m o s t r a w e b x y

1

NÚCLEO DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS

28/04/2006 – REUNIÃO 1 NucMat

ÁREA DE CONHECIMENTOGERENCIAMENTO DE RESÍDUOS

NucMat

ENERGIA

MATERIAIS CONSTRUÇÃO CIVIL

GERENCIAMENTOINTEGRADO

RSU

CaracterizaçãoResíduos SólidosIndustriaisP+L

Eficiência Energética

Valorização de RSUso no ConcretoUso em Mat. Cerâmicos

Gerenc. MunicipalCompostagemReciclagemAterro SanitárioTratamento LixiviadoPirólise

CURSO ENG. CIVIL

CURSO ENG. MECÂNICA

2



Projeto de Pesquisa principal:GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS

1) Caracterização Ambiental, Química, e

Estrutural de Resíduos Sólidos Metalúrgicos

2) Produção Mais Limpa:

* Minimização de Descarte de Areia de Fundição

* Reutilização de resíduos no processo de origem

* Minimização da geração de pó metalúrgicos

* Valorização de resíduos sólidos (outras aplicações)

3



EQUIPE 2005 (14)EQUIPE 2005 (14) Coordenação: Prof. Dr. Carlos Moraes Equipe: Profa. Dra. Feliciane Brehm Prof. Ms. Walter Andrey Fontana Eng. Gelson Laboratorista Carlos Dutra Bolsista Luis Dutra Bolsista Daiane Calheiro Bolsista Mozart Constantin Hinterholz Bolsista José Anapolski Bolsista Camila Luvison Zardo Bolsista Jozi Carneiro Bolsista Manoel Lisiane Rocha (Pesquisadora Voluntária) Profa. Ana Garcia (feevale)

4



20052005

Projetos de Pesquisa: 3 encerrados (propostas = 5)

Serviços (pontuais e fora de rotina – maioria) = 9 empresas, 17 serviços (de +/- 15 propostas)

Número de pessoas envolvidas: 14

Publicações: 3 artigos em revista

4 artigos completos em congresso

3 resumos em congresso (I.C.)

5



EQUIPE 2006 (14)EQUIPE 2006 (14) Coordenação: Prof. Dr. Carlos Moraes Equipe: Profa. Dra. Feliciane Brehm Prof. Ms. Walter Andrey Fontana Eng. Gelson Laboratorista Carlos Dutra Bolsista Luis Dutra Bolsista Daiane Calheiro Bolsista Rodrigo Garcia Bolsista Jozi Carneiro Bolsista Kátia Bolsista Wilson (a partir de maio/2006 – até junho) Bolsista Rosangela Lisiane Rocha (Pesquisadora Voluntária) Profa. Ana Garcia (feevale - colaboradora)

6



PRODUÇÃO EM 2006PRODUÇÃO EM 2006 Projetos de Pesquisa: 4

Projeto FUNDI/RS – DIAGNÓSTICO AMBIENTAL EM 21

FUNDIÇÕES.

Serviços (pontuais e fora de rotina – maioria) = 5 empresas, 10 serviços (de +/- 7 propostas)

Número de pessoas envolvidas: 14 Projeto de mestrado em Gerenciamento de Resíduos Publicações: 4 artigos em revista (2 nacionais, e internacionais)

10 artigos completos em congresso

3 resumos Mostra IC UNISINOS, 3 SIC UFRGS, 2 FEEVALE

1 capítulo de livro

7



EQUIPE 2007 (14 + 2 ou 7)EQUIPE 2007 (14 + 2 ou 7) Coordenação: Prof. Dr. Carlos Moraes Equipe: Profa. Dra. Feliciane Brehm Prof. Ms. Walter Andrey Fontana Eng. Gelson Laboratorista Carlos Dutra Bolsista Daiane Calheiro Bolsista Rodrigo Garcia Bolsista Rosangela Bolsista Kátia Bolsista Grace Bolsista Joice Lisiane Rocha (Pesquisadora projeto GERDAU) Profa. Ana Garcia (Consultora) Engenheiro – a contratar Bolsista – a contratar

