borracha recuperação e reuso
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Borracha – Recuperação e Reuso
Luis Tormento
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Considerações
A disposição segura e reuso de rejeitos de borrachas industriais ou de pós–consumo é um sério desafio ao meio ambiente e à saúde pública. Rejeitos de borracha são borrachas quimicamente reticuladas; são os materiais mais difíceis de serem reciclados, uma vez que não podem ser dissolvidos ou fundidos. Geralmente, a reciclagem da borracha pode ser feita através das seguintes técnicas:
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Reciclagem
• Reuso• Redução de tamanho e produção de pós;• Desvulcanização e regeneração;• Recuperação de químicos e energia
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O que é borracha?
• A borracha natural é extraída da árvore da espécie Hevea Brasiliensis, originária da América do Sul.
• Atualmente, cerca de 90% de toda borracha natural vem de plantações da Indonésia, Península Malaia e Sri Lanka.
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O que é borracha?
• A borracha é extraída das árvores na forma de látex. A árvore é “sangrada” por cortes diagonais, por onde flui o látex, que é coletado em pequenos recipientes.
• A produção anual média é de 2,5 kg por árvore ou 450 kg por hectare; algumas árvores especiais podem produzir 3000 kg por hectare.
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O que é borracha?
Hevea Brasiliensis
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O que é borracha?
• O látex extraído é mesclado, diluído em água e coagulado por meio de ácidos.
• É prensado entre rolos para formar lâminas finas.
• É seco com ar ou defumado e enviado para consumo.
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Borracha Sintética
• Existem vários tipos de borrachas sintéticas. Elas são produzidas de maneira similar aos plásticos, por um processo químico conhecido como polimerização.
• Incluímos aqui: CR, SBR, NBR, BR, IIR, etc.• Muitas borrachas foram desenvolvidas para
aplicações específicas, como a borracha butílica que, pela sua baixa permeabilidade, é utilizada no interior de pneumáticos.
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Borrachas
Tipo de borracha AplicaçãoBorracha Natural Veículos comerciais tais
como automóveis, ônibus e traillers
Borracha SBR e BR Automóveis, motocicletas e bicicletas
Borracha butilica (IIR) Câmaras e interior de pneus
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Produção de artefatos de borracha
• Os modernos processos de manufatura de artefatos de borracha envolvem uma sofisticada série de processos, tais como:– Mastigação– Mistura– Laminação– Pré-formação– Moldagem – Vulcanização
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Compostos de Borracha• As matérias-primas que compõem um artefato
de borracha, ainda compreendem:– Polímeros– Ativadores– Cargas (negro-de-fumo ou minerais)– Antidegradantes– Plastificantes– Aceleradores de vulcanização– Agentes de vulcanização– Retardantes de chama– Corantes ou pigmentos– Amaciantes
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Compostos de Borracha
• Além disso são utilizadas:– Fibras– Metais– Têxteis– Etc...
• Após a vulcanização teremos uma peça única, onde todos os componentes ficam entrelaçados e, algumas vezes tão unidos que dificultam a separação.
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Vulcanização
• Para entender o processo de vulcanização:– Devemos saber que a borracha possui muitas
cadeias poliméricas, longas e flexíveis.A vulcanização junta estas cadeias para prevenir seu deslocamento e garantir suas características elásticas.
– O processo de vulcanização ocorre pelo aquecimento desta borracha na presença de enxofre. Selênio e telúrio fazem a mesma função, mas enxofre é o mais comum.
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Vulcanização
• Molécula de borracha com enxofre
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Vulcanização
• Os processos de vulcanização mais comumente usados são dois:– Vulcanização sobre pressão – este processo
envolve o aquecimento da borracha com enxofre, sobre pressão @ 150C. Muitos artigos são vulcanizados em moldes que são comprimidos por prensas hidráulicas.
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Vulcanização
– Vulcanização livre – este processo é utilizado quando a vulcanização sob pressão não é possível, tais como vulcanização contínua, extrusão de produtos. Ocorre pela aplicação de vapor ou ar quente.
