Trabalho apresentado pelos alunos Gleisne Josemar e Priscilla Lage

O crescimento das grandes cidades, da industrialização e do consumo, tem orçado a civilização a conviver com um processo mais intenso de degradação do meio ambiente, ameaçando os recursos naturais e energéticos, além da maior produção de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Isto tem trazido preocupação com relação à sustentabilidade do processo de crescimento das economias mundiais e ao futuro dos recursos esgotáveis. Desta forma, torna-se essencial a utilização de combustíveis obtidos a partir de fontes renováveis ou dos resíduos gerados pela atividade industrial e pelas cidades. Alguns dos resíduos mais representativos do processo de crescimento dos centros urbanos são os pneus automotivos que descartados sem quaisquer cuidados trazem sérias consequências ao meio ambiente e às populações.

O descarte inadequado de pneus pode causar os seguintes problemas:
• Ocupação de grandes espaços em terrenos,
• Assoreamento de rios e lagos;
• O acúmulo de água no interior das carcaças propicia a proliferação de mosquitos transmissores de dengue, febre amarela e encefalite;
• Riscos de incêndios;

Os pneus usados podem ser reutilizados após sua recauchutagem. Esta consiste na remoção por raspagem da banda de rodagem desgastada da carcaça e na colocação de uma nova banda. Após a vulcanização, o pneu "recauchutado" deverá ter a mesma durabilidade que o novo. A economia do processo favorece os pneus mais caros, como os de transporte (caminhão, ônibus, avião), pois neste segmentos os custos são melhor monitorados.
Há limites no número de recauchutagem que um pneu suporta sem afetar seu desempenho. Assim sendo, mais cedo ou mais tarde, os pneus são considerados inservíveis e descartados.

Vulcanização: Tratamento de borracha natural com átomos de enxofre, o que a torna mais elástica, resistente e insolúvel.

Os pneus descartados podem ser reciclados ou reutilizados para diversos fins:
• Regeneração da borracha;
• Engenharia Civil (barreiras em acostamentos de estradas, elemento de construção em parques e playground, quebra-mar, etc);
• Geração de energia (fornos de cimento);
Asfalto modificado com borracha (incorporação da borracha em pedaços ou pó. Com isso pode-se dobrar a vida útil da estrada. Também reduz o ruído causado pelo contato dos veículos na estrada).

Regeneração da Borracha:

O processo de regeneração de borracha envolve a separação da borracha vulcanizada dos demais componentes e sua digestão com vapor e produtos químicos, tais como, álcalis, mercaptanas e óleos minerais. O produto desta digestão é refinado em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme, ou extrudado para obtenção de material granulado.A moagem do pneu em partículas finas permite o uso direto do resíduo de borracha em aplicações similares às da borracha regenerada.

Engenharia Civil:

O uso de carcaças de pneus na engenharia civil envolve diversas soluções criativas, em aplicações bastante diversificadas, tais como, barreira em acostamentos de estradas, elemento de construção em parques e playground, quebra-mar, obstáculos para trânsito e, até mesmo, recifes artificiais para criação de peixes.

Geração de Energia

O poder calorífico de raspas de pneu equivale ao do óleo combustível, ficando em torno de 40 Mj/kg. O poder calorífico da madeira é por volta de 14 Mj/kg.Os pneus podem ser queimados em fornos já projetados para otimizar a queima. Em fábricas de cimento, sua queima já é uma realidade em outros países. A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) informa que cerca de 100 milhões de carcaças de pneus são queimadas anualmente nos Estados Unidos com esta finalidade, e que o Brasil já está experimentando a mesma solução.

Asfalto Modificado com Borracha

O processo envolve a incorporação da borracha em pedaços ou em pó. Apesar do maior custo, a adição de pneus no pavimento pode até dobrar a vida útil da estrada, porque a borracha confere ao pavimento maiores propriedades de elasticidade sem maiores mudanças de temperatura. O uso da borracha também reduz o ruído causado pelo contato dos veículos com a estrada. Por causa destes benefícios, e também para reduzir o armazenamento de pneus velhos, o governo americano requer que 5% do material usado para pavimentar estradas federais sejam de borracha moída.

