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______________________________ *Artigo apresentado para a conclusão do curso de graduação em Engenharia de Produção da Faculdade FAAG – Faculdade de Agudos ** Graduado no curso Tecnologia em Eletrônica – Modalidade Automação Industrial, pela FATEC – Faculdade de Tecnologia de Tatuí. Atua como Técnico Projetista. Endereço Eletrônico: rodolfoconeglian@gmail.com ***Professor da Faculdade FAAG – Faculdade de Agudos, Graduado em Matemática pela UNESP – Bauru. ESTUDO DA POSSIBILIDADE DE UTILIZAR UM PICADOR DE GARRAFAS PET PARA PICAR PNEUS USADOS INSERVÍVEIS: (*) RODOLFO AUGUSTO CONEGLIAN DOS SANTOS (*) Prof. WELINGTON LUÍS DE CAMPOS (Orientador) (***) RESUMO O desenvolvimento tecnológico dos meios de locomoção motorizados sobre rodas, aumento da demanda e o crescimento populacional, contribui para o aumento no consumo de pneus novos, conseqüentemente o aumento do descarte de pneus usados e inservíveis. A produção mundial de pneus novos em 2013 foi de 3.3 bilhões de unidades, sendo no Brasil produzido 68.8 milhões de unidades. O descarte e a reciclagem inadequada dos pneus tornaram-se um problema mundial. No Brasil em 1999, foi aprovada a resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que a partir de 2002, institui a responsabilidade legal, a coleta e destinação desse material usado e inservível para os fabricantes, importadores, revendedores, distribuidores, reformadores e consumidores finais. Durante esse período houve grande desenvolvimento de tecnologias e equipamentos aplicados no processo de reciclagem dos pneus. Um desses processos é a reciclagem mecânica. Neste processo, utiliza-se um equipamento denominado Picador, que reduz o pneu em tamanho menor, porém esse equipamento apresenta um elevado investimento financeiro. Outro segmento de reciclagem que utiliza a reciclagem mecânica são as garrafas de Polietileno Tereftalato (PET), que utiliza neste processo, um picador que apresenta um investimento financeiro menor. Este trabalho tem como objetivo apresentar um estudo da possibilidade de se utilizar um picador de garrafas PET para picar pneus inservíveis, tal estudo visa substituir o picador de pneus pelo picador de garrafas PET, como solução para o problema do elevado investimento financeiro do picador de pneus usados inservíveis. Palavras Chave: Reciclagem de Pneus, Tecnologias de Reciclagem, Picador. 1 INTRODUÇÃO O processo de reciclagem de pneus usados inservíveis iniciou devido ao seu alto potencial contaminante ao meio ambiente, quando descartado inadequadamente. O que torna o pneu tão contaminante são os subprodutos de sua composição, contaminando tanto pela decomposição orgânica ou pela queima. Na composição do pneu, os subprodutos de maior risco de contaminação é o óleo pirolítico e as cinzas. Durante a queima do pneu ocorre uma reação pirólise, onde são quebradas as cadeias das moléculas pela ação do calor. Esse óleo consiste em uma mistura de nafta, benzeno, tiazóis, aminas, etibenzeno, tolueno e outros hidrocarbonetos, também constituído de metais como o cádmio o cromo, níquel e zinco (LAGARINHOS; TENÓRIO, 2008, p.108). No Brasil em 1999, foi aprovada a resolução nº 258/99 do CONAMA, que a partir de 2002 institui a responsabilidade legal a coleta e destinação para reciclagem, os fabricantes, importadores, revendedores, distribuidores, reformadores e consumidores finais (CONAMA, 1999, p.1). O processo de reciclagem de garrafas PET, ao contrário dos pneus, iniciou-se mais por fatores econômicos e sociais do que pela obrigação legal e ambiental, mesmo sendo um produto contaminante. Esse fato ocorreu pelo conjunto de falhas legais e impedimentos de órgãos públicos em se utilizar garrafas PET pós consumo na fabricação direta de garrafas PET nova, devido ao seu alto risco de contaminação. A contaminação química das garrafas PET é dividias em contaminação dos materiais e contaminação por migração. A contaminação dos materiais ocorre pela decomposição natural do PET pelo o seu tempo e uso. A contaminação por migração acontece na misturas de PET reciclado proveniente de produtos contaminantes, como solventes e produtos químicos. Apesar disso, fatores econômicos e sociais impulsionam o uso desse material reciclado. O fator econômico é devido 1 a redução do custo da reciclagem comparado como custo para fabricação de garrafas novas. O fator social se relaciona às sessões por parte de multinacionais com interesse no Mercado brasileiro, o interesse comum do Mercado Comum do Sul (MERCOSUL), e a necessidade de colaborar para a ampliação dos índices de reciclagem (FORMOGINI; ARRUDA, 2005, p.3). Em ambos os produtos, é utilizado o processo de reciclagem mecânica. Neste processo é utilizado um equipamento denominado picador, que reduz ambos os produtos em pedaços menores. Através de um estudo de caso realizado na empresa X, este trabalho verificou a possibilidade e a se utilizar o picador de garrafas PET para picar pneus inservíveis. Tal análise visa verificar a possibilidade de substituir o picador de pneus pelo picador de garrafas PET, como solução para o problema do elevado investimento elevado financeiro do picador de pneus usados inservíveis. O picador de garrafas PET custa em média R$ 30 mil reais, enquanto o picador de pneus inservíveis custa R$ 1 milhão de reais. 