Galvanoplastia

Aluno: Rodrigo Vasconcelos

Professora: Roberta Gaidzinski

UEZO – Tecnologia em Processos Metalúrgicos

A Galvanoplastia é um ramo da indústria metal-mecânica onde se

realiza o tratamento de superfícies metálicas ou plásticas

mediante processos químicos ou eletrolíticos, sendo considerada

uma das mais tóxicas entre os mais diversos tipos de indústrias

devido à presença de metais pesados e seu efeito acumulativo.

O que é Galvanoplastia?

A galvanoplastia pode causar alterações em:

Órgãos do sistema cardiovascular

Lesões no córtex

Na capa granular

Perda de coordenação dos movimentos, entre outros.

Devido a estes fatores, tratar os poluentes gerados em indústrias

galvânicas é, portanto, indispensável, independente do volume de

descartes.

Introdução

Os resíduos gerados pelas empresas de tratamento de superfície,

denominadas galvanoplastia, podem ser considerados os mais

tóxicos entre os mais diversos tipos de indústrias, devido à

presença dos metais pesados. O objetivo da galvanoplastia é

prevenir a corrosão, aumentar a dureza e a condutividade das

superfícies, além de tornar os produtos com aparência mais

atrativa através da deposição de uma fina camada metálica sobre

a superfície.

Desenvolvimento

Metais comumente utilizados em galvanoplastia: Cr, Ni, Zn, Cd,

Cu, Ag, Au, Sn e Pb. Algumas ligas, como latão (Cu / Zn) e

bronze (Cu / Sn) também pode ser eletrodepositores.

O objeto cuja superfície será revestida sofre a redução e deve

estar ligado ao polo negativo, o catodo, de uma fonte de

energia, enquanto o metal que sofre a oxidação deve ser ligado

a um polo positivo, o anodo.

Desenvolvimento

No processo, as reações não são espontâneas. É necessário

fornecer energia elétrica para que ocorra a deposição dos

elétrons (eletrolise). Trata-se, então, de uma eletrodeposição

na qual o objeto que recebe o revestimento metálico é ligado

ao polo negativo de uma fonte de corrente contínua enquanto o

metal que dão revestimento é ligado ao polo positivo.

Para que a película do metal se ligue a outro, além de uma

perfeita limpeza e desengorduramento da superfície, épreciso

conhecer suas naturezas e propriedades químicas.

Exemplo de galvanoplastia

Doração – banho de Au em um anel de Ag

O anel será o catodo ligado ao polo negativo da pilha enquanto

que no polo positivo (anodo) deverá haver uma lâmina de ouro.

Esses elétrodos podem estar mergulhados numa solução aquosa de

um sal de ouro, por exemplo, o Nitrato de ouro (III) (Au(NO3)3).

Como há a lâmina, não é necessária uma concentração muito

elevada.

o Pólo negativo (catodo): {Au3++ 3e-→Au} -semi-reação: Redução

o Pólo positivo (anodo): {Au →Au3++ 3e-} -semi-reação: Oxidação

Pólo negativo (cátodo): {Au3++ 3e- →Au} -semi-reação: Redução

Pólo positivo (ânodo): {Au →Au3++ 3e-} -semi-reação: Oxidação

Impactos Ambientais Causados

Consumo de água e geração de

efluentes

A água é o principal insumo utilizado nas indústrias de

galvanoplastia. Com exceção do desengraxe por solventes,

todos os outros eletrólitos são soluções aquosas. O consumo da

água é um fator que preocupa o industriário em dois pontos.

Consumo de água e geração de

efluentes

Custo da água consumida: em várias regiões do país há escassez

do recurso, tendência que pode se agravar com a super

exploração de águas superficiais e subterrâneas. Com o tempo

pode aumentar o custo deste recurso.

Maior consumo de água implica em maior quantidade de

efluentes, portanto, maiores custos em seu tratamento, maior

geração de lodo no tratamento, etc.

Consumo de água e geração de

efluentes

Os efluentes gerados no processo galvânico são compostos tanto

por água de desengraxe como por descarte de alguns

eletrólitos. Efluentes perigosos exigem tratamento e disposição

especiais e incluem:

Eletrólitos gastos ou contaminados contendo metais;

Soluções gastas de limpeza (ácido sulfúrico, clorídrico, ácido

crômico ou hidróxido de sódio);

Sais e metais pesados em solução.

Consumo de água e geração de

efluentes

Acidentes ou a falta de tratamento adequado dos efluentes

podem causar:

1. Perda do sistema de tratamento biológico de esgotos da região

e consequentes problemas no seu gerenciamento;

2. Danos aos recursos hídricos para abastecimento, por

contaminação grave em virtude de cianeto, metais etc;

3. Destruição de ecossistemas aquáticos.

Emissões Atmosféricas

As emissões provenientes da atividade são oriundas do uso de

compostos orgânicos voláteis (VOC) e de material particulado

fino. A presença de particulados pode causar problemas de

saúde aos moradores próximos da empresa.

As emissões de uma galvanoplastia incluem:

Vapores ácidos ou com cianetos;

Partículas metálicas ou pó do processo;

Névoas de aerossol.

