caminha em parceria 
com o descarte correto. Segundo a (Associação Brasileira de Empresas de Limpeza 
Pública e Resíduos Especiais – ABRELPE, 2012), dos 64 milhões de toneladas de 
resíduos produzidos pela população, 24 milhões (37,5%) foram enviados para destinos 
inadequados. Assim, a adequada destinação desses resíduos representa um dos maiores 
desafios para o Brasil e para a humanidade. 
De acordo com o Panorama dos Resíduos Sólidos produzido anualmente pela 
Abrelpe, cerca de três mil cidades, 54% do total, incluindo as capitais Belém e Brasília, 
ainda enviam resíduos para destinos inadequados. Além disso, o desconhecimento dos 
brasileiros em relação ao destino dos resíduos também é preocupante. De acordo com o 
estudo Consumo Sustentável da WWF-Brasil (2013), uma em cada três pessoas não faz 
ideia para onde vão os próprios resíduos produzidos em sua casa. 
É fato que faltam os investimentos necessários para avançar na coleta e destinação 
correta dos resíduos sólidos, mas práticas sustentáveis na hora de consumir ainda são 
deixadas de lado por grande parte dos brasileiros. É o que revela outros dados do estudo 
Consumo Sustentável. O valor do produto, por exemplo, é considerado um aspecto 
fundamental por 70% dos entrevistados. Características do produto ligadas à 
sustentabilidade, no entanto, como os meios utilizados na produção, o tempo que o 
produto leva para desaparecer na natureza e o fato de a embalagem ser reciclável, ficam 
em segundo plano (WWF-Brasil, 2013). 
Vive-se, pois, em meio à problemática dos resíduos sólidos. O sistema capitalista, o 
crescimento populacional, o aumento da produção de bens de consumo, dentre outros 
fatores, parecem não ceder de forma alguma, enquanto a geração massiva de resíduos 
continuará sendo inerente a tais avanços. Contudo, não há como dispor eterna e 
adequadamente todos esses resíduos, o que pode configurar, no futuro, uma situação de 
calamidade. 
Aprovada em 2010, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) foi elaborada 
para organizar e definir a forma como o país deve tratar seus resíduos, a partir de 
definições e conceitos estabelecidos com rigor. Depois de sua aprovação foi criado, ainda, 
o Plano Nacional de Resíduos Sólidos, que determina para 2014 o fechamento dos lixões 
a céu aberto, dando lugar à construção de aterros sanitários apropriados. Como 
penalidade, os municípios que não cumprirem a determinação serão enquadrados por 
crimes ambientais. 
15 
 
É perceptível, portanto, que embora a problemática da geração de resíduos e sua 
disposição final ainda sejam alarmantes, algumas ações estão sendo colocadas em 
prática, na tentativa de frear este processo. Ainda que não sejam suficientes para alterar 
completamente o cenário ambiental, social e econômico do Brasil, no que se refere ao 
manejo adequado dos resíduos sólidos, deixam claro por onde se deve começar. 
1.2. Desenvolvimento sustentável 
Segundo Agra Filho (2012), para atender às suas necessidades básicas, a 
sociedade interfere no ambiente, provocando alterações sensíveis em suas condições 
naturais. Desse modo, torna-se indispensável o entendimento do processo de geração dos 
impactos ambientais como consequência dos processos dinâmicos e interativos que 
ocorrem entre os diversos componentes do ambiente natural e social. 
Em geral, os problemas ambientais emergem da inadequação ou insustentabilidade 
dos próprios padrões de produção e de consumo da sociedade que, por sua vez, 
constituem o seu modelo de desenvolvimento (MAIA e GUIMARÃES, 1997). Em meio a 
esse paradoxo de desenvolvimento e à necessidade de práticas ambientalmente mais 
corretas, surge o conceito de desenvolvimento sustentável. 
Há muito anos já se considerava a ideia da necessidade de ao menos tentar impor 
limites ao crescimento desordenado da sociedade. Diante dessa polêmica, a Organização 
das Nações Unidas (ONU) decidiu realizar a primeira “Conferência Mundial sobre o 
Ambiente Humano”, em 1972, na cidade de Estocolmo. 
Apesar das controvérsias e da heterogeneidade de interesses envolvidos, os 
princípios e recomendações resultantes dessa conferência representaram um marco no 
enfoque conceitual do desenvolvimento. Proclama-se a falência do modelo de 
desenvolvimento existente e preconiza-se a necessidade de alternativas à qualidade do 
crescimento e que se reconheça o ambiente como dimensão fundamental e base de sua 
sustentação. 
As iniciativas e manifestações internacionais evoluíram para a criação da Comissão 
Mundial sobre o Meio Ambiente, também instituída pela ONU, que resultou no relatório 
“Nosso Futuro Comum”. Nesse documento propôs-se a seguinte definição para o 
desenvolvimento sustentável: “é o desenvolvimento que atende às necessidades do 
presente sem comprometer a possibilidade das gerações futuras atenderem a suas 
próprias necessidades” (CMMAD, 1988). 
16 
 