1.1 METODOLOGIA Este trabalho foi desenvolvido em três etapas, na primeira etapa foi realizada uma revisão bibliográfica sobre reciclagem pneus usados. Na segunda etapa foi realizado uma revisão bibliográfica sobre reciclagem de garrafas PET. Na terceira etapa foi realizado um estudo de caso na empresa X, que teve como objetivo verificar possibilidade de se utilizar um picador de garrafas PET para picar Pneus usados inservíveis. Este estudo tem como objetivo verificar se é possível substituir o picador de pneus pelo picador de garrafas PET, como solução para o problema do elevado investimento do picador de pneus. Não foi encontrado nenhuma norma técnica nacional ou internacional que estabeleça métodos e ensaios para picadores, então foi estabelecido como método somente analisar se é possível ou se não é possível picotar pneus. Para realização do estudo, foram coletados dados técnicos do picador de garrafas PET e do processo de reciclagem da empresa X. Foram realizados 4 testes, 2 testes com pneus radiais livres de aço e 2 testes com pneus diagonais, com diferentes padrões de tamanho de amostras. Foram separados 20 quilos de pneu usado inservível, sendo 10 quilos de pneu radial, padrão Aro 13 polegadas, com Ø330 x 175 mm de largura e 10 quilos de pneu diagonal, padrão Aro 50, com Ø 1270 x 175 mm. Todas as amostras foram processadas no picador de garrafas PET e coletado dados que serão apresentados neste trabalho. 2 DESENVOLVIMENTO DO PNEU O Pneu é um artefato circular feito de borracha, para uso em automóveis, caminhões, aviões, motos, bicicletas, na maioria das aplicações, é inflado com gases (PECORATI, 2007, p.25). O primeiro modelo de pneu foi desenvolvido pelo engenheiro Civil escocês Robert W. Thompson, seu projeto era uma a roda revestida de borracha inflada, reduzia as derrapagens e o ruído de carruagens. Em 1856, a Boston Bel Ting Company foi a primeira empresa americana a produzir os pneus totalmente sólidos. Em 1870, a Empresa Goodrich, Tew & Co foi pioneira na utilização do pneu em bicicletas no mercado britânico. Em1890, o cirurgião-veterinário irlandês, John Boyd Dulonp, desenvolveu um pneu para a bicicleta de seu filho, tratava-se de tubos de borracha envolvidos com uma lona. Em 1895, Edward Michelin fez a primeira aplicação do pneu em um veículo a motor, ocorrido durante a corrida de Parixa Bredeaux na França. Em 1898, Frank Seiberling funda nos Estados Unidos a The GOODYEAR Tire & Rubber Company. A Goodyear produziu o seu primeiro pneu automobilístico em 1899 (LAGARINHOS, 2011, p.35). O pneu é constituído de uma mistura de borracha natural e elastômeros, que são polímeros com propriedades semelhantes à borracha natural, denominados borrachas sintéticas. A adição de negro de fumo da a borracha propriedades de resistência, durabilidade e desempenho. A mistura é espalmada em um molde para a vulcanização e formação do pneu. A vulcanização é o processo de troca das propriedades físicas da borracha de um estado plástico para um estado elástico através de uma temperatura entre 120 e 160°C, pressão e tempo, utilizam-se o enxofre, compostos de zinco como aceleradores e outros compostos ativadores e antioxidantes (LAGARINHOS, 2011, p.42). Existem somente dois tipos de pneus, os pneus radiais e os pneus diagonais. O pneu radial é constituído por cordonéis de aço, formando uma lona de corpo e seguindo no sentido do centro a extremidade de uma circunferência. O pneu diagonal é constituído por lonas de material têxtil, trançando a superfície do pneu de forma diagonal (PECORARI, 2007, p.22). 2 O pneu radial é constituído de 48% de Borracha e elastômeros, 22% de negro fumo, 15% aço, 5% de Tecido de Nylon, 1% de Óxido de zinco, 1% de Enxofre e 8% de aditivos. O pneu diagonal é constituído de 45% de Borracha e elastômeros, 22% de negro fumo, 25% aço, 2% de Óxido de zinco, 1% de Enxofre e 5% de aditivos (ANIP, 2014). Segundo Pecorati (2007, p.15) as partes constituintes dos pneus, podem ser observados na figura a seguir: Figura 1: Estrutura do Pneu Fonte: PECORARI (2007). Abaixo segue a descrição de cada parte constituinte do pneu: a) carcaça: parte do pneu que resiste a pressão, peso e choques; b) talões: parte do pneu que mantém o pneu fixado no aro, feita de arames de aço; c) parede lateral: são as laterais da carcaça, constituem de uma mistura de borracha com alto grau de flexibilidade e alta resistência à fadiga; d) cintas: parte do pneu que garante o contato entre o pneu e o solo; d) banda de rodagem: parte do pneu que fica em contato direto com o solo garante aderência, tração, estabilidade e segurança ao veículo; e) ombro: parte do pneu que controla a transferência de calor no pneu e as características e a angulação dos demais tecidos; f) nervura central: parte do pneu que proporciona um contato circunferencial com o solo; 2.1 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL APLICADA AOS PNEUS USADOS INSERVÍVEIS No Brasil em 1999, foi aprovada a resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) que a partir de 2002 institui a responsabilidade legal a coleta e destinação desse material usado e inservível para os fabricantes, importadores, revendedores, distribuidores, reformadores e consumidores finais (CONAMA, 1999, p.1). Institui uma relação que de para cada 4 pneus novos produzidos ou importados, 1 deveria ser reciclado. A partir do ano de 2003, passou que para cada 2 pneus novos produzidos, 1 deveria ser reciclado. No ano de 2004, passou que apara cada 1 pneu novo produzido 1 deveria ser reciclado. A partir de 2005, se estabeleceu que para cada 5 pneus novos 5 devessem ser reciclados, perante as constantes mudanças e parâmetros a resolução nº 258/99 entrou em revisão. Com a participação em conjunto com o Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais (IBAMA), do Ministério do Meio Ambiente (MMA), Associação Brasileira de Pneus Remondados (ABIP), Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), Associação Brasileira do Segmento de Reforma de Pneus (ABR), Associação Nacional das Empresas de Reciclagem de Pneus e Artefatos de Borracha (AREBOP), Associação Nacional das Indústrias de Pneumáticos (ANIP), na revisão da resolução nº 258/99, houve a necessidade de ampliar o conceito ou definições para normalização dos conceitos: Portaria nº5 – INMETRO, 14 de janeiro de 2000 (INMETRO, 2000, p.3); Nota técnica – INMETRO DQUAL/DIPAC/ nº 083/2000 (INMETRO, 2000, p.5), 03 de outubro de 2000 (INMETRO, 2000, p.4); e portaria nº133 – INMETRO, 27 de setembro de 2001 (INMETRO, 2001, p.5); a) pneu novo: pneu que não sofreu qualquer uso, nem foi submetido a qualquer tipo de reforma e que não apresenta sinais de envelhecimento nem deteriorações de qualquer origem; 3 b) pneu usado: pneu que não foi submetido a qualquer tipo de uso ou desgaste; c) pneu reformado: pneu reconstruído a partir de um pneu usado, onde se repõem uma nova banda de rodagem, podendo incluir a renovação da superfície externa lateral (flancos), abrangendo os seguintes métodos e processos: Recapagem, recauchutagem e remolharem; d) pneu radial: pneu cuja carcaça é constituída de uma ou mais lonas cujos fios, dispostos de talão a talão, são colocados substancialmente a 90º, em relação à linha de centro de banda de rodagem, sendo essa carcaça estabilizada por uma cinta circunferencial constituída de duas ou mais lonas substancialmente inextensíveis; e) pneu Diagonal: pneu cuja carcaça é constituída de lonas, cujos fios dispostos de talão a talão são colocados em ângulos cruzados, uma lona em relação a outra, substancialmente menores que 90º em relação à linha de centro da banda de rodagem; Após a revisão da resolução nº 258/99 em 1º de janeiro de 2005, ficou definido que para cada 4 pneus novos fabricados no país ou importados, inclusive aqueles que acompanham os veículos importados, as empresas fabricantes e as importadoras deverão dar destinação final a 5 pneus inservíveis e para cada 3 pneus reformados importados, de qualquer tipo as empresas importadoras deverão dar destinação final a 4 pneus inservíveis (CONAMA, 1999, p.3). Em 2009, com a resolução do CONAMA nº416/2009 estabelece como critério que para cada pneu novo comercializado, as empresas fabricantes ou importadoras deverão dar destinação adequada a 1 pneu usado inservível (IBAMA, 2009, p.4). 2.2 LOGÍSTICA REVERSA O Council of Logistics Management (CLM), publicou a primeira definição conhecida para a logística reversa no início dos anos 90, definindo-a como um termo utilizado com regra para a logística da reciclagem, disposição de resíduos, gerenciamento de resíduos perigosos. Uma ampla perspectiva incluindo tudo relacionado às atividades logísticas e recursos para a redução, reciclagem, substituição, reuso dos materiais e disposição (CLM, 2009). De acordo com Leite (2009), a logística reversa é definida como o fluxo de materiais de pós- consumo até a sua reintegração ao ciclo produtivo, na forma de um produto equivalente ou diverso do produto original, ou retorno do bem usado ao mercado. A partir da década de 90, a logística reversa é um novo conceito de logística no Brasil, quanto foi relevado pelos profissionais de logística que matérias-primas, componentes e suprimentos representam custos significativos e devem ser administrados de forma adequada no seu retorno de pós- venda e pós-consumo. As organizações passam a utilizar os conceitos de pós-venda e pós-consumo para gerir competitividade, destaque da marca, responsabilidade ambiental, sustentabilidade e o crescimento de negócios. A logística reversa dos pneus pós-consumo é um dos principais processos dentro da cadeia de reciclagem dos pneus, que viabiliza economicamente e mantém a constância em toda a cadeia, seja ela aplicada a qualquer processo de reciclagem. (LAGARINHOS; TENÓRIO, 2008, p.108). 2.3 PRODUÇÃO DE PNEUS NOVOS A produção mundial de pneus novos em 2013 foi de 3.3 bilhões de unidades. No Brasil a produção foi de 68.8 milhões de unidades, sendodeste valor exportado, 12.7 milhões (ANIP, 2014). 