8



PREVISÃO PARA 2007PREVISÃO PARA 2007 Projetos de Pesquisa: 4 novos, 2 continuam, 2 em discussão (fundi-RS, GERDAU), 1 aprovado (provável início abril) (1 esperando resposta da FINEP)

Serviços (pontuais e fora de rotina – maioria) = 3 empresas, 4 serviços (de +/- 6 propostas) Número de pessoas envolvidas: 14, podendo chegar a 21. Início de mestrado em Gerenciamento de Resíduos (2 orientandos) Publicações: 2 artigos em revista (já publicado 1, 1 aceito, 4 em julgamento) 10 artigos completos em congresso (enviados 7 já) 4 resumos em congresso (I.C.) (4 a serem enviados/UNISINOS/UFRGS/FEEVALE?)

9

PROJETO PRINCIPAL – GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS INDUSTRIAIS2006/2007

PROJETO AEP-INOVAFEV/2007 – JAN/2008

PROJETO GKNJAN-DEZ/2007

GERENCIAMENTO FUNDIÇÕESJAN/2007 – JAN/2008

GUSA X SUCATA P+L DESCASCA LODO FOS E FQGESTÃO AMBIENTAL

P+L

PROF. CARLOS =WAGNER (LASID)

PROF. CARLOS E FELICIANE

PESQUISADORA ADM. LISIANE

REGENERAÇÃO

PROF. WALTER

PESQUISADOR Dr. FRANCISCO

PROF. FELICIANE PROF. CARLOS PROF. CARLOS

BIC - PAULO

PESQUISADOR Dr.. FRANCISCO

BIC - RODRIGO

UNIBIC- JOICE

BIC - PAULO

PIBIC - ROSÂNGELA

DAIANE

UNIBIC - JOICE

DAIANE

RODRIGO

PROFA. ANA

ADM LISIANE

UNIBIC - JOICE

PROFA. ANA CONSULTORA

ESTAGIÁRIA DAIANE

ESTAGIÁRIO MARCELO

PROJETO SGA/

RECICLA ALUMÍNIO

PROF. CARLOS

CARLOS DUTRA

DAIANE

BIC - RODRIGO

BIC - RODRIGO

10



Minimização de resíduos com Minimização de resíduos com implementação do programa de implementação do programa de

produção mais limpa na industriaprodução mais limpa na industria

Gerenciamento de Resíduos SiderúrgicosGerenciamento de Resíduos Siderúrgicos GERDAU AEP GERDAU AEP

11



FASE 1 Março Abril Maio

FASE 3Julho - Novembro

FASE 2 Maio Junho Julho

Reunião de Apresentação

Familiarização com o processo

Levantamento de dados

Apresentação da ferramenta P+L

Análise de dados

Relatório Parcial 1

PRODUÇÃO MAIS LIMPA – AEP GERDAU

Estudo de viabilidade

Banco de Idéias

Capacitação de grupo

Sensibilização de colaboradores

Marketing

Implementação e monitoramento das propostas

Já realizado

Em andamento

Em elaboração

Relatório Parcial 2

Material informativo e de apoio

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PRODUÇÃO MAIS LIMPA

MINIMIZAÇÃO DE

RESÍDUOS E EMISSÕES

REUSO DE RESÍDUOS,

EFLUENTES E EMISSÕES

NÍVEL 1 NÍVEL 2 NÍVEL 3

REDUÇÃO NA

FONTE

RECICLAGEM

INTERNA

RECICLAGEM

EXTERNA

CICLOS

BIOGÊNICOS

MODIFICAÇÃO

NO PRODUTO

MODIFICAÇÃO

NO PROCESSOESTRUTURAS MATERIAIS

BOAS PRÁTICAS

DE P+L

SUBSTITUIÇÃO

DE MATÉRIAS-

PRIMAS

MODIFICAÇÃO

TECNOLÓGICA Fonte: CNTL, 2001Fonte: CNTL, 2001

FERRAMENTASDO PROGRAMA

13



O Nucmat/Unisinos tem trabalhado adaptando as metodologia usuais à realidade da AEP.