Através dos compromissos firmados na Conferência das Nações Unidas de Meio 
Ambiente e Desenvolvimento (CNUMAD, 1997), os governos nacionais consolidaram a 
perspectiva de se redirecionarem os processos de crescimento econômico vigentes para 
um novo modelo de desenvolvimento regido pela integração e sustentabilidade nas suas 
dimensões sociais, econômicas, ecológicas, geopolíticas e culturais (SACHS, 1993). 
Esse desenvolvimento considera, como suas características fundamentais, a 
equidade na distribuição dos bens econômicos e ecológicos, o consenso social dos seus 
propósitos econômicos e a prudência na apropriação dos recursos ambientais 
(ACSELRAD, 1997; SACHS, 1993). Ainda para este último autor, o planejamento do 
desenvolvimento deve considerar as seguintes dimensões do ecodesenvolvimento: 
 Sustentabilidade social: prega a construção de uma civilização com maiorequidade na distribuição de rendas e bens, de modo a reduzir o abismo entre os 
padrões de vida dos ricos e dos pobres. 
 Sustentabilidade cultural: inclui a procura de raízes endógenas de processos de 
modernização e de sistemas agrícolas integrados; processos que busquem 
mudanças dentro da continuidade cultural e que traduzam o conceito normativo 
de ecodesenvolvimento em um conjunto de soluções específicas para o local, o 
ecossistema, a cultura e a área. 
 Sustentabilidade econômica: deve ser viabilizada através da alocação e do 
gerenciamento mais eficiente dos recursos e de um fluxo constante de 
investimentos públicos e privados. A eficiência econômica deve ser avaliada em 
termos macrossociais, e não apenas através do critério da rentabilidade 
empresarial de caráter microeconômico. 
 Sustentabilidade espacial: deve ser dirigida para a obtenção de uma 
configuração rural-urbana mais equilibrada e uma melhor distribuição territorial 
de assentamentos urbanos e atividades econômicas, com ênfase no que segue: 
 Reduzir a concentração excessiva nas áreas metropolitanas; 
 Frear e reverter a destruição de ecossistemas frágeis, mas de 
importância vital; 
 Promover a agricultura e a exploração agrícola das florestas através de 
técnicas modernas e regenerativas altamente controladas; 
 Explorar o potencial da industrialização descentralizada, acoplada à 
nova geração de tecnologias; 
 Criar uma rede de reservas naturais e de biosfera, para proteger a 
biodiversidade. 
 Sustentabilidade ecológica: pode ser aperfeiçoada utilizando-se das seguintes 
ferramentas: 
17 
 
 Ampliar a capacidade de carga do planeta Terra intensificando o uso do 
potencial de recursos dos diversos ecossistemas, com um mínimo de 
danos aos sistemas de sustentação da vida; 
 Limitar o consumo de combustíveis fósseis e de outros recursos e 
produtos que são facilmente esgotáveis ou danosos ao meio ambiente, 
substituindo-os por recursos ou produtos renováveis e/ou abundantes, 
usados de forma não agressiva ao meio ambiente; 
 Reduzir o volume de resíduos e de poluição, através da conservação de 
energia e de recursos e da reciclagem; 
 Promover a autolimitação no consumo de materiais; 
 Intensificar a pesquisa para a obtenção de tecnologias de baixo teor de 
resíduos e eficientes no uso de recursos para o desenvolvimento 
urbano, rural e industrial; 
 Definir normas para uma adequada proteção ambiental através de 
instrumentos econômicos, legais e administrativos necessários para o 
seu cumprimento. 
A efetivação da sustentabilidade compreenderia, portanto, o atendimento e 
aplicação de todas essas condições, o que representa, incontestavelmente, um dos 
maiores desafios para a humanidade. Por fim, este trabalho se baseia, principalmente, nos 
aspectos da sustentabilidade ecológica aliados aos da sustentabilidade econômica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
2. OBJETIVOS 
O objetivo principal deste Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) consistiu na 
realização de um estudo de caso em uma indústria de transformação de polímeros pelo 
processo de rotomoldagem. Foram obtidos, essencialmente, os dados de consumo de 
matéria-prima desta indústria, bem como a geração de produtos não conformes pelo 
processo produtivo. 
A partir destes dados, estimou-se a quantidade de energia possível de ser gerada a 
partir do poder calorífico da resina polimérica, ou seja, da utilização da matéria-prima 
presente nos produtos não conformes como combustível para o processo de gaseificação. 
Para isso, foram traçadas rotas produtivas e definidos os equipamentos constituintes do 
sistema gaseificador. 
De acordo com a análise da escala de grandeza da potência obtida, foram 
estabelecidas comparações entre as vantagens e as desvantagens da eventual utilização 
de um sistema de gaseificação para esse tipo de aplicação. Por fim, estendeu-se esta 
análise a outros casos, englobando diferentes capacidades e características produtivas 
das indústrias de transformação de polímeros existentes no mercado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
Este capítulo visa a contextualizar a proposta deste trabalho, a partir da reunião de 
conceitos, definições e diferentes opiniões de diversos autores com relação a todos os 
assuntos pertinentes ao completo desenvolvimento dos objetivos e da metodologia 
apresentada. 
3.1. Resíduos sólidos 
O desenvolvimento da sociedade é impossível sem a geração de resíduos, que 
compreende desde sobras de alimentação e entulhos provenientes de construções, até 
baterias e carcaças de eletroeletrônicos, cuja geração é acelerada pelo consumo cada vez 
maior e mais diversificada da população. Diante desse cenário surge o problema de como 
geri-los e gerenciá-los. 
Felizmente, a sociedade atual tem visto o problema de maneira diferenciada, dando 
importância que revela avanços significativos no que se refere à produção, tratamento e 
disposição final de resíduos sólidos. Tem havido, gradativamente, uma maior abertura do 
tema no âmbito político, sendo inúmeras vezes tema central de discussões e assuntos 
abordados pela mídia. 
Neste sentido, a palavra lixo, associada a qualquer coisa imprestável, nociva e que 
não possui valor, passa a ser substituída por resíduo, passando a sugerir outra concepção, 
segundo a qual se muda drasticamente a abordagem do assunto. Enquanto se define o 
lixo, de forma simplista, como tudo aquilo que na realidade não tem mais função e pode 
ser descartado, a nova perspectiva permite várias alternativas para os resíduos sólidos: 
 Evitar a produção de certos resíduos; 
 Diminuir sua produção ou a quantidade de materiais poliméricos utilizados nas 
embalagens dos produtos; 
 Reutilizá-los antes de considerar uma alternativa mais complexa; 
 Submetê-los ao processo de reciclagem; 
 Aproveitá-los energeticamente, ou seja, utilizar a energia presente nos resíduos 
através de processos químicos, físicos ou biológicos; 
 Inertizar e dispor os resíduos sem valor (rejeitos). 
Cada uma dessas opções apresenta, sem dúvidas, certas dificuldades e não são 
facilmente realizáveis. A opção de evitar a produção de certos resíduos, por exemplo, não 
20 
 