Os componentes presentes em maior quantidade na borracha dos pneus são a borracha estireno-butadieno (SBR), a borracha natural (NR) e a borracha polibutadieno (BR). Também aparecem: o negro de fumo, os óleos, o enxofre, o acelerador, o ácido esteárico e o óxido de zinco. O negro de fumo é usado para conferir à borracha resistência aos esforços e à abrasão, e os óleos são misturas de hidrocarbonetos aromáticos que servem para conferir maciez à borracha e aumentar sua trabalha_bilidade durante a confecção dos pneus. O enxofre é usado para ligar as cadeias de polímeros dentro da borracha e também para endurecer e prevenir deformação excessiva pelas elevadas temperaturas. O acelerador é tipicamente um composto como um catalisador para o processo de vulcanização. O óxido de zinco e o ácido esteárico também agem para controlar a vulcanização e realçar as propriedades físicas da borracha.

A técnica de leito fluidizado proporciona grande movimentação interna na região de fluidização, o que acaba por homogeneizar a temperatura em seu interior e permitir o surgimento de pirólise, combustão e redução simultaneamente em vários pontos do leito o que melhora sensivelmente a qualidade dos produtos obtidos. O aparato empregado apresenta a configuração mostrada na figura a seguir. Foram executados 7 pré-ensaios objetivando o ajuste de todos os parâmetros operacionais do equipamento, entre os quais pode-se citar a fluidização a frio, a estabilização do queimador, a fluidização a quente, o ajuste da relação ar combustível de operação do pré-aquecedor, a alimentação de borracha a quente e, finalmente, a gaseificação dos fragmentos de pneus. Após os ajustes dos referidos parâmetros, foram efetuados 3 ensaios variando-se o fator de ar.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO APARATO A SER EMPREGADO

O experimento realizado alimentou fragmentos de pneus a uma taxa média entre 7 e 8 kg/h, com fatores de ar variando entre 0,40 e 0,45. O ensaio 01 (j=0,40) teve seus resultados prejudicados pela perda de uma parte do óleo formado o que prejudicou o balanço de energia do processo, já o ensaio 02, que repetiu o fator de ar 0,40, e o ensaio 03 que teve fator de ar de 0,45, tiveram seus resultados válidos para efeito dos balanços de massa e energia.

A Figura a seguir, compara o Poder Calorífico Inferior de diversos combustíveis, comparativamente ao do óleo derivado dos pneus e comprova os dados de literatura. Como se observa na figura, o poder calorífico deste óleo é comparável ao de outros combustíveis comercialmente disponíveis.

A conversão de pneus em seus sub-produtos durante o ensaio 2 realizado é apresentada na Figura a seguir. A interpretação deste gráfico é que, para cada 100 g de fragmentos de pneus processados, obtém-se 20 g de cinzas e 7 g de óleo. O resultado do ensaio 03 foi inferior ao do ensaio anterior no tocante à produção de óleo (cerca de 5% em massa de fragmentos de pneus, contra 7% do ensaio 02) e também de cinzas (cerca de 17% em massa de fragmentos de pneus. Na fase líquida o óleo formado possui vários hidrocarbonetos como benzeno, dipenteno, estireno, indano, indeno, isopreno, octeno, tolueno e xileno. Ocorreu a formação de um óleo concentrado na região do sistema alimentador e, no sistema de coleta, o óleo formado se apresentou bastante diluído em água.contra 20% do ensaio 2).

Apesar de o grau de diluição deste condensado em água ter sido de cerca de 97% (Figura 7), constatou-se grande similaridade na composição das frações de óleo produzidas nos dois pontos (Figura 8) após a extração da água da fração diluída.

Assim, os resultados obtidos pelo processo com o fator de ar (j) 0,40 foram superiores aos obtidos com j=0,45, acarretando sub-produtos com melhores propriedades e em quantidades mais significativas. Constatou-se também que, a eficiência do processo ainda pode ser melhorada através da investigação de outros fatores de ar, possivelmente inferiores aqueles empregados.

Processo mais barato e simples, a disposição em aterros não se apresenta como a solução definitiva uma vez que apenas armazena o resíduo por dezenas ou centenas de anos, e seu custo tem aumentado com a falta de áreas disponíveis e com a preocupação com a questão da saúde pública (proliferação de mosquitos transmissores de doenças). Seu investimento inicial é baixo, mas proporciona um custo indireto cada vez maior, representado pelo custo da terra, o investimento com a saúde pública e com a prevenção de incêndios. Enquanto que no caso do processamento térmico o investimento inicial é muito maior, mas os custos indiretos são minimizados, isso sem contar a possibilidade de reaproveitamento de recursos através da re-inserção dos resíduos no processo de fabricação de pneus e de outros bens manufaturados.