2.4 COLETA E RECICLAGEM DO PNEU USADO INSERVÍVEL NO BRASIL A RECICLANIP é uma entidade nacional, criada no ano de 2007 pelos fabricantes de pneus novos, BRIDGESTONE, GOODYEAR, MICHELIN E PIRELLI. Em 2010, a CONTINENTAL juntou-se à entidade e no ano de 2014, a DUNLOP. A entidade está ligada à ANIP que coletou e 4 destinou mais de 404 mil toneladas de pneus durante 2013, equivalente a 81 milhões de unidades de pneus radiais. A RECICLANIP possui 824 pontos de coleta e uma média de 70 caminhões trabalhando diariamente durante todo o ano (RECICLANIP, 2014). Desde então, os fabricantes de pneus já investiram R$ 551 milhões no programa até dezembro de 2013. A responsabilidade de fiscalizar os recicladores, a qual a RECICLANIP destina a sua coleta de pneus é do IBAMA (ANIP, 2014). O IBAMA, por meio da Coordenação de Controle de resíduos e Emissões, vinculada a coordenação geral de Gestão da Qualidade Ambiental da diretoria de Qualidade Ambiental, é responsável pelo controle e fiscalização da implementação da resolução 416/2009. Com esse intuito em 18 de março de 2010, foi criada a Instrução Normativa nº 01 que institui o “Relatório de Pneumáticos: Resolução do CONAMA nº 416/2009, inserido no Cadastro Técnico Federal (CTF), a ser preenchido pelos fabricantes e importadores de pneus novos, bem como empresas de reciclagem (IBAMA, 2009, p.4). Com base nesse relatório é realizada a análise da reciclagem dos pneus. Em 2013, o IBAMA analisou 17 empresas fabricantes e 604 importadores, foi analisado o cumprimento da meta individual e analisado a somatória de metas individuais. A meta de destinação atual no ano de 2013 foi de 479 mil toneladas e o saldo de destinação atual foi de 459 mil toneladas (IBAMA, 2013, p.4). A quantidade em toneladas para reciclagem dos pneus é dividido nas regiões Sudeste, Sul, Centro-Oeste, Nordeste e Norte, sendo a região Norte possuidora de 3 empresas de reciclagem e recebeu de 9.498 mil toneladas de pneus coletados, a região Nordeste possuí de 8 empresas de reciclagem e recebeu 30.986 mil toneladas de pneus coletados, a região Centro-Oeste possuí de 7 empresas de reciclagem e recebeu 36.850 mil toneladas de pneus coletados, a região Sul possuí de20 empresas de reciclagem e recebeu 103.183 mil toneladas de pneus coletados e a região Sudeste que possuí 36 empresas de reciclagem e recebeu 278.571 mil toneladas de pneus coletados (IBAMA, 2013, p.4). As tecnologias empregadas nos processos das empresas fiscalizadas pelo IBAMA em 2013, e declaradas como ambientalmente adequadas são apresentadas: a) Co-processamento: Utilização de pneus inservíveis em fornos de clínder como substituto parcial de combustíveis e como fonte de elementos metálicos; b) Laminação: Processo de fabricação de artefatos de borracha; c) Granulação: Processo industrial de fabricação de borracha moída, em diferente granulometria, com separação e aproveitamento do aço; d) Industrialização do Xisto: Processo industrial do co-processamento do pneumático inservível, juntamente com o xisto betuminoso, como substituto parcial de combustíveis; e) Pirólise: Processo de decomposição térmica da Borracha conduzindo na ausência de oxigênio ou em condições em que a concentração de oxigênio é suficientemente baixa para não causar combustão, com geração de óleos, aço e negro fumo; Foi destinado ao Co-processamento 219.269 mil toneladas, a granulação obteve 168.499 mil, a laminação obteve 61.115, a industrialização do xisto obteve 9.810 mil e a pirólise obteve 333.03 toneladas (IBAMA, 2013, p.4). 2.5 TECNOLOGIAS APLICADAS AO PROCESSO DE RECICLAGEM DO PNEU USADO INSERVÍVEL No Brasil, as tecnologias mais utilizadas em processos de reciclagem, reutilização, reciclagem e a valorização energética dos pneus são a trituração, Recapagem, recauchutagem e remoldagem, Co-processamento em fornos cimenteiras, Co–processamento de pneus com rocha de xisto pirobetuminoso, Queima em Caldeiras, Pavimentação Asfáltica, Desvulcanização e Laminação. 2.5.1 TRITURAÇÃO O processo de trituração é realizado à temperatura ambiente ou com resfriamento criogênico. O mais utilizado no Brasil é a trituração à temperatura ambiente. Através de um triturado, os pneus são cortados em pedaços menores, após a redução são enviados ao processo de moagem, onde são processados através de um fuso e transformados em grãos de borracha. Esses grãos são transportados até um separador magnético que através de um potente eletro imã, separa o aço dos grãos de borracha. 5 Os materiais como nylon, rayon e poliéster são removidos através da utilização de ar pressurizado ou vácuo, o pó da borracha é pulverizado e separado através de peneiras e pedaços maiores são novamente triturados. O processo criogênico consiste no resfriamento do pneus a uma temperatura de- 120º C, utilizando Nitrogênio Líquido. Os pneus são colocados e resfriados em um túnel contínuo e logo ligado um granulador. No granulador os pedaços são cortados em grandes números de tamanhos de partículas, durante esse processo ocorre à separação das fibras de nylon, poliéster, rayon e de aço (LAGARINHOS; TENÓRIO, 2008, p.35). 