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TRATAMENTO DE GASES DE INCINERADORES
Ana Paula Dias Pena
Graduanda em Engenharia Ambiental
Luísa Ornelas Ferreira
Graduanda em Engenharia Ambiental
Endereço: Av. Presidente Antônio Carlos, 6627 - Pampulha - Belo Horizonte - Minas Gerais - CEP: 31270-901 - Brasil - Tel: +55 (31) 91519502 - e-mail: ana-pauladp@hotmail.com.
RESUMO
Um dos mais usuais métodos para destinação final de resíduos de serviços de saúde (RSS), considerados perigosos, é a incineração. Tal método, entretanto, gera gases poluentes que, se lançados diretamente na atmosfera, são prejudiciais o meio ambiente e a saúde da população. Dessa forma, faz-se necessário o uso de tecnologias e equipamentos para tratamento desses gases para que as emissões se adequem aos limites estabelecidos pelas legislações vigentes.
Palavras-chave: Incineração, resíduos, serviços de saúde, gases, tratamento. 
INTRODUÇÃO
A incineração, juntamente com outros processos térmicos, tem grande importância no gerenciamento de resíduos sólidos, uma vez que proporciona uma significativa redução do volume, peso e da periculosidade dos resíduos. Além disso, sua importância deve-se à limitação de espaços para construção de novos aterros sanitários e a necessidade de seu monitoramento ambiental mesmo após a desativação. Há também o custo do transporte até o local de aterramento, que tende a crescer com o crescimento populacional.
A incineração pode ser ambientalmente correta e aliada na proteção do meio ambiente, desde que estas plantas sejam operadas por equipes qualificadas e treinadas, e sejam monitoradas pela comunidade e pelos agentes ambientais, públicos e privados.
Conforme a Resolução Nº 358/05 do CONAMA, a incineração do lixo hospitalar não é obrigatória como meio de tratamento, porém é considerada por muitos como a forma mais indicada para o tratamento e disposição dos resíduos de serviços de saúde e é largamente utilizada. O equipamento de incineração deve, contudo, estar devidamente licenciado, segundo essa mesma resolução.
No que se diz respeito às vantagens da incineração de resíduos de saúde, pode-se citar: pode ser utilizado para qualquer tipo de resíduo infectante, e mesmo para alguns resíduos especiais; redução significativa de peso e volume; se bem operado, os produtos finais são: cinza e gases; destrói organismos patogênicos e substâncias orgânicas; eliminação das características repugnantes dos resíduos patológicos e de animais; e evita o monitoramento de lençol freático a longo prazo, visto que os resíduos são destruídos e não guardados. 
Já as desvantagens são: dificuldade de controle de efluentes gasosos, sendo que pode haver emissão de dioxinas, furanos e partículas metálicas, se o incinerador não for bem projetado e operado; dificuldade de operação e manutenção exigindo pessoal especializado; dificuldade para queima de resíduos com umidade alta; grandes investimentos em medidas de controle ambiental; variabilidade da composição dos resíduos podem resultar em problemas de manuseio de resíduo e operação do incinerado e, também exigir manutenção mais intensa; e os resíduos hospitalares apresentam teores de enxofre e cloretos, que podem produzir dióxido de enxofre e ácido clorídrico na reação de combustão e podem ser expelidos pela chaminé em incineradores impropriamente projetados ou operados.
Devido a essa dificuldade de operação e manutenção, os gases gerados pela incineração tornam-se uma grande preocupação, uma vez que pode causar sérios danos à saúde e ao meio ambiente. A emissão de tais gases deve atender aos criteriosos limites estabelecidos pela Resolução Nº 316/02 do CONAMA e, para isso, é necessário a utilização de equipamentos de tratamento dos gases, como lavadores Venturi, filtros manga, precipitador eletrostático e ciclones. A escolha de uma forma de tratamento dependerá da relação entre custos e benefícios.
No presente trabalho será abordado, portanto, a incineração de resíduos de serviços de saúde como forma de destinação final, bem como o tratamento dos gases gerados durante esse processo, com o intuito de atender às legislações ambientais vigentes.
GERENCIAMENTO E TRATAMENTO DOS RESÍDUOS DE SERVIÇO DE SAÚDE
O gerenciamento constitui-se em um conjunto de procedimentos de gestão, planejados e implementados a partir de bases científicas e técnicas normativas e legais como o objetivo de minimizar a produção de resíduos e proporcionar-lhes um encaminhamento seguro, de forma eficiente; visando a proteção dos trabalhadores, a preservação da saúde pública, dos recursos naturais e do meio ambiente. O gerenciamento impróprio dos RSS expõe a significantes riscos pacientes, trabalhadores da saúde, a comunidade e o meio ambiente (WHO, 2007).