é de simples execução no que diz respeito aos principais bens de consumo. Assim, deve-
se considerar a viabilidade das estratégias em cada situação. 
Essencialmente, este capítulo visa a abordar os diversos aspectos dos resíduos 
sólidos, desde sua definição e características até formas de disposição final. São tratados, 
ainda, conceitos que dizem respeito à gestão e gerenciamento destes materiais. 
3.1.1. Definições 
A literatura de resíduos sólidos apresenta, sem dúvidas, diversos conceitos e 
abordagens para o assunto. Segundo a (Associação Brasileira de Normas Técnicas - 
ABNT, 2004), resíduos sólidos são 
“resíduos nos estados sólido ou semissólido, que resultam 
de atividade da comunidade de origem: industrial, doméstica, 
comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos 
nesta definição os lodos provenientes dos sistemas de tratamento 
de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de 
controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas 
particularidades tornem inviável o lançamento na rede pública de 
esgotos ou corpos d’água, ou exijam, pra isso, soluções técnica e 
economicamente inviáveis face à melhor tecnologia prática 
disponível”. 
Outra definição relevante é a contida na Agenda 21, na qual consta que resíduos 
sólidos 
“compreendem todos os restos domésticos e resíduos não 
perigosos, tais como os resíduos comerciais e institucionais, o lixo 
da rua e os entulhos de construção. Em alguns países, o sistema 
de gestão dos resíduos sólidos também se ocupa dos resíduos 
humanos, tais como excrementos, cinzas de incineradores, 
sedimentos de fossas sépticas e de instalações de tratamento de 
esgoto. Se manifestarem característicasperigosas, esses resíduos 
devem ser tratados como resíduos perigosos” (CNUMAD, 1997). 
Vale observar, ainda, a definição da Legislação norte-americana que define 
resíduos sólidos como 
“qualquer tipo de lixo, refugo, lodo de estação de tratamento 
de esgoto, de tratamento de água ou de equipamento de controle 
de poluição de ar e outros materiais descartados, incluindo sólidos, 
líquidos, semissólidos, gases em contêineres resultantes de 
operações industriais, comerciais, de mineração e agrícolas, e de 
atividades da comunidade, porém não inclui sólidos ou materiais 
dissolvidos e esgoto doméstico, sólidos ou materiais dissolvidos na 
água de fluxo de retorno em irrigação e descargas pontuais” (USA 
1989). 
21 
 
Por fim, a Lei nº 12.305, que constitui a PNRS, estabelece, em seu inciso XVI do 
Artigo 3º, que são considerados resíduos sólidos três grandes grupos de materiais: 
1. Material, substâncias, objetos ou bens descartados resultantes de atividades 
humanas em sociedade, nos estados sólido ou semissólido; 
2. Líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública 
de esgotos ou em corpos de água, ou exijam, para isso, soluções técnica ou 
economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível; 
3. Gases contidos em recipientes (BRASIL, 2010). 
Outra definição importante com relação ao resíduo consiste na avaliação de sua 
periculosidade. Esta característica é atribuída a um resíduo que, em função de suas 
propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas, pode apresentar (ABNT, 2004): 
a) Risco à saúde pública, provocando mortalidade, incidência de doenças ou 
acentuando seus índices; 
b) Risco ao meio ambiente, quando o resíduo for gerenciado de forma inadequada. 
3.1.2. Conceitos iniciais 
Embora criteriosamente definidos pela PNRS, vale reiterar que os resíduos sólidos 
englobam os gases e líquidos, uma vez que, se o gás contido no recipiente não pudesse 
ser considerado resíduo sólido, este deveria ser completamente removido do recipiente, o 
que muitas vezes não é viável. Em outras palavras, se os gases não fossem assim 
considerados, embalagens só poderiam ser descartadas caso se fizesse vácuo dentro 
delas, o que é um contrassenso (SOUTO e POVINELLI, 2012). 
Quanto aos líquidos, o fato de poder considerá-los como resíduos sólidos permite 
que líquidos perigosos sejam acondicionados em tambores e dispostos em aterros de 
resíduos industriais. Por fim, o termo “semissólido” permite que os lodos de estações de 
tratamento de água (ETA) e de tratamento de esgoto (ETE) sejam gerenciados como 
resíduos sólidos e, como tais, dispostos em aterros, desde que atendidos determinados 
requisitos (SOUTO e POVINELLI, 2012). 
A PNRS também formalizou os conceitos de “destinação final ambientalmente 
adequada dos resíduos” e “disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos”, duas 
definições distintas, embora complementares (BRASIL, 2010). 
Um resíduo passa a ser chamado de rejeito quando se esgotarem todas as 
possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e 
22 
 