A primeira etapa esteve focada na necessidade de conhecer a situação ambiental atual da empresa, seus processos, tecnologias e colaboradores;

definir o método de trabalho e

traçar as ações para a implantação do projeto.

Metodologia NucmatMetodologia Nucmat

14



A segunda etapa contempla toda a parte de sensibilização e capacitação, bem como, avaliações dos treinamentos realizados;


15



SensibilizaçãoSensibilização

Ocorreu nas datas: 4, 5, 9, 11, 12, 16 e 19/07 Duração: 1h Nº Colaboradores treinados: 235 Falta treinamento: 37 ( 04/09 e 11/09) Total de colaboradores Aciaria: 272

16



A terceira etapa se caracteriza pelo estudo de viabilidade em

conjunto com SGA e multiplicadores, apoio aos colaboradores e monitoramento da implantação das sugestões (oportunidades) de P+L, oriundas:

Do Programa de Sugestões Sugestões apresentadas pelo NUCMAT


17



18



SUGESTÕES DE P+L DA ACIARIA

PERÍODO 04/07 – 31/08

Nº DE SUGESTÕES TOTAL: 76

19



CONSIDERAÇÕESCONSIDERAÇÕES

Esta pesquisa está em andamento com prazo até final de dezembro/2007 para consolidar a implementação do programa de produção mais limpa em um dos setores da empresa;

Os resultados obtidos até o momento indicam uma participação e um entendimento por parte dos colaboradores quanto a importância de todos terem a responsabilidade de diminuir a geração de resíduos durante o processo de fabricação de aço.

20



Minimização de resíduos com Minimização de resíduos com implementação do programa implementação do programa de produção mais limpa na de produção mais limpa na

industriaindustria

Diagnóstico Ambiental em Diagnóstico Ambiental em Fundição Fundição

21 empresas, SEBRAE 21 empresas, SEBRAE

21



EQUIPEEQUIPE

Carlos Alberto Mendes Moraes, e-mail: [email protected],

Eliseu Eduardo Ely, e-mail: [email protected]

Lisiane Kleinkauf Rocha, e-mail: [email protected]

João Simon, e-mail: [email protected]

Sérgio Kessler, e-mail: [email protected]

Cláudio Silveira, e-mail: [email protected]

Ana Cristina de Almeida Garcia, e-mail: [email protected]

Geovani Lorscheitter, e-mail: [email protected]

Mara Berti, e-mail: [email protected]

Marco Aurélio Copetti, e-mail:[email protected]

mailto:[email protected]

22



EMPRESAS EMPRESARIAL % TECNOLÓGICA % AMBIENTAL %

1 24 60 35 64,8 6,5 28,3

2 11 27,5 32 59,3 5,5 23,9

3 14 35 28 51,9 4 17,4

4 20 50 36 66,7 4,5 19,6

5 15 37,5 31 57,4 5 21,7

6 21 52,5 28 51,9 10,5 45,7

7 14 35 28 51,9 9,5 41,3

8 15 37,5 35 64,8 6,5 28,3

9 20 50 30 55,6 11,5 50,0

10 18 45 27 50 9,5 41,3

11 11 27,5 27 50 11 47,8

12 17 42,5 37 68,5 15,5 67,4

13 15 37,5 32 59,3 16 69,6

14 27 67,5 44 81,5 9,5 41,3

15 13 32,5 15 27,8 4 17,4

16 10 25 27 50 6 26,1

17 ---- ---- 29 53,7 10 43,5

18 7 17,5 25 46,3 7,5 32,6

19 18 45 24 44,4 11 32,6

20 19 47,5 18 33,3 17,5 76,1

21 16 40 28 51,9 7,5 32,6

DIAGNÓSTICO REALIZADO EM 21 FUNDIÇÕES DO VALE DOS SINOS DIAGNÓSTICO REALIZADO EM 21 FUNDIÇÕES DO VALE DOS SINOS NO PERÍODO DE JULHO/2006 – MARÇO/2007NO PERÍODO DE JULHO/2006 – MARÇO/2007

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CONSIDERAÇÕESCONSIDERAÇÕES O Projeto Fundi-RS vem trazendo, desde o seu início,

inúmeros benefícios para o setor de Fundição na região do Vale do Rio dos Sinos. Além de indicar a necessidade de modernização para as empresas do Grupo nas áreas tecnológica, de gestão empresarial e ambiental, as avaliações dos DIAGNÓSTICOS mostram a necessidade de buscar estas melhorias contínuas, para se tornar mais competitivo no mercado.