Resíduos sólidos

Os principais resíduos sólidos gerados numa indústria galvânica são:

Lodo de tratamento, que contém sais metálicos precipitados na forma

de hidróxidos;

Produtos rejeitados;

Pó de polimento;

Resíduos Sólidos

Os resíduos sólidos, notadamente o lodo do tratamento, são um

dos problemas que mais afeta a atividade. Atualmente, a

alternativa mais usada é a disposição em aterros especiais, com

altos custos de disposição. Em função dos metais presentes no

lodo, este resíduo é classificado como classe I – Perigoso, pela

ABNT NBR 10004, o que exige esta destinação controlada.

Energia

Além da água, o segundo insumo mais utilizado em

galvanoplastia é a energia elétrica. Ela é necessária para as

reações de deposição, operação de eletrólitos, motores e

compressores, além do aquecimento dos eletrólitos e a

secagem de peças. Embora não haja legislação que controle

este consumo, a exemplo do que ocorre com a água deve-se ter

o cuidado de reduzir o consumo de eletricidade ao mínimo, de

modo a reduzir custos.

Metais

O principal impacto dos metais no ambiente está na forma de

sais solúveis, que não são destruídos no processo de

tratamento, permanecendo no lodo resultante. A sua forma

pode mudar ou ser alterada para que não estejam facilmente

biodisponíveis, mas continuam presentes.

Outros

Cianetos: Compostos solúveis de cianeto tais como o cianeto de

hidrogênio ou de potássio têm baixa adsorção em solo com alto pH,

alto carbonato e baixa argila. No entanto, em pH menores que 9,2 a

maior parte do cianeto livre se converte em HCN que é altamente

volátil e tóxico. Os cianetos solúveis não se bioconcentram;

Surfactantes: são usados em desengraxantes, umectantes,

decapantes e abrilhantadores. Alguns surfactantes tem baixa

degradabilidade em sistemas aquáticos;

Outros

Nitrilas: São altamente voláteis e biodegradáveis quando

lançadas em água, e não se bioconcentram em organismos

aquáticos. As nitrilas tem o potencial de lixiviar para as águas

subterrâneas por não serem adsorvidas pelo solo. Elas resistem a

hidrólise no solo e na água.

Desta forma, observa-se que um grande número de insumos

utilizados nos processos de galvanoplastia possuem toxicidade

ou periculosidade se não forem manuseados e/ou tratados

adequadamente. Porém, existem meios de prevenir e remediar

danos ao meio ambiente e também aos trabalhadores

envolvidos no processo.

Medidas de Proteção mais Limpa

O que são estas medidas?

São alternativas que além de eliminar desperdícios de matéria

prima, aumentam a eficiência dos processos e trazem, além

da adequação ambiental, a redução de custos, melhoria da

imagem da empresa, entre outros benefícios.

Nos próximos slides serão apresentadas algumas medidas

possíveis de redução de insumos em galvanoplastia

Eliminação ou substituição de materiais

tóxicos por outros menos tóxicos.

Eletrólitos de ouro livres de cianeto base sulfito [Au(SO3)], com

cobre e paládio como metais de liga;

Uso de eletrólitos de bronze em substituição ao níquel, uma vez

que o níquel em contato com a pele pode causar reações

alérgicas.

Eletrólitos de cobre sem cianeto, desenvolvidos pela

preocupação com a saúde e segurança dos operadores em

galvanoplastia.

Aumento de Vida Útil dos Eletrólitos

Transformações químicas dos eletrólitos (parte do cianeto dos

eletrólitos se oxida em carbonato, por exemplo);

Deposição de impurezas aderidas às peças;

Acréscimo de água de lavagem;

Impurezas contidas nos ânodos;

Arraste (drag out) de outros eletrólitos

Recuperação de Materiais

Uma vez que não é mais possível reduzir o gasto de produtos,

deve-se tentar a recuperação, principalmente quando se tratam

de metais nobres. Para tal finalidade usam-se estas técnicas:

Uso de Evaporadores

Troca Iônica

Eletrodiálise

Acidente em indústrias

Galvanoplásticas

Nos últimos trinta anos, ocorreu, em média, um vazamento em

bacias de contenção por ano, sendo que um terço desses

acidentes envolveram cianeto. Os vazamentos acidentais destas

soluções, em rios e cursos d’água, têm produzido uma grande

quantidade de mortes na fauna aquática, bem como destruído

plantações ribeirinhas.

Acidente em indústrias

Galvanoplásticas

O maior acidente envolvendo vazamento de cianeto ocorreu em

30 de janeiro de 2000 na Romênia (baía de Maré), que

acarretou morte de 20.000 trutas e contaminou cerca de 320

Km do rio Danúbio.

Acidente em indústrias

Galvanoplásticas

No Brasil, podem ser relatados a poluição da baía de Babitonga

localizada próxima ao polo industrial da grande Joinville (SC),

onde indústrias de galvanoplastia descartaram efluentes com

elevados teores de metais pesados e cianeto; o córrego do Jacu

(MG) que foi contaminado pela lavra da Serra Luiz Soares e a

geração de 9,0 toneladas/dia de lama contendo cianeto e

metais pesados de cerca de 300 indústrias de galvanoplastia na

cidade de Limeira (SP), considerada a capital brasileira da joia.

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