economicamente viáveis, de modo que não haja alternativa que não seja a disposição final 
ambientalmente adequada (BRASIL, 2010). 
Dessa forma, o que se entende por “destinação final ambientalmente adequada” é o 
encaminhamento dos resíduos para reutilização, reciclagem, compostagem, 
aproveitamento energético, dentre outras destinações admitidas pelo poder público, no 
intuito de evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando, ainda, os 
impactos ambientais negativos (BRASIL, 2010). 
Já a “disposição final ambientalmente adequada” se refere exclusivamente aos 
rejeitos, consistindo na sua disposição ordenada em aterros. Como a disposição final 
também é um tipo de destinação final, ela também deve evitar os mesmos aspectos 
negativos da “destinação final ambientalmente adequada”, segundo a Brasil (2010). 
Por fim, vale ressaltar que esta política também instituiu a responsabilidade 
compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos. Isto significa que, atualmente, os 
fabricantes, distribuidores, comerciantes, titulares dos serviços públicos de limpeza urbana 
e manejo de resíduos sólidos e os próprios consumidores são responsáveis pelos resíduos 
em geral. 
3.1.3. Caracterização 
As características dos resíduos sólidos basicamente determinam a classificação 
dos resíduos e, consequentemente, a forma de manuseio e operação. Algumas das 
características importantes são (PHILLIPI JR., 2005): 
 Densidade aparente, medida em unidade de massa por unidade de volume; 
 Umidade, em porcentagem de massa; 
 Composição qualitativa, que corresponde à lista dos materiais e substâncias de 
interesse presentes nos resíduos; 
 Composição quantitativa, que corresponde à quantidade percentual dos 
materiais ou à quantidade massa/massa de substâncias de interesse; 
 Caracterização química, que corresponde à quantificação dos elementos 
químicos presentes ou ao comportamento do resíduo submetido a testes 
químicos específicos, como lixiviação, solubilização e combustão. 
Neste trabalho, se faz necessária uma abordagem mais específica de dois 
conceitos envolvidos na caracterização química dos resíduos sólidos: a composição 
elementar e o poder calorífico destes materiais. 
23 
 
3.1.3.1. Composição elementar 
A análise química elementar corresponde à porcentagem em massa dos principais 
componentes que constituem a biomassa e outros materiais contendo carbono. Os 
elementos considerados são: carbono (C), hidrogênio (H), enxofre (S), oxigênio (O), 
nitrogênio (N), cinzas (A) e umidade (W). 
A composição elementar é característica fundamental e de extrema importância do 
combustível e constitui a base para a análise de processos como a combustão e a 
gaseificação. A quantidade de ar necessária para alimentar o processo, o volume de gases 
de saída e sua composição e o poder calorífico são determinados e calculados a partir 
desse conceito. 
Nos cálculos de combustão ou gaseificação da biomassa, por exemplo, utiliza-se a 
composição em base úmida. Nos manuais e publicações especializados, os valores da 
composição elementar dos combustíveis são apresentados em base seca e em base 
combustível, o que os torna independentes de eventuais variações nos teores de umidade 
e cinzas. Cabe mencionar, porém, que em casos no quais o material já se encontre seco 
antes de alimentar tais processos de recuperação energética, deve-se considerar a base 
seca ou anular a umidade nos cálculos dos demais parâmetros. 
Na Tabela 3.1 é mostrada uma comparação da composição elementar de alguns 
materiais como madeira, plástico, papel e papelão. 
Combustível 
Elemento 
%C %H %O %N %S %Cinzas %W PCS(MJ/kg) 
Resto de Alimento 48 6,4 37,6 2,6 0,4 5 0 18,82 
Papel e papelão 44 6 44 0,3 0,2 6,8 0 16,33 
Têxteis 55 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5 0 22,07 
Madeira 49,5 6 42,7 0,2 0,1 1,5 0 18,32 
Plástico 60 7,2 22,8 0 0 10 0 25,28 
Tabela 3.1: Composição elementar e PCS de alguns combustíveis (SANNER et al., 1970). 
Observa-se que o plástico, embora contenha a maior porcentagem de carbono 
dentre os materiais apresentados, apresenta a mais alta porcentagem de cinzas. Por outro 
lado, o papel e o papelão, quando comparados ao plástico, por exemplo, chegam a 
apresentar o dobro de oxigênio, em porcentagem, em suas composições. 
24 
 
3.1.3.2. Poder calorífico 
O poder calorífico (PC) pode ser definido como a quantidade de energia liberada na 
forma de calor durante a combustão completa de um determinado combustível. O valor 
dessa propriedade pode variar muito de acordo com o teor de umidade do combustível. 
O Poder Calorífico Superior (PCS) considera que a água presente no combustível 
não evapora junto aos gases de combustão, enquanto o Poder Calorífico Inferior (PCI) 
considera que a água presente no combustível seja toda vaporizada junto a tais gases. É 
importante ressaltarque para vaporizar a água presente na biomassa necessita-se de 
energia, o que justifica o PCS ser maior que o PCI. 
O PC pode ser determinado através da combustão de uma amostra analisada em 
uma bomba calorimétrica. Entretanto, se estes valores não estão disponíveis, é possível 
determiná-los a partir de inúmeras relações matemáticas obtidas empiricamente, tendo 
como referência a composição elementar do resíduo em análise. O cientista russo Dimitri 
Mendeleiev descreveu a primeira fórmula para calcular o PCI de um combustível, como 
mostrado na Equação 3.1: 
 
        W%12,25S%O%85,108H%95,1029C%13,339PCI  (3.1) 
 
A Equação 3.2 representa, por sua vez, uma fórmula para a determinação do PCS 
de um combustível (YOUNG, 2010). 
 