Neste sentido foi criado um selo de qualidade par este grupo de fundições que vem investindo em qualificar seus colaboradores e processo. Espera-se que até o final de 2007 pelo menos 5 empresas sejam certificadas com o selo FUNDI-RS, contando com a participação da UNISINOS com uma das instituições responsáveis pela sua criação e monitoramento, em conjunto com SEBRAE e SENAI.

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Minimização de resíduos com Minimização de resíduos com implementação do programa implementação do programa de produção mais limpa na de produção mais limpa na

industriaindustria

Regeneração Termomecânica de Regeneração Termomecânica de areia usada de fundiçãoareia usada de fundição

Apoio: Fundição Lorscheitter Apoio: Fundição Lorscheitter

25

Rodrigo Crippa Gaspar, e-mail: [email protected] Crippa Gaspar, e-mail: [email protected]

Daiane Calheiro, e-mai:l [email protected] Calheiro, e-mai:l [email protected]

Kátia Ross de Oliveira, e-mail: [email protected]átia Ross de Oliveira, e-mail: [email protected]

Feliciane Andrade Brehm, e-mail: [email protected] Andrade Brehm, e-mail: [email protected]

Carlos Alberto Mendes Moraes, e-mail: [email protected] Alberto Mendes Moraes, e-mail: [email protected]

EQUIPEEQUIPE

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RECUPERAÇÃO DE AREIA

REGENERAÇÃO DE AREIA

MINIMIZAÇÃO DE PERDAS

RECICLAGEM EXTERNA

SEQUÊNCIA DA PESQUISA

RECICLAGEM INTERNA

A SER INICIADO EM AGOSTOAREIA VERDE NA

CONSTRUÇÃO CIVIL

DIAGNÓSTICO

IMPLEMENTAÇÃO DO PROGRAMA DE PRODUÇÃOMAIS LIMPA

TRABALHO EM DESENVOLVI MENTO

AREIA DE FUNDIÇÃO USADA EQUIVALE A 90% DOS RESÍDUOS DESCARTADOS NUMA FUNDIÇÃO

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Regeneração Termomecânica

Areia Usada

Destorroamento

Areia Regenerada

Regeneração Mecânica

Regeneração Térmica

Resfriamento

Classificação Granulométrica

Perda ao Fogo

Caracterização estrutural

Metodologia

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DESTORROAMENTODESTORROAMENTO(Peneiramento)(Peneiramento)

REGENERAÇÃO MECÂNICAREGENERAÇÃO MECÂNICA(Regeneração Parcial)(Regeneração Parcial)

AUMENTO DO TEOR DE FINOSAUMENTO DO TEOR DE FINOS 0,60% -0,60% - 0,70%0,70%

Resultado e Análise dos Dados

29



REGENERAÇÃO MECÂNICAREGENERAÇÃO MECÂNICA(Regeneração Parcial)(Regeneração Parcial)

REGENERAÇÃO TÉRMICAREGENERAÇÃO TÉRMICA(Regeneração Final)(Regeneração Final)

PERDA DE MASSA - PERDA DE MASSA - Média 1,20%Média 1,20%

4.Resultado e Análise dos Dados

30



Conclusões- Apesar de vários processos tanto de regeneração mecânica

como térmica já existirem em âmbito comercial sabe-se também que algumas dúvidas continuam, em especial quanto ao nível de eficiência, em especial, da regeneração mecânica.

- Dentro das condições experimentais do presente trabalho mostrou-se que, somente com a regeneração mecânica ou térmica, a limpeza dos grãos de areia com camadas de resina fenólica é apenas parcial.