2.5.2 RECAPAGEM, RECAUCHUTAGEM E REMOLDAGEM DE PNEUS Segundo INMETRO (2001, p.4), neste processo o pneu é reconstruído a partir de um pneu usado, abrangendo os seguintes métodos: a) recapagem: consiste na remoção da banda de rodagem, no reparo estrutural da carcaça com cordões de borracha e na utilização de cimento para colar a banda de rodagem; b) recauchutagem: consiste na remoção da banda de rodagem e dos ombros do pneu. Existem dois processos para recauchutagem dos pneus, o processo a frio e o processo a quente. O processo a frio utiliza bandas pré-curadas que são coladas nas carcaças após os reparos das mesmas. São utilizados outros componentes para o reparo e união entre a carcaça e a banda de rodagem. O processo a quente o desenho já está pré-vulcanizado nas bandas de rodagem a serem aplicadas nas carcaças dos pneus já reparadas; c) remoldagem: consiste em remover a borracha das carcaças, de talão a talão, em seguida o pneu é totalmente reconstruído e vulcanizado, sem qualquer emenda, proporcionando balanceamento, apresentação e segurança de uso; 2.5.3 CO–PROCESSAMENTO EM FORNOS CIMENTEIRAS O co-processamento é definido como a utilização de materiais inservíveis como gerador em outro processo, em que possa agregar valor como matéria-prima ou como energia. O co- processamento dos pneus para fornos é um processo que aproveita o poder calorífico de 7667 kcal/kg do pneu reduzindo o consumo de combustíveis fósseis entre 10 e 30%. Ás fábricas de cimento utiliza em seus processos diversos sistemas de queima, assim buscam maneiras mais econômicas de fontes de energia (LAGARINHOS, TENÓRIO, 2008, p. 35). 2.5.4 CO–PROCESSAMENTO DE PNEUS COM ROCHA DE XISTO PIROBETUMINOSO No Brasil em 1998, a Petróleo Brasileiro S.A (PETROBRÁS), começou a fazer testes com o co-processamento de pneus com a rocha de xisto pirobetuminoso. O xisto pirobetuminoso é uma rocha sedimentar que contém querogênio, um complexo orgânico que se decompõe e produz óleo natural. O xisto e os pneus são misturados e através do processo de pirólise, onde acontece o aquecimento do pneu e do xisto em um processo livre sem a combustão, durante esse processo é separado do xisto e do pneu óleo natural e gás natural sendo utilizados como fonte de combustíveis. (LAGARINHOS, TENÓRIO, 2008, p.35). 2.5.5 QUEIMA DE PNEUS EM CALDEIRAS As caldeiras podem operar com combustíveis fósseis, gases e biomassas, a adição de pneususados inservíveis é 5% no total do volume de combustível, sendo o restante de 95% de combustíveis principais, tendo pneu o poder calorífico de 7667 kcal/kg. As caldeiras dedicadas ao uso de pneus como único combustível, não são uma alternativa viável porque requerem um alto investimento inicial quando comparadas com os tipos de caldeiras de combustíveis compostos (SYDNER, 1998, p.150). 6 2.5.6 PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA No Brasil a primeira aplicação do asfalto de borracha foi feita em agosto de 2001. As concessionárias das rodovias privatizadas estão fazendo alguns testes com a aplicação do asfalto- borracha que tem inúmeras vantagens como aumentar a vida útil do pavimento em 30%, retardar o aparecimento de trincas e selar às já existentes, reduzir a espessura da camada aplicada em até 50% e o ruído gerado na movimentação de automóveis. Na pavimentação asfáltica utilizando pneus, existe o processo seco e o processo úmido. No processo úmido é adicionado borracha de pneus com granulometria de 0.6 mm no Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP), produzindo um ligante denominado asfalto borracha. No processo seco a borracha substitui parte dos agregados, diminuindo a utilização de pedras, após a adição é obtido um produto denominado concreto asfáltico modificado pela adição de borracha (SYDNER, 1998, p.150). 2.5.7 DESVULCANIZAÇÃO No Brasil são utilizados os processos de desvulcanização química ou processo de regeneração da borracha. Neste processo pneus são triturados, e submetidos à temperatura, pressão e recebem oxigênio e vapor de vários produtos químicos, como álcalis e óleos minerais. Após serem triturados passam pelo processo de moagem mecânica onde são transformados em borrachas em pó. Após a moagem esse material e submetido ao vapor saturado, recebendo oxigênio e submetido a temperaturas +180ºC a uma pressão de 15 bar, provocando o rompimento das cadeias químicas poliméricas, tornando assim a borracha um material passivo de novas formulações (LAMONTAGNE, 2002). 2.5.8 LAMINAÇÃO O processo de laminação, também conhecido como reciclagem mecânica, consiste em diversas operações de corte efetuadas nos pneus. Nos pneus radiais são retirados os componentes que constituem o pneu, como os talões e malhas de aço. Após esse processo, os pneus são cortados por facas de corte em pedaços menores em equipamentos como picadores e trituradores, posteriormente são transformados em pó ou em grãos de borracha através de um moinho que utiliza um fuso para moer constantemente a borracha. Os pneus diagonais são os mais viáveis na reciclagem de pneus, uma vez que não possuem malhas de aço otimizando o processo, onde não há o processo de extração, o pneus são cortados ou triturados e posteriormente moídos (IPT, 2004, p.81). 