         W11,2S51,10O34,10H83,111C91,34PCS  (3.2) 
 
Elucidativamente, na tabela 3.2 são relacionados, segundo Young (2010), os 
poderes caloríficos de alguns resíduos sólidos que compõem o RSU. Neste caso, suas 
respectivas umidades foram consideradas para efeito da obtenção daquela grandeza. 
Tipo de resíduo sólido Poder Calorífico (kJ/kg) Umidade (%) 
Resíduo de comida 4.600 70,0 
Papel 16.700 6,0 
Plástico 32.500 2,0 
Têxtil 17.500 10,0 
Borracha 23.300 2,0 
Madeira 18.600 60,0 
Tabela 3.2: Poder calorífico de alguns resíduos que compõe o RSU (YOUNG, 2010). 
25 
 
3.1.4. Classificação 
A classificação de resíduos sólidos envolve uma série de aspectos, tais como a 
identificação do processo ou atividade que lhes deu origem, suas características e seus 
constituintes. Estes últimos ainda são comparados com listagens de resíduos e 
substâncias cujo impacto à saúde e ao meio ambiente já é conhecido. A identificação dos 
constituintes a serem avaliados na caracterização do resíduo deve ser criteriosa e 
estabelecida de acordo com as matérias-primas, os insumos e o processo que lhe deu 
origem (ABNT, 2004). 
Ainda para efeitos da norma NBR 10004 (ABNT, 2004), os resíduos são 
classificados em: 
 Resíduos classe I - Perigosos: aqueles que apresentam periculosidade, 
conforme definido em 3.4.1 ou outra característica, como inflamabilidade, 
corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, dentre outros atributos 
também definidos pela norma; 
 Resíduos classe IIA – Não perigosos e não inertes: aqueles que não se 
enquadram nas classificações de resíduos classe I ou de resíduos classe II B. 
Os resíduos classificados na classe II A podem apresentar propriedades tais 
como biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água; 
 Resíduos classe II B – Resíduos não perigosos e inertes: são resíduos que, 
quando amostrados de uma forma representativa, segundo a ABNT NBR 10007, 
e submetidos a um contato dinâmico e estático com água destilada e deionizada, 
à temperatura ambiente, conforme a ABNT NBR 10006, não tiverem nenhum de 
seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de 
potabilidade da água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor. São 
as rochas, tijolos, vidros e certos plásticos e borrachas que não são 
decompostos facilmente. 
Por outro lado, a Lei n° 12.305, que constitui a PNRS, estabelece, em seu artigo 13, 
a classificação dos resíduos sólidos quanto à origem: 
a) Resíduos domiciliares: os originários de atividades domésticas em residências 
urbanas; 
b) Resíduos de limpeza urbana: os originários da varrição, limpeza de logradouros 
e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana; 
c) Resíduos sólidos urbanos: os englobados nas alíneas a e b; 
d) Resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços: os gerados 
nessas atividades, excetuados os referidos nas alíneas b, e, g, h e j; 
http://www.jusbrasil.com.br/topicos/26264776/art-13-inc-i-c-politica-nacional-de-residuos-solidos-lei-12305-10
26 
 
e) Resíduos dos serviços públicos de saneamento básico: os gerados nessas 
atividades, excetuados os referidos na alínea c; 
f) Resíduos industriais: os gerados nos processos produtivos e instalações 
industriais; 
g) Resíduos de serviços de saúde: os gerados nos serviços de saúde, conforme 
definido em regulamento ou em normas estabelecidas pelos órgãos do Sisnama 
e do SNVS; 
h) Resíduos da construção civil: os gerados nas construções, reformas, reparos e 
demolições de obras de construção civil, incluídos os resultantes da preparação 
e escavação de terrenos para obras civis; 
i) Resíduos agrossilvopastoris: os gerados nas atividades agropecuárias e 
silviculturais, incluídos os relacionados a insumos utilizados nessas atividades; 
j) Resíduos de serviços de transportes: os originários de portos, aeroportos, 
terminais alfandegários, rodoviários e ferroviários e passagens de fronteira; 
k) Resíduos de mineração: os gerados na atividade de pesquisa, extração ou 
beneficiamento de minérios. 
3.1.5. Acondicionamento e armazenamento 
A qualidade da operação de coleta e transporte dos RSU depende da forma 
adequada do seu acondicionamento e armazenamento, segundo os locais, dias e horários 
estabelecidos pelo órgão de limpeza urbana para a coleta. A população tem, portanto, 
participação decisiva nesta operação. 
Segundo Oliveira (1992), o acondicionamento correto dos resíduos sólidos é 
importante à medida que contribui para evitar a proliferação de vetores, além de minimizar 
problemas relacionados aos odores indesejáveis e à estética do ambiente, fatores estes 
decisivos para garantir o bem-estar dos cidadãos. 
Em resumo, a importância do acondicionamento e do armazenamento adequado 
está em: 
 Evitar acidentes; 
 Evitar a proliferação de vetores; 
 Minimizar o impacto visual e olfativo; 
 Reduzir a heterogeneidade dos resíduos, no caso de haver coleta seletiva; 
 Facilitar a realização da etapa da coleta. 
27 
 
