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IPEN desenvolve tecnologia 'limpa' para tratamento de resíduos orgânicos perigosos

Denominada "Tratamento de Resíduos Orgânicos Perigosos em Sais Fundidos”, consiste na decomposição térmica de resíduos por meio de oxidação submersa em um banho de sais em fusão. O método não produz fumaça tóxica.

Alguns resíduos orgânicos perigosos decorrentes de processos químicos e industriais, como pesticidas, herbicidas e rejeitos hospitalares e radioativos, por exemplo, devem receber um tratamento adequado ao serem descartados, em função dos riscos que oferecem, principalmente na contaminação do ambiente. Para eliminar esse risco, o IPEN desenvolveu uma tecnologia que também usa calor para decompor essas substâncias, mas de forma mais segura.

A tecnologia, denominada "Tratamento de Resíduos Orgânicos Perigosos em Sais Fundidos”, consiste na decomposição térmica de resíduos por meio de oxidação submersa em um banho de sais em fusão. Apesar de ser um processo de decomposição térmica, a oxidação em sais fundidos não é considerada um processo de incineração.

Isso porque, diferentemente da incineração, não há formação de chama para iniciar ou continuar a reação, mas também se trata de um processo de decomposição térmica, uma vez que o sal é fundido por um aquecimento externo (por exemplo, com aquecimento resistivo, ou seja, resistências elétricas fornecem o calor necessário para a fusão inicial do sal). O processamento não ocorre em temperatura ambiente.

Por esse método, o resíduo e o oxidante (normalmentear) são continuamente introduzidos simultaneamente em uma mistura de sais que já se encontra no estado líquido (fundidos). A fusão dos sais é iniciada pelo aquecimento externo, por meio de resistências elétricas, e, a partir de certo ponto, as reações de oxidação fornecem calor para manter o sal no estado de fusão.

A temperatura em que ocorre o processo depende da composição do sal. Carbonato de sódio puro, por exemplo, funde a cerca de 850°C. A decomposição do resíduo é obtida pela injeção do material a ser oxidado e ar em excesso (em relação à quantidade estequiometricamente necessária) abaixo da superfície de um banho fundido de um sal ou mistura salina como, por exemplo, carbonato de sódio e sulfato de sódio, mantido em temperaturas da ordem de 900 a 1.000°C.

"Iniciamos nossos estudos com estes sais. Depois, desenvolvemos misturas salinas constituídas de carbonato de sódio, carbonato de potássio e carbonato de lítio que fundem a cerca de 450—500°C”, afirmou o engenheiro de Metalurgia Paulo Ernesto de Oliveira Lainetti, pesquisador do Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA).

Segundo ele, as condições da oxidação em sais fundidos proporcionam temperaturas de processo mais baixas que as da incineração convencional, que, associadas à fase líquida em que ocorrem as reações, permitem uma redução significativa na produção de óxidos de nitrogênio, além da retenção de componentes inorgânicos, inclusive materiais radioativos, no banho salino.

"Portanto, as reações de oxidação que, em última análise, são os agentes promotores da transformação do resíduo perigoso em produtos totalmente inócuos, como água e dióxido de carbono, ocorrem em meio líquido, ou seja, um leito turbulento de sais em fusão”, explicou Lainetti.

Com isso – continua – a transferência de calor é muito mais eficiente e o sal reage com componentes do resíduo, contribuindo para a formação de compostos inócuos que ficam retidos no banho, dispensando o uso de equipamentos caros de controle das emissões atmosféricas.

"As reações de oxidação também fornecem calor para manter o sal no estado de fusão”, acrescentou.

Riscos - Lainetti aponta para o fato de que a disposição final adequada de alguns resíduos orgânicos perigosos constitui um grave problema ambiental. Como exemplo, cita um problema ambiental sério que ocorre mundialmente: a decomposição de resíduos orgânicos que contêm cloro.

"Rejeitos como PCBs (bifenilas policloradas), pesticidas, herbicidas, resíduos hospitalares, propelentes, explosivos, resíduos orgânicos radioativos deverão ser "destruídos”, isto é, deve ocorrer a sua decomposição completa em algum ponto do seu ciclo de uso, em razão do risco que representam para o ser humano, animais e plantas”, salienta o pesquisador, doutor em Tecnologia Nuclear pelo IPEN/USP.

A decomposição térmica tem sido comercialmente empregada na disposição de resíduos, principalmente a incineração, que apresenta algumas restrições, uma vez que incineradores podem liberar substâncias extremamente tóxicas, tais como: metais pesados, produtos da combustão incompleta (PCIs) ou cloreto de polivinila (PVC), além de dioxinas e furanos (que são compostos extremamente tóxicos, mesmo em concentrações de partes por bilhão). Lainetti ressalta que, na oxidação em sais fundidos, os hidrocarbonetos são imediatamente oxidados a dióxido de carbono – CO2 – e vapor d'água.

Na incineração – explica o pesquisador – o cloro se recombina durante o resfriamento dos gases para formar as dioxinas e furanos. Já na oxidação em sais fundidos, pelas suas características químicas e de projeto, o cloro reage com o sódio presente no sal (carbonato de sódio) e forma o cloreto de sódio (o sal de cozinha – composto totalmente inócuo), que fica retido no banho salino. 

"Dessa maneira, a formação de dioxinas e furanos pode ser negligenciada. Ou seja, a oxidação em sais fundidos proporciona uma queima muito mais eficiente de compostos considerados nocivos que a incineração convencional, constituindo uma alternativa intrinsecamente segura e mais avançada na disposição de resíduos orgânicos perigosos, principalmente os organoclorados”.

A construção de um equipamento com capacidade de tratamento de resíduos de cerca de 100 kg/hora teria um custo estimado de R$ 500.000,00, inclusive com as utilidades necessárias (ar comprimido, linhas de gases, sistemas de exaustão, etc.). Instalações prediais não estão computadas nesta estimativa.

Os gastos até o momento, segundo Lainetti, podem ser estimados em cerca de R$ 250 mil, recursos obtidos junto às agências de fomento FAPESP e CNPq.

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Ana Paula Freire, jornalista MTb 172-AM
Assessoria de Comunicação Institucional