2.6 O DESENVOLVIMENTO DO PET Em 1828, o alemão Friedrich Wohle descobriu a fórmula para sintetizar uréia a partir do isocianato de uréia inorgânico. Esse foi o primeiro passo desenvolvimento de materiais poliméricos, como os plásticos. A primeira amostra desse material foi desenvolvida pelos ingleses Whinfield e Dickson, em 1941. As pesquisas que levaram à produção em larga escala do poliéster começaram somente após a Segunda Grande Guerra, nos anos 50, nos EUA e da Europa, totalmente para as aplicações têxteis. Em 1962, surgiu o primeiro poliéster pneumático. No início dos anos 70, o Polietileno Tereftalato (PET) começou a ser utilizado pela indústria de embalagens. No Brasil, a partir de 1988 a garrafa PET foi introduzida na fabricação de refrigerantes e produtos alimentícios, substituindo as garrafas retornáveis de vidro (ABRE 2007). O PET faz parte de um grupo de materiais denominados plásticos, desenvolvidos a base de petróleo, produzidos através de um processo químico chamado de polimerização que proporciona a união de monômeros para formar polímeros. Através de uma reação de polimerização, moléculas menores (monômeros) reagem e formam moléculas bem maiores, os reagentes mais utilizados para formar os monômeros são substâncias orgânicas, um ácido dicarboxílico e um glicol. A reação de produção do PET inicia-se com a esterificação dos monômeros. A sequência de condensação desses monômeros leva à formação do PET. Essa sequência de condensação é chamada de policondensação (VALT, 2004, p.17). 7 2.6.1 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL APLICADA A GARRAFA PET INSERVÍVEL No Brasil, não é possível utilizar diretamente para a fabricação de novas garrafas PET, matéria prima proveniente de material reciclado. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), e o Ministério da Saúde proíbem essa utilização devido ao risco de contaminação. Com a publicação da portaria nº 987 da ANVISA e do Ministério da Saúde, em dezembro de 1998, tornou-se possível à utilização de resina pós-consumo em embalagens multicamada destinadas ao acondicionamento de bebidas carbonatadas não alcoólicas. Porém para esta finalidade, embalagens de PET co-injetadas só podem ser utilizadas com três camadas fazendo-se um “sanduíche” de PET virgem com recheio de PET reciclado (ANVISA, 2008, p.6). 2.6.2 PRODUÇÃO DE GARRAFAS PET A produção mundial de garrafas PET em 2013 foi de 12 bilhões de toneladas. De acordo com o último senso realizado em 2012 pela Associação Brasileira da Indústria de PET –(ABIPET), a produção brasileira de PET foi de 562 mil toneladas (ABIPET, 2013). 2.6.3 COLETA E RECICLAGEM DE GARRAFA PET INSERVÍVEL Ao contrário dos Pneus usados inservíveis, a garrafa PET não possui uma entidade nacional de fabricantes como a RECICLANIP. Durante a formulação da Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que “institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998 instituiu a chamada “responsabilidade compartilhada” pelo ciclo de vida dos produtos, a ser implementada de forma individualizada e encadeada, abrangendo os fabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes, os consumidores e os titulares dos serviços públicos de limpeza urbana e de manejo de resíduos sólidos”. Porém esta legislação não se aplica as garrafas PET. Uma das razões para esta exceção seria o a não aprovação da ANVISA e do Ministério da Saúde em utilizar a garrafa PET recicladas, perante a possibilidade de contaminação. O Brasil possui 766 cidades que realizam a coleta e destinação de garrafas PET, essas cidades possuem um sistema de coleta em cooperativa, normalmente destinadas a pessoas de baixa renda (ANVISA, 2008, p.6). O Brasil no ano de 2012 reciclou 331 mil toneladas de PET. O principal consumidor do PET reciclado no Brasil é a indústria têxtil com 38,2%, as indústrias de resinas insaturadas e alquídicas com 23,9% e embalagens com 18,3% (ABIPET, 2013). 2.7 TECNOLOGIAS APLICADAS AO PROCESSO DE RECICLAGEM DE GARRAFAS PET A reciclagem de polímeros são classificadas como primária, secundária, terciária e quaternária. A reciclagem primária e secundária são conhecidas como reciclagem mecânica, o que as diferencia uma da outra é que na primária utilizam-se polímeros pré-consumo e na secundária, polímeros pós-consumo. A reciclagem terciária também é chamada de química e a quaternária de energética (FORMOGINI; ARRUDA, 2005, p.3). 