Para isso, a forma de acondicionamento deve obedecer a normas específicas, as 
quais são estabelecidas de modo a facilitar as etapas subsequentes de coleta e de 
transporte dos RSU. Nos locais onde não é possível o acesso dos veículos de coleta, por 
exemplo, devem ser instaladas lixeiras coletivas em pontos estratégicos. Estes, por outro 
lado, devem ser acessíveis a aqueles veículos e objetivam essencialmente que a 
população concentre o despejo dos resíduos produzidos. 
Em alguns casos, ainda, é inevitável a necessidade de armazenar os resíduos 
durante um determinado período no local de geração, até que sejam coletados. Isso exige, 
contudo, instalações físicas prediais específicas para cada tipo de resíduo, em especial 
nas indústrias, no comércio de grande porte e nos estabelecimentos de serviços de saúde. 
3.1.6. Coleta e transporte 
A coleta consiste em uma etapa fundamental no gerenciamento dos resíduos 
sólidos, o qual será futuramente abordado. Trata-se do processo através do qual os 
resíduos são reconhecidos junto ao gerador e encaminhados para a destinação final. A 
coleta dos resíduos deve ser feita com frequência adequada, levando em conta que o 
acúmulo excessivo de resíduos pode aumentar os riscos para o meio ambiente e para a 
saúde pública, enquanto que a frequência excessiva eleva o custo operacional a níveis não 
viáveis (PHILLIPI JR., 2005). 
Segundo o Cempre (2000), a coleta dos RSU, feita pelo município ou empresa 
concessionária, recebe o nome de Coleta Regular, enquanto a coleta dos outros tipos de 
resíduos recebe o nome de Coleta Especial. A coleta regular normalmente é feita pelas 
ruas, porta a porta, por caminhões compactadores. Os RSU podem ser acondicionados em 
sacos plásticos, como ocorre no Brasil ou em contêineres, como acontece na Alemanha. 
A coleta especial, por sua vez, envolve procedimentos mais complexos, uma vez 
que há diversos resíduos que não podem ou não devem ser simplesmente misturados aos 
RSU, devendo ser coletados separadamente. É o caso dos RSS, dos resíduos da 
construção civil, entre outros assim definidos por lei. Há outros casosnos quais se aplica, 
ainda, o que se chama de logística reversa. 
Logística reversa é o nome que se dá ao processo de retornar um material do 
consumidor para o fabricante, o oposto da logística convencional, que se refere ao 
processo de levar um material do fabricante ao consumidor final. Formalmente, de acordo 
com a PNRS, a logística reserva é 
28 
 
“o conjunto de ações, procedimentos e meios destinados a 
viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor 
empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros 
ciclos produtivos, ou outra destinação final ambientalmente 
adequada”. 
Os materiais hoje sujeitos a logística reversa são os agrotóxicos, seus resíduos e 
embalagens, pilhas e baterias, pneus, óleos lubrificantes, diversos tipos de lâmpadas, 
produtos eletroeletrônicos e seus componentes e demais produtos cuja embalagem, após 
o uso, constitua resíduo perigoso (BRASIL, 2010). 
Os sistemas de logística reversa para esses produtos e suas embalagens devem 
ser estruturados e implementados pelos fabricantes, importadores, distribuidores e 
comerciantes, independentemente do serviço público de limpeza urbana e manejo de 
resíduos sólidos. Neste contexto, os consumidores, por sua vez, são responsáveis por 
devolver àqueles primeiros os produtos objeto desta ação. 
A PNRS prevê, ainda, que a logística reversa pode ser estendida para outros 
produtos, dependendo do grau e extensão do impacto de seus resíduos à saúde pública e 
ao meio ambiente, bem com da viabilidade técnica e econômica do processo. 
Quando existe, ainda, uma segregação prévia de acordo com a constituição ou 
composição dos resíduos, tem-se a Coleta Seletiva (BRASIL, 2010), a qual costuma ser 
associada a melhores desempenhos e resultados. Tanto o processo de triagem quanto o 
de separação realizada por catadores não apresentam, em contrapartida, uma eficiência 
muito alta. Segundo Schalch e Leite (2000), a triagem a posteriori não consegue recuperar 
mais de 50% dos materiais recicláveis. Ademais, os catadores não conseguem separar 
fragmentos de resíduos do restante da massa de lixo. 
A segregação na fonte permite, portanto, otimizar os sistemas de tratamento e 
disposição final, uma vez que aumenta a qualidade e a quantidade de matéria-prima 
disponível. Porém, quando se permite que um resíduo perigoso seja misturado a outros 
não perigosos, o resultado é que a massa total destes materiais acaba sendo classificada 
como perigosa e deve ser tratada e disposta como tal. Sendo assim, deve se evitar ao 
máximo essa mistura de resíduos. 
De maneira geral, os resíduos, uma vez coletados, devem ser transportados até os 
pontos de destinação final, sejam eles as indústrias de reciclagem, as centrais de 
tratamento ou os aterros. Quando as distâncias e os volumes são pequenos, o transporte 
dos resíduos pode ser feito pelos próprios veículos de coleta. De maneira geral, estes 
veículos devem ser escolhidos de acordo com a quantidade de resíduos, do tipo de 
resíduo transportado, das características topográficas e da malha viária da região a ser 
atendida. Horários e itinerários devem ser selecionados de modo a minimizar o incômodo à 
29 
 
população pelo ruído, além dos riscos decorrentes do excesso de tráfego em certas vias e 
dos riscos de acidentes, principalmente no transporte de produtos perigosos. 
Entretanto, em cidades grandes ou quando os aterros estão muito distantes, é 
preciso lançar mão de estações de transbordo. Estas consistem em instalações nas quais 
se faz o translado dos resíduos de um veículo coletor a outro veículo com capacidade de 
carga maior. Este segundo veículo é o que transporta os resíduos até o seu destino final. 
Estas instalações podem resumir-se a uma simples plataforma elevada, dotada de uma 
rampa de acesso, ou a um edifício sofisticado e de grandes dimensões (SOUTO e 
POVINELLI, 2012). 
Phillipi Jr. (2005) destaca algumas das vantagens do emprego de estações de 
transbordo: 
 Redução do tempo ocioso do serviço de coleta, uma vez que o veículo coletor e 
a mão-de-obra são utilizados exclusivamente na coleta; 
 Possibilidade de redução do tempo necessário ao procedimento de coleta, de 
maneira que o lixo permaneça tempo mais curto na via pública; 
 Maior flexibilidade na programação de coleta; 
 Menor quantidade de veículos circulando, o que diminui o custo do transporte, 
composto pelo combustível, manutenção dos veículos e salários, além de 
minimizarem os impactos ao meio ambiente e reduzirem o trânsito. 
3.1.7. Tratamento e destinação final 
Como os RSU são gerados em grande quantidade, torna-se imprescindível adotar 
técnicas que minimizam o volume a ser disposto. O tratamento de resíduos sólidos 
compreende a utilização dessas técnicas que visam pelo menos à estabilização do volume 
destes materiais para aumentar a vida útil dos aterros sanitários e evitar uma série de 
outros eventuais problemas. 
Segundo Souto e Povinelli (2012), a escolha da alternativa de tratamento a ser 
adotada deve enfocar, basicamente, os seguintes aspectos: 
 Custos de implantação e operação; 
 Disponibilidade financeira dos agentes envolvidos; 
 Capacidade de atender às exigências legais; 
 Quantidade e capacitação técnica dos recursos humanos. 
Ainda de acordo com estes autores, o fato de uma alternativa apresentar um alto 
custo em termos absolutos, como um incinerador, não é razão suficiente para que seja 
30 
 