Segundo a Resolução Nº 358/05 do CONAMA, os RSS são classificados em cinco grupos (A, B, C, D e E), sendo que os resíduos do Grupo A são destinados à incineração, que são os resíduos com a possível presença de agentes biológicos que, por suas características de maior virulência ou concentração, podem apresentar risco de infecção.
A incineração é um processo de redução de peso, de volume e de características de periculosidade dos RSS, com a consequente eliminação da matéria orgânica ou das características patogênicas inerentes aos resíduos de serviços de saúde, por meio da combustão controlada. Seu processo ocorre em dois estágios.
O primeiro estágio, na câmera primária, o resíduo é queimado, sendo que a temperatura de saída deve ser de 1000ºC e o tempo de residência dos resíduos deve ser igual ou superior a 60 minutos (NBR 11175/90). O controle da temperatura de operação é de grande importância, uma vez que evita a formação de certos compostos, como dioxinas e furanos que são altamente tóxicas e são gerados na faixa de temperatura de 250ºC a 400ºC (PORTEOUS, 1992). Além disso, o resfriamento deve ocorrer de forma rápida para menos de 150ºC. Os gases produzidos na câmera primária são destinados a uma câmera secundaria (segundo estágio), onde a temperatura de saída dos gases deve ser de 1200ºC, com tempo de residência de 2s (NBR 11175/90) (ver Figura 1). 
Figura 1: Esquema simplificado de um incinerador.
Após a segunda câmera, os gases são encaminhados para algum equipamento para seu tratamento. Caso, não haja esse tratamento, os gases gerados pelos incineradores são emitidos diretamente na atmosfera. Os principais produtos da incineração são: CO2, CO, vapor d’água, gases ácidos (HCl, NOx, SOx), material particulado, metais pesados (Pb, Cd, Hg), dioxinas e furanos. Os principais efeitos causados pela poluição desses gases são relacionados a doenças respiratórias e seu agravamento. Deve-se, contudo, destacar a importância das dioxinas e furanos, que são aumentam a incidência de doenças cancerígenas além da má formação de fetos. (IPT, 2000)
Durante o processo de incineração, além dos gases gerados, também gera cinzas de fundo, que devem ser destinadas aos aterros de classe I (perigosos), uma vez que contêm alta concentração de metais pesados. Como o ideal é a minimização de resíduos destinados aos aterros, uma alternativa adotada é a incorporação dessas cinzas em materiais para aplicações em construções civis, como concreto e asfalto, desde que seja analisada de forma cautelosa suas características químicas. (SILVA, 2008)
DADOS QUANTITATIVOS E QUALITATIVOS DE GERAÇÃO
A coleta de RSS executada pela maioria dos municípios brasileiros é parcial, o que contribui significativamente para o desconhecimento sobre a quantidade total gerada e o destino real dos RSS no Brasil (ABRELPE, 2013).
 
São coletados nos municípios brasileiros 252.228 t/ano de RSS, que correspondem a 1,254 kg/hab.ano segundo levantamento da ABRELPE (2013), sendo que 44% dos municípios destinaram a incinerados. Em Minas Gerais, são coletados 37.486 t/ano (1,888 kg/hab.ano) (ABRELPE, 2013), sendo que 317 (dos 853) municípios destinam o RSS para incineradores (FEAM, 2011) (Figura 2).
Figura 2: Número de municípios por formas de destinação dada aos RSS. (FEAM, 2011)Como já mencionado anteriormente, os resíduos do Grupo A são incinerados. Tal grupo é composto basicamente por peças anatômicas (membros) de homens e animais, bolsas transfusionais, descarte de vacinas e estoques de microrganismos, órgãos, tecidos, entre outros.
LEGISLAÇÃO AMBIENTAL
A legislação ambiental aplicável ao projeto em questão é a Resolução Nº 316/02 do CONAMA, que dispõe sobre procedimentos e critérios para o funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos. De acordo com essa legislação, todo e qualquer sistema de tratamento térmico não deve ultrapassar os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos apresentados na Tabela 1.
Tabela 1: Emissão máxima de poluentes.