- Por outro lado, a combinação da regeneração mecânica com a térmica, nesta seqüência, apresentou resultados bastante eficazes para a completa limpeza dos grãos de areia.

31



Reciclagem de lodo de Reciclagem de lodo de fosfatização como adição em fosfatização como adição em cerâmica vermelha (tijolo).cerâmica vermelha (tijolo).

Apoio: Apoio: GKN do Brasil LtdaGKN do Brasil Ltda

32



Equipe ExecutoraEquipe Executora

Carlos A. M. Moraes

Carlos Dutra

Cláudio Kazmierczak

Daiane Calheiro

Décio Collatto

Feliciane Andrade Brehm

Marlova Kulakowski

Rodrigo Gaspar

Rosângela Andréia Bersch

33



AmostragemAmostragem

34



Difração de raios-X - LFDifração de raios-X - LF

A amostra foi moída em gral de ágata para que todos os grãos estivessem numa granulometria abaixo de 44 m

35



1. CaO -Oxido de Cálcio.

2. CaCO3 - Calcita

3. Na2,5 (PO4!SO4) – Sulfato Fosfato de Sódio

4. (Ca, Mn) CO3 – Manganocalcita

5. FePO4 - Fosfato de Ferro

6. Cu5P2O10 – Fosfato de Cobre

Pico Fases presentes Pico Fases presentes

A 6 H 1,2,4

B 3 I 2

C 6 J 1,2,4

D 1,5 K 2,4

E 1,2,4,6 L 2,4

F 5 M 2,4

G 3,4

Difração de raios-X - LFDifração de raios-X - LF

36



Determinação do teor de umidade Determinação do teor de umidade do lodo de fosfatodo lodo de fosfato

A determinação do teor de umidade do lodo de fosfato foi realizada utilizando a Determinadora de Umidade - Termobalança Modelo Top-Ray. O valor encontrado para este ensaio foi de 66,18%.

37



Metodologia para obtenção de Metodologia para obtenção de corpos de prova cerâmicos corpos de prova cerâmicos

contendo lodo de fosfatização em contendo lodo de fosfatização em laboratóriolaboratório

38



Moagem

Teste de plasticidade Moldagem

Pesagem e medição dos corpos de prova

Queima


Ensaio de Resistência a Flexão

Pesagem

24 horas sob água

Obtenção peso Saturado

Obtenção peso Submerso

Estufa

Pesagem

Misturador

Laminador

Maromba

Determinação da absorção de água

Secagem (estufa a 110°C)


39



As formulações realizadas foram:

Amostra 0 - Argila + 24% água

Amostra 1 - Argila + 2,5% lodo de fosfato + 24% água

Amostra 2 - Argila + 5,0% lodo de fosfato + 22,3% água

Amostra 3 - Argila + 7,5% lodo de fosfato + 21,5% água

FormulaçãoFormulação

40



Tensão Mínima de Ruptura à Tensão Mínima de Ruptura à FlexãoFlexão

41



Tensão Mínima de Ruptura à FlexãoTensão Mínima de Ruptura à Flexão

42



Absorção de água (AA) Absorção de água (AA)

Absorção de Água X Temperaturas de Queima

0

5

10

15

20

25

30

850 900 950

Temperatura de Queima (ºC)

Ab

so

rçã

o d

e Á

gu

a (

%)

Referência (0% LF)

Adição 2,5% LF

Adição 5% LF

Adição 7,5% LF

Máximo 22%

Mínimo 8%

43



Perda ao fogoPerda ao fogoMédia da Perda ao Fogo X Temperaturas de Queima

0

5

10

15

20

850 900 950


Pe

rda

ao

Fo

go

(%

)

Referência (0% LF)

Adição 2,5% LF

Adição 5% LF

Adição 7,5% LF

44



Densidade AparenteDensidade AparenteMédia da Densidade Aparente X Temperaturas de Queima

1,0

1,5

2,0

2,5

850 900 950


Den

sida

de A

pare

nte

(g/c

m3)

Referência (0% LF)