descartada, pois talvez seja a mais barata e eficaz para tratar um determinado resíduo 
industrial ou de serviços da saúde quando comparada a outras. 
A operação que precede qualquer processo específico de tratamento é a triagem, 
enquanto a reciclagem, por sua vez, representa o reprocessamento de materiais, 
permitindo novamente sua utilização (CALDERONI, 1997). A menos destes dois 
processos, as demais tecnologias com foco na estabilização dos resíduos podem ser 
divididas em processos biológicos e físico-químicos. Entre os primeiros estão a 
compostagem, a vermicompostagem e a digestão anaeróbia. Entre os últimos, a 
incineração, a pirólise, a gaseificação, a hidrólise térmica, entre outros processos. 
Nos subitens seguintes, será abordada grande parte destas tecnologias no que diz 
respeito às características, ao funcionamento, à viabilidade entre outros aspectos 
importantes na eventual consideração de aderir a um determinado tratamento de resíduos. 
Particularmente, os processos de gaseificação e pirólise ganham um destaque especial, 
sendo abordados mais a diante, quando se define – de forma mais abrangente e não 
apenas para os RSU – o conceito de aproveitamento energético. Esse tratamento especial 
se deve ao fato da gaseificação integrar a proposta baseada no estudo de caso deste 
trabalho e a pirólise constituir etapa fundamental do processo de gaseificação. 
3.1.7.1. Triagem 
O objetivo deste processo é separar os materiais que se deseja recuperar, ou 
aqueles prejudiciais à qualidade do processamento ou à durabilidade dos equipamentos. 
Pode ser executada manualmente em pátios, mesas ou esteiras rolantes. Métodos 
mecânicos e automatizados, como equipamentos magnéticos, peneiras, separadores 
balísticos entre outros também servem ao processo (PHILLIPI JR., 2005). 
A operação de triagem pode ser realizada em usinas, nos aterros, nos lixões ou em 
outros locais apropriados. Quando realizada nos sacos à espera de coleta, pelos 
catadores, tem o inconveniente de causar sujidade local e outros problemas já 
mencionados anteriormente. 
Nos processos manuais, quanto maior o grau de separação desejado e menor a 
quantidade de impurezas permitidas, maior será a mão de obra envolvida. No caso da 
separação de materiais a recuperar, o grau de pureza e a limpeza do produto final 
influenciam sobremaneira o valor de mercado. Após a triagem, os materiais podem ser 
prensados a fim de baratear o transporte até os locais onde serão industrializados. Por fim,31 
 
a eficiência da mão de obra de triagem pode ser avaliada pela quantidade de resíduos 
triados por pessoa, por hora (PHILLIPI JR., 2005). 
No Brasil, tem havido importantes investimentos nesse setor, dada a elevada 
importância do processo de triagem. O Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e 
Social (BNDES) informou, em junho deste ano, que vai destinar R$ 21,3 milhões para a 
instalação de 12 centrais de triagem e a capacitação de 2.160 catadores do Distrito 
Federal. 
De acordo com o BNDES, 98% das 2,4 mil toneladas coletadas diariamente no 
Distrito Federal são aterrados em lixões e os 2% restantes são encaminhados para a 
reciclagem pelos catadores. No entanto, a maioria das 33 cooperativas desta região não 
tem estrutura física para realizar a triagem dos resíduos coletados. 
Além das 12 centrais de triagem que serão instaladas, cada uma receberá um 
caminhão de seis toneladas para dar suporte logístico à operação. Os catadores serão 
capacitados para realizar triagem, classificação, prensagem, comercialização e gestão de 
empreendimentos coletivos. 
O projeto prevê, ainda, a formação de um corpo técnico para apoiar as cooperativas 
na gestão e desenvolver um programa de limpeza, manutenção de galpões de triagem, 
construção e equipagem de uma central de comercialização, estruturação de uma escola 
de formação para os catadores, bem como o fortalecimento das cooperativas que não 
foram selecionadas para as centrais de triagem, de modo a inseri-las no modelo. 
Os recursos são do Fundo Social do BNDES e correspondem a 50% do valor total a 
ser investido. É a quarta operação do tipo aprovada pelo banco, que já contratou 
operações semelhantes com os municípios do Rio de Janeiro, Curitiba e Porto Alegre. 
3.1.7.2. Reciclagem 
A reciclagem é um processo que permite a reinserção de materiais descartados em 
um ciclo produtivo, por meio de sua transformação. Em outras palavras, este processo 
possibilita que materiais considerados resíduos para o gerador passem a configurar 
matérias-primas secundárias para outro indivíduo e para a sociedade como um todo. A 
reciclagem difere da reutilização ao passo que exige um maior grau de processamento, 
excedendo a simples triagem e limpeza do material. 
As técnicas para o processamento de resíduos com vista à reciclagem são 
normalmente específicas para cada material. Costumam envolver algum grau de 
http://g1.globo.com/topico/distrito-federal.html
http://g1.globo.com/topico/distrito-federal.html
32 
 