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Por que regenerar ou reciclar a borracha?
• A recuperação da borracha envolve processos difíceis e complicados. Existem muitas razões para a necessidade de regenerar ou reusar a borracha:– A borracha recuperada pode custar metade do preço da
borracha natural ou sintética.– A Borracha recuperada possui algumas propriedades que são
melhores que a borracha no estado virgem.– A produção de borracha a partir de regenerados requer menos
energia no processo total de produção do que o material virgem.– É um excelente meio de recuperar rejeitos ou peças
defeituosas.– Conserva produtos de petróleo não-renováveis, que são
utilizados para produzir borrachas sintéticas.
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Por que regenerar ou reciclar a borracha?
– A atividade de regeneração pode gerar empregos.
– Muitos produtos úteis são derivados do reuso de pneus e outros produtos de borracha.
– A incineração fornece energia. A queima da borracha pode gerar uma quantidade muito elevada de energia. Algumas fábricas de cimento utilizam pneus inservíveis como fonte de energia.
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Recuperação da borracha
• Alternativas de recuperação– Existem muitas maneiras pelas quais os
pneus e câmaras podem ser reutilizados e regenerados. A regra de gerenciamento de resíduos sugere a seguinte hierarquia: reuso, reciclagem e geração de energia, como opções superiores ao gerenciamento de resíduos e disposição
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Recuperação da borracha
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Recuperação da borrachaTipo de Recuperação Processos de recuperação
Reuso do produto Reparar • Recapagem (retreading)• Regravação
Reuso físico • Uso como peso• Uso como forma• Uso do volume• Uso das propriedades
Reuso do material Físico • Recortar• Processar em grãos
Químico • Regeneração
Térmico • Pirólise• Combustão
Reuso da energia • Incineração
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Reuso do Produto
• Os pneus danificados são reparados com frequência: – Câmaras podem ser consertadas e pneus
podem ser reparados por vários métodos.• Regravação é uma prática que ocorre em muitos
países, onde as velocidades nas estradas são menores. Frequentemente é feita manualmente e requer muita mão-de-obra.
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Reuso do Produto
• Regravação
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Reuso do produto
• Recauchutagem
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Reuso do produto
• A recauchutagem economiza energia e recursos.– Um pneu novo usa o equivalente a 23 litros
de petróleo cru em matéria-prima e 9 litros na energia de processo.
– Um pneu recauchutado usa 7 e 2 litros, respectivamente.
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Reuso do produto– Pneus de carros de passeio podem geralmente ser
recapados uma vez, enquanto que os pneus de caminhões podem ser recapados até 6 vezes.
– Cerca de 70% dos pneus de caminhões são adequados para a recauchutagem.
– Cerca de 15-20% dos pneus de automóveis são adequados para recauchutagem.
– A técnica de recapagem é bem estabelecida e segura. O processo envolve a remoção da banda de rodagem remanescente e a colocação e vulcanização de uma nova.
– Os preços dos pneus recapados são cerca de 20% inferiores em relação a um pneu novo.
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Reuso do produto• São três os processos conhecidos de
recapagem.– Recapagem a frio
• Uma nova banda de rodagem pré-formada é “colada” à carcaça. A nova banda de rodagem pode ser uma tira ou um “anel” que é estirado sobre a carcaça.
– Recapagem a quente• Uma nova banda de rodagem é remoldada sobre a carcaça.
A banda de rodagem é aquecida sob sobre pressão e vulcanizada, aderindo à carcaça.
– Remoldagem• É similar à recapagem a quente mas envolve a completa
modificação da superfície, incluindo as laterais.
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Reuso do produto
• O reuso secundário do pneu todo é a segunda etapa do gerenciamento de resíduos. Os pneus são frequentemente utilizados por suas dimensões, peso, forma ou volume. Alguns exemplos são:
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Reuso do produto– Controle de erosão– Proteção de árvores– Recifes artificiais– Cercas– Decoração de jardim– Absorvedores de choques em docas.– Protetores contra colisão.– Contentores de água.– Auxiliares de piscinas
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Reuso do produto
• Proteção
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Reuso do material
• A próxima etapa de nossa hierarquia, envolve o reuso para a produção de um produto novo.