2.7.1 RECICLAGEM MECÂNICA A tecnologia aplicada ao processo de reciclagem mecânica é muito semelhante ao processo de Trituração dos pneus inservíveis. Este processo é realizado a temperatura ambiente e é dividido em cinco etapas: a) separação: as garrafas PET são dispostas em uma esteira transportadora, sendo separado os rótulos das garrafas, isso é necessário porque somente a garrafa é de Polietileno Tereftalato (PET) o rótuloe a tampa é constituído de polipropileno (PP); b) moagem: este processo é denominado de trituração ou picotagem, a garrafa PET é cortada em pedaços menores com cerca de 25 a 50 mm; 8 c) lavagem: o PET moído passa pela descontaminação, essa lavagem pode ser de diferentes maneiras de acordo com a proveniência do PET; d) aglutinação: o PET moído e lavado e prensado para a redução do volume e secado, o PET é inserido em uma câmara giratória de alta velocidade. O atrito dos fragmentos contra a parede do equipamento e eleva a temperatura do material criando uma massa plástica, sendo possível adicionar aditivos, pigmentos e lubrificantes entre outros; e) extrusão: a massa plástica torna-se uma massa homogênea, através de um sistema hidráulico de alta pressão essa massa é comprimida contra uma matriz, que dá o formato final ao produto, denominado de espaguete. Após o processo de extrusão, o espaguete é cortado em pedaços menores tornando-se grãos (FORMOGINI; ARRUDA, 2005, p.3). 2.7.2 RECICLAGEM QUÍMICA A reciclagem química utiliza o processo de despolimerização controlada. Neste processo ocorre a quebra da cadeia dos polímeros, separando assim os componentes químicos individuais que são transformados em combustíveis sólidos, líquidos e gasosos, esse processo permite a reciclagem de diversos tipos de plásticos além do PET. Existem quatro tipos de reciclagem químicas: a) hidrogeneração: as cadeias dos polímeros são quebradas através do tratamento térmico. As garrafas PET são colocadas em uma câmara selada e expostas ao calor elevado livre de combustão e logo em seguida são refrigeradas a temperaturas negativas com hidrogênio. b) gaseificação: as garrafas PET são aquecidas com oxigênio em temperaturas elevadíssimas superiores a +400ºC, esse processo gera gases que são uma síntese de monóxido de carbono e hidrogênio que são separados e filtrados. c) quimólise: são adicionados a garrafa PET Glicol, metanol e água, na presença dessas substâncias ocorre a quebra parcial dos monômetros na cadeia dos polímeros, transformando as garrafas PET em uma massa homogênea. d) pirólise: as cadeias de moléculas são quebradas pela ação do calor na ausência de oxigênio gerando frações de hidrocarbonetos, esses carbonetos podem ser transformados em combustíveis depois de refinado (FORMOGINI; ARRUDA, 2005, p.3). 2.7.3 RECICLAGEM ENERGÉTICA A reciclagem energética é a utilização de garrafas PET como fonte de calor, a garrafa PET é queimada em caldeiras para geração de vapor na alimentação de turbinas de termo elétricas. A garrafa PET é uma excelente opção, uma vez que seu poder calorífico é de 7833 Kcal/kg (FORMOGINI; ARRUDA, 2005, p.3). 2.8 ESTUDO DE CASO O estudo de caso foi realizado na empresa X, por requisitos do proprietário da empresa não será citado o nome e dados sobre o fabricante do equipamento, foi autorizado demonstrar neste trabalho um desenho em perspectiva do equipamento para caracterizar o picador, dados técnicos, dados do processo de reciclagem, dados obtidos durante a realização do estudo e o custo dos equipamentos, sendo o picador de pneus R$ 1 milhão e o picador de garrafas PET R$ 30 mil. Conforme informado, não foi encontrado nenhuma norma técnica que estabeleça métodos e ensaios para picadores, então foi estabelecido como método, somente analisar se é possível ou se não é possível picotar pneus. Foram realizados 4 testes, 2 testes com pneus radiais livres de aço e 2 testes com pneus diagonais, com diferentes padrões de tamanho de amostras. Foram separado 20 quilos de pneu usado inservível, sendo 10 quilos de pneu radial, padrão Aro 13 polegadas, com Ø330 x 175 mm de largura e 10 quilos de pneu diagonal, padrão Aro 50, com Ø 1270 x 175 mm. Todas as amostras foram processadas no picador de garrafas PET e coletado dados. O processo utilizado pela empresa X, é o processo mecânico de reciclagem, através da laminação de pneus. As etapas do processo utilizado são: 9 a) destalonamento: processo que retira os talões e cintas de aço somente do pneus radiais; b) corte: processo que corta o pneu em 4 pedaços, sendo um corte no sentido horizontal e um corte no sentido vertical; c) picotagem: processo que corta os pneus em vários pedaços entre 25 e 50 mm; e) separação: processo que separa os pedaços maiores do menores através de uma esteira vibratória, os pedaços maiores são reenviados ao picador para novo processo; f) moagem: os pedaços de Pneus são moídos alcançando tamanho de 0,6 mm; g) separação: processo que separa o aço, nylon da borracha; 2.8.1 O PICADOR O picador é constituído por uma estrutura em aço SAE 1045, um eixo central com Ø 101.6 mm, 2 mancais Ø 101.6 mm, 4 sapatas de fixação de facas com contra peso de 15 Kg formato estrela 3 pontas, 4 facas de corte, 2 contra facas de corte, 1 polia de 3 canais B Ø 300 mm (motor Elétrico), 1 polia 3 canais B Ø 425 mm, 1 peneira de 25 mm, 1 motor elétrico com potência de 45 KW, 60 HP, tensão 380 V, rotações por minuto (RPM) 3565. A figura 2 é um desenho em perspectiva do picador utilizado: 2.8.2 RESULTADOS No primeiro teste (PT1), o picador foi ligado com rotação máxima de 3565 RPM, foi inserido a primeira amostra de pneus radiais. O Picador não teve a capacidade de picotar essa amostra em