	POLUENTE
	EMISSÃO MÁXIMA
	Material Particulado Total
	70 mg/Nm³
	Óxidos de Enxofre
	280 mg/Nm³, medidos como dióxido de enxofre
	Óxidos de Nitrogênio
	560 mg/Nm³, medidos como dióxido de nitrogênio
	Monóxido de Carbono
	100 ppm/Nm³
	Compostos Clorados Inorgânicos
	80 mg/Nm³, até 1,8kg/h, medidos como cloreto de hidrogênio
	Compostos Fluorados Inorgânicos
	5 mg/Nm³, medidos como fluoreto de hidrogênio
	Dioxinas e Furanos
	dibenzo-p-dioxinas e dibenzo-p-furanos, expressos em TEQ (total de toxicidade equivalente) da 2,3,7,8 TCDD (tetracloro-dibenzo-para-dioxina): 0,50 ng/Nm3
TRATAMENTO DOS GASES GERADAS DURANTE O PROCESSO DE INCINERAÇÃO
Os equipamentos mais utilizados para o tratamento das partículas emitidas, não só pelas incineradoras, são os separadores ciclônicos, separadores úmidos (lavadores de gases), filtros eletrostáticos e filtros manga. Para definir-se o tipo de separador a ser utilizado com alta eficiência, leva-se em consideração a granulometria das partículas, uma vez que cada tipo de tratamento abrange certos tamanhos dos particulados. Além disso, deve-se, também, considerar a eficiência que se pretende atingir, consumo de energia, custo inicial, natureza dos particulados e riscos (SILVA, 2000), bem como as vantagens e desvantagens que podem ser observadas nas tabelas 2 e 3.
Tabela 2: Eficiência Total de Diferentes Tipos de Separadores para os Pós “standards” (Stairmand).
Tabela 3: Comparação qualitativa de separadores de particulados.
Após várias análises econômicas e operacionais, chegou-se ao consenso que o equipamento que melhor atende às expectativas em relação ao tratamento dos gases gerados no processo de incineração é o Precipitador Eletrostático, que será utilizado, principalmente, para a remoção de material particulado. Antecede o precipitador uma injeção de absorvente seco (IAS) e resfriamento do gás para o controle de gás ácido. A IAS consiste na adição de um absorvente em forma seca ou úmida (como a cal hidratada ou bicarbonato de sódio) nos efluentes gasosos, a fim de eliminar as emissões de gases ácidos. Deve ser previsto, entre o ponto de injeção e o precipitador eletrostático, um tempo de residência suficiente para assegurar uma absorção eficiente. Além disso, também haverá a injeção de carvão ativado, que reduz a emissão de dioxinas e furanos.
O precipitador eletrostático é utilizado em larga escala para controle de particulados, que utiliza forças eletrostáticas para movimentar as partículas desde o fluxo de gases até os eletrodos coletores. Nota-se que os precipitadores são os únicos equipamentos de controle de particulados nos quais as forças de remoção atuam somente sobre as partículas e não sobre todo o fluxo de gás, o que já mostra uma vantagem em relação aos outros equipamentos por provocar altas eficiências de separação das partículas (SILVA, 2000). 
Uma das principais vantagens da utilização e larga aplicabilidade dos precipitadores é o fato de apresentar alta eficiência em todos os tamanhos de partículas, 94,8% em pó superfino (STAIRMAND, 1970). Além disso, apresentam como vantagens o tratamento de grandes volumes de gases, separação seca e úmida, ampla faixa de temperaturas e baixos custos de operação. Ressalta-se, porém que tal equipamento possui desvantagens como alto custo de investimento e necessidade de grandes áreas (OGAWA, 1983).
Os precipitadores eletrostáticos são utilizados, também, em usinas siderúrgicas, plantas de produção na indústria eletrometalúrgica, química e de papel e celulose, caldeiras e carvão ou óleo, caldeira de biomassa, secadores e moinhos de carvão, plantas de produção de cimento, cal e gesso, plantas de geração de energia, fornos de fusão de vidros, indústria de fertilizantes, plantas de produtos carboquímicos, plantas de produção de gás.