• A borracha de reuso derivada de pneus é um material tão fácil de processar como o couro, e, de fato, o tem substituído em muitas aplicações.
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Reuso do material
• As ferramentas utilizadas nesta recuperação são simples: tesouras, facas, alicates, martelos, etc..., e muitas outras improvisadas para o uso.
• Os produtos mais representativos são:
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Reuso do material
• Solados e Sandálias
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Reuso do material
• Decoração
Espelho Mesa para café
Tapetes Brinquedos
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Reuso do material
• Decoração
Vaso Relógio
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Reuso do material
• Artesanato– Cintos
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Reuso do material
• Artesanato– Bolsas
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Reuso do material
• Artesanato– Bolsas
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Reuso do material
• Artesanato– Bolsas
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Reuso do material
• Artesanato– Pastas
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Reuso do material
• Outra forma de uso físico dos resíduos de borracha reside na sua granulação e posterior uso.
• É um processo de maior investimento em equipamentos e rede de distribuição.
• Os resíduos de borracha provenientes dos processos de recauchutagem e sobras de processo podem ser utilizados nesta aplicação.
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Reuso do material
• Equipamento de granulação
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Reuso do material
• Granulados
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Reuso do material
• Os granulados tendem a ser utilizados em produtos de baixo custo e qualidade, tais como:– Tapetes de automóveis– Solas de sapatos– Rodas para cart e carrinho de mão– Adicionado ao asfalto, onde melhora algumas
características das estradas.
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Reuso do material• Uso de material granulado
– Estradas e pavimentos
Estradas Playgrounds
Passeios públicos - Walmart Passeios públicos – Universal Studios
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Reuso do material
• Uso de material granulado– Estradas
• O mercado potencial para o uso de borracha granulada em estradas é da ordem de milhares de toneladas, que literalmente supera a disponibilidade de refugo. As barreiras ao seu uso são:
– Como um agregado, a borracha compete com rocha fragmentada, de custo menor;
– Estradas que utilizaram borracha no asfalto, tiveram sua vida útil ampliada, mas o custo foi dobrado;
– Relata-se aumento na emissão de poluentes durante a re-recapagem de estradas feitas com borracha;
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Reuso do material
• Uso de material granulado– Produtos moldados
• O mercado potencial para o uso de borracha granulada em produtos moldados é significativo. As barreiras ao seu uso são:
– O granulado compete com outras cargas de menor custo;
– O mercado exige consistência de qualidade e segurança de fornecimento.
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Reuso do material
• Uso de material granulado– Pavimentação
• O mercado potencial para o uso de borracha granulada em pavimentação de pistas de atletismo e arenas eqüestres tem crescido. As barreiras ao seu uso são:
– Disponibilidade de um produto de qualidade constante e custo competitivo;
– Competição com produtos existentes.
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Reuso do material
• Uso de material granulado– Adesivos
• Adesivos é um dos maiores mercados para o uso de borracha granulada, atualmente suprido com pneus granulados.
– Este é um mercado já existente e não está claro como crescerá com a expansão da oferta de granulados.
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Reuso do material
• Uso de material granulado– Material granulado solto
• Atualmente sua maior utilização é em playgrounds, mas é possível uso em absorção, explosivos e drenagem. A barreira ao seu uso é:
– Disponibilidade de granulados adequados e conhecimento das aplicações.
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Recuperação química e térmica
• Este tipo de recuperação não é somente baixa na hierarquia de manuseio de resíduos, mas também envolve equipamentos sofisticados de alta tecnologia.
• A recuperação química consiste em aquecer o resíduo de borracha, tratá-lo com produtos químicos e então processar a borracha mecanicamente.
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Recuperação química e térmica– Recuperação ácida – Utiliza ácido sulfúrico quente
para destruir o tecidos incorporados ao artefato, além de conferir ao composto de borracha plasticidade suficiente para permitir seu uso como carga na borracha crua.