fragmentação de resíduo, trituração ou moagem, para facilitar o seu transporte, 
armazenamento e processamento. 
Segundo Phillipi Jr. (2005), as entidades empresariais promovem os chamados 
bancos ou bolsas de resíduos. Neste sentido, as empresas apresentam os resíduos que 
geram, com detalhes de quantidade e qualidade. Outras empresas, por sua vez, que 
utilizam tais resíduos como matéria-prima em seus processos produtivos, podem se 
informar sobre como obtê-los diretamente com o gerador. 
É importante que se tenha em mente que a reciclagem só faz sentido do ponto de 
vista econômico se o custo do produto reciclado for inferior ao custo do produto 
confeccionado a partir de materiais virgens, ou se o custo da reciclagem for menor que o 
custo de outras formas de tratamento e disposição final (ANDRADE, 2002). Caso nenhuma 
dessas condições seja satisfeita, a reciclagem somente vai acontecer se for obrigatória por 
lei. 
A reciclagem de materiais pela indústria, por exemplo, depende muito desta 
viabilidade econômica. Sobre esse processo pesa também a dificuldade de 
desenvolvimento de mercado para os produtos reciclados, que muitas vezes são vistos 
como produtos de qualidade inferior. Diversos fabricantes de produtos confeccionados a 
partir de materiais reciclados ainda não se utilizam de argumentos adequados à otimização 
desta informação, no intuito de motivar a aquisição destes produtos por parte dos 
consumidores. Economia de energia, preservação de matérias-primas e recursos naturais 
e redução da quantidade dos RSU que são destinados aos aterros sanitários, são alguns 
dos argumentos positivos da prática da reciclagem. 
No Brasil, nos últimos anos, foram desenvolvidas diversas iniciativas para colaborar 
com a eficiência dos processos de triagem e coleta seletiva e, consequentemente, da 
reciclagem. Exemplo disto são as auto declarações ambientais, que consistem em textos, 
na simbologia e em gráficos presentes em produtos industrializados em geral, 
consolidando-se como excelente interface com o consumidor. Os símbolos mais comuns 
são apresentados na figura 3.1. 
 
Figura 3.1: Principais símbolos das auto declarações ambientais (ABIQUIM, 2009). 
33 
 
A norma NBR 13230 da ABNT padroniza os símbolos que identificam os diversos 
tipos de resinas plásticas utilizadas. O principal objetivo é facilitar a etapa de triagem dos 
diversos resíduos plásticos que serão encaminhados à reciclagem. Na tabela 3.3 são 
relacionados os símbolos existentes aos seus respectivos termoplásticos e às suas 
principais características, bem como a algumas das aplicações após a reciclagem de cada 
material. 
Termoplástico Simbologia Características Uso após reciclagem 
Polietileno 
Tereftalato (PET) 
 
Transparente e 
extremamente leve. 
Tecido para bolsas, 
lonas e velas náuticas, 
cordas e fios. 
Polietileno de Alta 
Densidade (PEAD) 
 
Leve, rígido e com boa 
resistência química. 
Sacaria industrial, 
garrafas de detergente, 
tubos. 
Policloreto de Vinila 
(PVC) 
 
Transparente, leve e 
resistente. 
Tubos e acessórios para 
jardim, cercas. 
Polietileno de Baixa 
Densidade (PEBD) 
 
Flexível, leve, 
transparente e 
impermeável. 
Reservatórios industriais 
e de resíduos, tubos, 
filmes para uso agrícola. 
Polipropileno (PP) 
Rígido, brilhante e 
resistente a variações 
térmicas. 
Caixas e recipientes 
para transporte, artigos 
de decoração. 
Poliestireno (PS) 
 Impermeável, leve, 
transparente, rígido e 
brilhante. 
Lixeiras, material para 
isolamento térmico, 
acessórios em geral. 
Outros (ABS, EVA, 
PA, etc.) 
 - - 
Tabela 3.3: Símbolos padronizados e principais atributos dos termoplásticos (ABIQUIM, 2009). 
3.1.7.3. Compostagem 
A compostagem, um processo biológico de decomposição controlada de matéria 
orgânica contida em restos de origem animal ou vegetal, produz um composto, útil para 
melhorar as propriedades físicas do solo, além de ter propriedades fertilizantes (NAUMOFF 
e PERES, 2000). 
34 
 
De acordo com Bidone e Povinelli (2010), este composto é estabilizado e também 
chamado de húmus. Essa técnica pode ser utilizada para tratar a fração orgânica dos RSU. 
Para Phillipi Jr. (2005), o processo promove a inativação da maioria dos agentes 
patogênicos normalmente presentes nos resíduos sólidos, já que são expostos a 
temperaturas da ordem de 65 a 70°C. 
Há inúmeras alternativas de processos tecnológicos de compostagem, desde os 
mais simples, como a compostagem em montes periodicamente revirados, até instalações 
de grande porte com tambores rotativos. A compostagem pode ser realizada por meio de 
processos aeróbios, anaeróbios ou mistos, mas é um processo lento que, dependendo da 
tecnologia empregada, pode levar de 45 a 180 dias (PHILLIPI JR., 2005). 
A vermicompostagem, por sua vez, é um processo complementar à compostagem 
que visa a melhorar as características do composto, aumentando a disponibilização de 
macro e micronutrientes, produzindo um material mais estável (BIDONI e POVINELLI, 
2010). 
Segundo estes autores, os agentes deste processo são as minhocas, as quais 
dependem de algumas condições para sua sobrevivência. O composto não pode estar 
encharcado, pois isso levaria à morte daqueles animais por afogamento. Por outro lado, 
também não pode estar ressecado, uma vez que a umidade é essencial à realização do 
processo. 
3.1.7.4. Digestão anaeróbia 
Esse método de tratamento baseia-se no rendimento da atividade