Como mostrado na tabela 3, o precipitador eletrostático possui como requisitos operacionais uma grande área e um grande investimento financeiro inicial. Os custos operacionais são reduzidos devido ao baixo consumo de energia, baixa perda de carga, menores custos com peças sobressalentes e mínimas exigências de manutenção. Para garantir um funcionamento livre de problemas, utiliza-se resfriadores por evaporação, que são instalados, principalmente, em indústrias de cimento e plantas de incineração. Os componentes essenciais de um resfriador por evaporação são o cone de entrada de gás com acessórios para dispositivos de distribuição de gás, revestimento cilíndrico da torre de resfriamento onde gases de exaustão são resfriados e condicionados através da aspersão de água e da evaporação resultante, o coletor onde é coletada a poeira separada do gás e sistemas de aspersão.
O princípio de funcionamento é baseado em interações elétricas. Na região de entrada dos precipitadores, as partículas são carregadas eletricamente por íons gerados nas regiões de descarga elétrica (onde ocorrem campos elétricos de alta intensidade). As partículas assim carregadas são atraídas pelas placas coletoras através de forças elétricas onde se depositam, criando uma camada. A espessura dessa camada tende a aumentar continuamente, diminuindo a eficiência do processo. Assim, torna-se necessário sacudir as placas coletoras a intervalos regulares, para se evitar uma deterioração demasiada da eficiência e para a remoção final do particulado assim precipitado. Do ponto de vista físico, o processo de precipitação eletrostática compõe-se de três estágios básicos: eletrificação das partículas, transporte das partículas eletrificadas às placas coletoras e remoção da camada de partículas das placas coletoras aos silos (OZAWA, 2003). Na maioria dos precipitadores industriais, batedores mecânicos ou eletromecânicos são usados nesta remoção. O sistema de limpeza constitui de batedores ou vibradores pneumáticos que faz as partículas desgrudarem das placas coletoras por impacto ou vibração e caem nas moegas, que encaminha o pó para descarte. São construídos em chapas de aço carbono especial. Os resíduos gerados neste equipamento podem ser reaproveitados nos processos industriais ou, caso não seja possível a sua reutilização, devem ser destinados adequadamente em aterros.
Para o dimensionamento do precipitador, utiliza-se a equação de Deutsh-Anderson que dispõe de parâmetros como a área total de eletrodos coletores, fluxo volumétrico de gás, velocidade terminal da partícula no campo e diâmetro da partícula para determinar-se a eficiência por frações. Além da eficiência, pode-se determinar a área específica de coleção SCA, para tanto, utiliza-se, também; o parâmetro velocidade efetiva de migração, de acordo com as seguintes equações:
;
Sendo:
Os valores de para cada processo a ser controlado é “know-how” do fabricante e foram obtidos através de pesquisas e experiências de fornecimentos ao longo do tempo, constituindo-se como sua tecnologia.
TECNOLOGIAS RECENTES
Além do tratamento dos gases gerados pelo incinerador, deve-se tem priorizar seu controle, através de medidas indiretas. Tais medidas envolvem a boa operação, manutenção dos equipamentos, mudança de combustíveis, combustão completa, entre outros. As medidas diretas envolvem os equipamentos de tratamento desses gases.
Muitas são as tecnologiasempregadas para o tratamento de gases de processos térmicos, como filtros manga, precipitador eletrostático, lavadores úmidos, adsorvedores, absorventes, condensadores, lavadores a seco, coletores mecânicos, entre outros. Esses equipamentos já têm o uso consolidado no mercado. Uma tecnologia mais recente é a filsorção, que é uma combinação de filtração, adsorção e reação química. O sistema pode ser, por exemplo, associado a lavadores de gases para a remoção final de dioxinas e metais pesados, além de atuar como um filtro de polimento de poeira e gases ácidos. É uma tecnologia segura que dá níveis extremamente baixos de emissão. (CARLSSON, 2001)
Nota-se que é uma tecnologia que engloba a remoção dos principais gases (dioxinas, furanos, gases ácidos e metais pesados), mas não é muito difundida no Brasil, sendo mais comum os lavadores seguidos de filtro manga.
MONITORAMENTO DA QUALIDADE AMBIENTAL
Os padrões de qualidade do ar (PQAr) segundo a OMS em 2005, variam de acordo com a abordagem adotada para balancear riscos à saúde, viabilidade técnica, considerações econômicas e vários outros fatores políticos e sociais. No Brasil os padrões de qualidade do ar foram estabelecidos pela Resolução Nº 03/90 do CONAMA divididos em padrões primários e secundários. De acordo com Ministério do Meio Ambiente, os padrões primários de qualidade do ar são concentrações de poluentes que, se ultrapassados, podem afetar a saúde da população, podendo ser entendidos como níveis máximos toleráveis e constitui metas de curto a médio prazo. Enquanto os padrões secundários são as concentrações de poluentes atmosféricos abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem estar da população, podendo ser entendidos como níveis desejados de concentração de poluentes, constituindo-se uma meta de longo prazo. A própria Resolução Nº 03/90 do CONAMA prevê que caso o território não tenha sido classificado conforme seu uso pretendido, os padrões aplicáveis serão os primários. 