– Recuperação alcalina – A borracha é regenerada através do tratamento com álcali aquecido de 12 a 30 horas; esta borracha regenerada pode ser utilizada com borracha crua para reduzir o preço do artefato final. A quantidade a ser utilizada dependerá da qualidade do reciclado e das especificações do artefato.
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Recuperação química e térmica– Desvulcanização - relatado como um processo que utiliza
grande quantidade de energia e produtos químicos que podem ser perigosos ao meio ambiente.
– Processo CSIRO – técnica desenvolvida para tratar a superfície do granulado, modificando-a para ter compatibilidade com qualquer substância. É um processo em fase de desenvolvimento e início de comercialização.
– Reciclagem com látex – O processo envolve a cobertura do granulado com látex, que melhora sua adesão a outros substratos.
– Halogenação fase gasosa – O processo halogena o granulado, oxidando sua superfície e permitindo sua compatibilização com outros substratos.
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Recuperação química e térmica
• Pirólise é a mais comum forma de uso em recuperação térmica. Envolve o aquecimento dos resíduos na ausência de oxigênio, que causa a sua decomposição em gases e outros componentes.
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Recuperação química e térmica
• A decomposição térmica de pneus produz:– Negro-de-fumo (22%);– Óleo (30%);– Gás (28%);– Aço (10%); e– Pequena quantidade de cinza inorgânica 5%)
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Recuperação química e térmica
• Uso dos produtos resultantes da pirólise– Negro-de-fumo – Utilizado em uma grande
variedade de aplicações na indústria da borracha – Pneus utilizam cerca de 20% de negro-de-fumo.
• O valor do carbono é determinado pela pureza e teor VOC. Os fatores limitantes são o alcance do padrão de qualidade necessário e um preço competitivo.
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Recuperação química e térmica
– Óleo – O óleo de pirólise é similar ao diesel e pode ser utilizado como combustível. Devido ao seu alto teor de aromáticos é valioso para a indústria química.
– Aço – O aço recuperado de pneus por pirólise contém inúmeras impurezas metálicas, que afetam sua qualidade e limitam seu valor de venda.
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Recuperação energética
• A incineração para gerar energia em vários processos.– Fornos de cimento – Os pneus são utilizados
como combustível em substituição ao carvão e gás natural. São utilizados no forno, entre 5 e 7 GJ de energia para cada tonelada de cimento produzido. Os pneus podem substituir 15% deste combustível.
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Recuperação energética
– Co-incineração – é um processo de combustão onde os pneus são utilizados em conjunto com outros combustíveis para gerar energia. As razões desta co-incineração são:
• Poluição• Dificuldade de manuseio
– Combustão direta – Processo de combustão para geração de energia em substituição ao carvão
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Aterro
• Aterro sanitário
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Aterro• Aterro é a etapa final na hierarquia de manejo
de resíduos. • O aterro devidamente gerenciado não constitui
um problema ambiental; contudo, as pressões para conservação de recursos e energia têm gerado forte oposição ao seu uso.
• O aterro impropriamente gerenciado pode ser causa de sérios problemas de saúde, com a proliferação de parasitas e alto risco de incêndio, devido ao alto teor de hidrocarbonetos presentes nestes artefatos.
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Recuperação da borracha
• Incêndio – Problema típico do gerenciamento ambiental
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Recuperação da borracha
• Proliferação de parasitas
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Sites interessantes
• www.itra.com/corporate/recycling/trrac.htm• www.wrf.org.uk• www.rapra.net• www.usrubber.com
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Sites interessantes• Borracha Reciclada/Produtos de Pneus
• ECOsurfaces - http://www.floortec.net/ECOsurfaces.htm
• Enviro-mat - http://www.geocities.com/enviromat2002/ • Recycled Rubber Bags - http://www.englishretreads.com • Recycled Rubber Flooring - http://www.diamond-
safety.com/Rubber%20Flooring.html • Tire Swings - http://www.ponyswings.com
• Used Rubber USA - http://www.usedrubberusa.com