totalidade, houve sobrecarga devido ao esforço mecânico, gerando o aumento da corrente no motor elétrico que resultou no acionamento do sistema de segurança e no desligamento do equipamento. No segundo teste (PT2), foi adotado o mesmo padrão de rotação do PT1, foi inserido a primeira amostra de pneus diagonais, obteve-se o mesmo resultado do PT1. Após as 2 paradas do equipamento por sobrecarga, foi verificado que o picador pouco picou as amostras de PT1 e PT2, neste momento foi proposto realizar novamente um novo padrão de corte no pneu. Foi realizado um corte ao meio, tornando o pneu em 2 partes iguais, foi aplicado um novo corte no sentido dos sulcos do pneu na banda de rodagem, transformando as amostras em tiras de entre 30 e 50 mm de largura. Para realização desse corte foi utilizado o equipamento denominado cortador. O cortador é composto por uma estrutura em aço SAE 1045, um eixo central com Ø 50.8 mm, 2 mancais Ø 50.8 mm, 2 coroas de tração, 1 rolo de apoio e 1 motor elétrico com potência de 10 KW, 5 HP, tensão 380 V, rotações por minuto (RPM) 500. A figura 3 é um desenho em perspectiva do cortador utilizado: Figura 2: Picador de Garrafas PET Fonte: Elaborado pelo autor. Figura 3: Cortador de Pneus Fonte: Elaborado pelo autor. 10 No terceiro teste (PT3), o picador foi ligado no mesmo padrão de RPM do PT1, foi inserido a segunda amostra de pneus radiais e forma de tira, o picador apresentou a capacidade de picotar o pneu e não houve sobrecarga no equipamento e desligamento no equipamento. No quarto teste (PT4), o picador foi ligado no mesmo padrão de RPM do PT1, foi inserido a segunda amostra de pneus diagonais, foi obtido um padrão semelhante ao apresentado no terceiro teste dos pneus radiais. 3.0 CONSIDERAÇÕES FINAIS Foi constatado neste estudo, que com algumas determinadas alterações no processo de corte do pneu, é possível utilizar o picador de garrafas PET para picar pneus inservíveis, porém não é possível utilizar esse picador para picar pneus inteiros ou em grandes pedaços, se faz necessário inserir no picador o pneu em formato de tiras de 25 a 50 mm de largura e 500 mm de comprimento, isso garante o processo depicotagem de pneus. O investimento financeiro do picador de garrafas PET e o cortador de Pneus Inservíveis é aproximadamente de R$ 60 mil reais, esse investimento equivale a 6% do valor do Picador de Pneus inservíveis que é R$ 1 milhão, portanto com o investimento de R$ 1 milhão é possível comprar até 16 picadores de garrafas PET e cortadores de pneus. Neste estudo de caso, não foi analisado a capacidade produtiva do picador de garrafas PET na picotagem de pneus, os desgastes, manutenção e consumo do picador nesta aplicação em produção contínua. ESSAY OF THE POSSIBILITY OF USING A PET BOTTLES CHOPPER TO CUT SCRAP TIRES USELESS (:) ABSTRACT The technological development of motorized means of transportation on wheels, increased demand and population growth, contributes to the increase in consumption of new tires , consequently increasing the disposal of used and scrap tires . World production of new tires in 2013 was 3.3 billion units, in Brazil produced 68.8 million units. Disposal and inadequate recycling of tires have become a worldwide problem. In Brazil in 1999 , adopted resolution No. 258/99 of the National Council on the Environment (CONAMA), which as of 2002 , establishing the legal responsibility, the collection and disposal of this material used and unusable for manufacturers, importers , retailers , distributors, reformers and consumers . During this period there was a great development of technologies and equipment applied in the tire recycling process . One such process is the mechanical recycling. In this process , it is used an equipment called chopper , which reduces the tire in a smaller size , but this equipment has a high financial investment. Another segment recycling which uses the mechanical recycling of the bottles are polyethylene terephthalate (PET), which uses this process , a chipper having a smaller investment. This work aims to present a study of the possibility of using a chopper to chop PET bottles scrap tires , this study aims to replace the tires chopper by chopper PET bottles, as a solution to the tire stinger high financial investment problem used scrap . Keywords: Tyre Recycling, Recycling Technologies, Chipper. REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA – ANVISA. Resolução RDC nº 20, 26 mar. 2008. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br. Acesso em: 23 jan. 2014. ASSOCIAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA DE PNEUMÁTICOS - ANIP Disponível em: http://www.anip.com.br. Acesso em: 23 set. 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMBALAGENS – ABRE. História das Embalagens. Disponível em: http://www.abre.org.br/apres_setor_historico. php. Acesso em: Acesso em: 10 jun. 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DO PET – ABIPET. Censo de Reciclagem 2013. Disponível em: http://www.abipet.org.br/index.html?Method=mostrarInstitucional&id=7. 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