Os parâmetros regulamentos pela legislação ambiental são as partículas totais em suspensão, fumaça, partículas inaláveis, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, ozônio e dióxido de nitrogênio. Dados comparativos entre Brasil, EUA, UE e Agência Californiana mostram que os padrões de partículas inaláveis usados no Brasil desde 1990 é MP10 enquanto nos Estados Unidos desde 1997 é MP2,5, sendo que as partículas mais nocivas à saúde são MP2,5 que nem possuem regulamentação no Brasil (COELHO, 2013). Os padrões utilizados no Brasil, portanto, são ultrapassados. Além desses padrões, os limites máximos de emissões permitidos no Brasil são bem altos se comparados com EUA e UE, por exemplo, o que não favorece a qualidade do ar. 
Nota-se, também, que o monitoramento da qualidade do ar no Brasil é falha uma vez que o monitoramento no país ocorre em quatro regiões, excetuando-se a Região Norte, e em apenas 40% das unidades federativas (11/27); o Distrito Federal e 10 estados, a saber: Bahia, Espirito Santo, Goiás, Mato Groso, Minas Gerais, Paraná́, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul, São Paulo e Sergipe. Apenas 1,7% dos municípios são cobertos pelo monitoramento da qualidade do ar no país. A região sudeste representa 78% dos municípios monitorados. As regiões norte, centro-oeste e nordeste do país, de acordo com o relato de dados públicos, apresentam enorme carência no acompanhamento da qualidade do ar nos seus domínios (VORMITTAG, 2014). Destaca-se a emergência do monitoramento do MP2,5, dados os novos conhecimentos sobre sua relevância para a saúde da população. Somente São Paulo e Ria de Janeiro monitoram MP2,5, respectivamente, em 16% e 22% de suas estações. Conclui-se que os parâmetros de qualidade do ar e os limites máximos de emissão de poluentes utilizados no Brasil são desatualizados e pouco eficientes, além de poucos dados do monitoramento serem disponibilizados para consulta. Ressalta-se, também, que o monitoramento de dioxinas e furanos no Brasil é muito caro e, portanto, pouco realizado. Tal fato é de extrema inconsistência, uma vez que estes compostos levam grande risco à saúde da população, como já citado a cima. Assim, o Brasil deve investir em tecnologias de monitoramento destes compostos, para então tornar-se possível o comprimento da CONAMA 316/02.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nota-se que a incineração é um tratamento bastante utilizado para destinação final de resíduos de serviço de saúde, apesar dos visíveis problemas relacionados à sua operação e, consequentemente, 
Ao final do texto deverão aparecer as REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS, utilizando fonte Times New Roman, corpo 10, alinhamento de parágrafo justificado e espaçamento de parágrafo de 6 pontos (depois). No início de cada item bibliográfico deverá ser usado um marcador de numeração crescente, com Posição do Número: esquerdo, Alinhado em: 0 cm e distância de recuo de texto Recuar em: 0,6 cm. Exemplo:
2 linhas em branco, fonte Times New Roman, corpo 10
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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CARLSSON, K.B. Flue gas emissions. In: Incineration of Municipal Waste with Energy Recovery, 2001, England. Proceedings… England: Departament of Fuel and Energy, School of Process, Environmental and Materials Engineering.
COELHO, C.C. Análise da Resolução 03/90 do CONAMA e suas Contradições Atuais na Esfera do Espírito Santo. 2013. Trabalho de Conclusão de Curso- Faculdade de Direito de Vitória.
CENTROPROJEKT DO BRASIL. Sistemas/Controle de Poluição Atmosférica. Disponível em: <http://www.centroprojekt-brasil.com.br/02_atmosferica_01.htm>. Acesso em: maio de 2015.
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OGAWA, A. Separation of Particles from Air and Gases, vol.2, 1983.
OZAWA, M. Determinação Experimental da Resistividade Ôhmica de Cinzas Volantes para Projeto de Precipitadores Eletrostáticos. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2003.
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