Adição 2,5% LF

Adição 5% LF

Adição 7,5% LF

45



Retração LinearRetração LinearMédia Retração Linear X Temperatura de Secagem

0

5

10

15

20

25

T (ºC)

Temperatura de Secagem (110ºC)

Ret

raçã

o Li

near

(%)

Referência (0% LF)

Adição 2,5% LF

Adição 5% LF

Adição 7,5% LF

46



Avaliação ambiental: argila, lodo de Avaliação ambiental: argila, lodo de fosfatização e dos corpos-de-prova fosfatização e dos corpos-de-prova

cerâmicoscerâmicos

Amostras analisadas: 0 e 2,5% de LF

Temperaturas de sinterização: 850 e 950ºC

Ensaio de lixiviação: NBR 10005 (ABNT, 2004)

- As amostras estudadas não apresentaram lixiviação acima dos limites permitidos pela norma NBR 10004 (ABNT, 2004), não sendo caracterizados como resíduos sólidos Classe I – Perigosos.

Ensaio de solubilização: NBR 10006 (ABNT, 2004)

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Resultados - ensaio de solubilização Resultados - ensaio de solubilização

ParâmetrosReferência

(0% LF) 850°CLodo de

Fosfatização

Adição (2,5% LF)

850°C

Adição(2,5%LF)

950°CLimite de detecção da técnica

Limite Máximo NBR 10004

(ABNT, 2004)

Bário (mg/L) < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5 0,5 0,7

Cádmio (mg/L) < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 0,005 0,005

Sódio (mg/L) 2,57 66,36 5,075 3,025 0,01 200

Cobre (mg/L) < 0,0015 0,028 < 0,0015 < 0,0015 0,0015 2,0

Zinco (mg/L) < 0,0015 1,348 < 0,0015 < 0,0015 0,0015 5,0

Chumbo (mg/L) < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 0,005 0,01

Cromo total (mg/L) < 0,003 < 0,003 < 0,003 < 0,003 0,003 0,05

Ferro (mg/L) 0,392 0,714 0,602 0,528 0,03 0,3

Manganês (mg/L) 0,032 2,23 0,023 0,031 0,0015 0,1

Fenol (mg/L) < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 0,001 0,01

Dureza (mg/L) 7 976,21 221 450 zero 500,0

Nitrato (mg/L) < 0,04 0,206 < 0,04 < 0,04 0,04 10,0

Cianeto (mg/L) < 0,0003 < 0,0003 <0,0003 < 0,0003 0,0003 0,07

Sulfato (mg/L) 1,63 1516,2 226,42 202,2 1,0 400,0

Surfactantes (mg/L) 0,112 2,41 0,265 0,265 0,01 0,5

Cloreto (mg/L) 6,02 18,16 7,35 6,68 Zero 250,0

Fluoreto (mg/L) 0,085 0,63 0,056 0,065 Zero 1,5

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ConclusõesConclusões Em relação aos resultados obtidos para as propriedades

mecânicas e físicas é possível concluir que a adição de 2,5% de lodo de fosfatização no material cerâmico atende as exigências da norma e literatura, considerando as condições experimentais da presente pesquisa, permitindo a sua utilização industrial.

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ConclusõesConclusões A caracterização ambiental demonstra que o produto obtido com a

adição de 2,5% de lodo de fosfatização no material cerâmico seria classificado como Resíduo Sólido Classe II – Não Inerte quando do seu descarte. Este solubiliza ferro acima dos limites estabelecidos pela norma NBR 10004 (ABNT, 2004). Este elemento também é solubilizado na amostra referência, portanto isto não inviabilizaria seu uso, pois o material cerâmico comercializado pela empresa que cedeu as amostras possui a mesma classificação.

O estudo em 2007 evoluiu para a avaliação em Laboratório de tijolos de 6 furos, o que vem mostrando resultados técnicos favoráveis para sua aplicação industrial, o que deve ocorrer no início de 2008 após liberação da FEPAm e que terá o monitoramento técnico e ambiental dos pesquisadores desta pesquisa ligados ao mestrado em Engenharia Civil.

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