UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL
UNIDADE BENTO GONÇALVES
ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA
MONICHARA MARINELLO
ANÁLISES FISICO-QUÍMICAS DA LINHA DE CROMAGEM DA MÓVEIS
CARRARO LTDA
BENTO GONÇALVES
2010
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Relatorio TCE, Provas de Biotecnologia
Na indústria metal-mecânica realiza-se tratamento de superfícies metálicas ou plásticos para sua proteção, embelezamento e maior durabilidade. Neste processo muitos resíduos químicos e efluentes serão gerados, o que afeta o meio ambiente e causa problemas a saúde. Na Região Nordeste do Rio Grande do Sul se concentra 45% das empresas deste segmento. O processo de galvanoplastia necessita de energia e água em grandes quantidades devido à geração de emissões atmosféricas de Níquel e Cromo através
Tipologia: Provas
2012
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL
UNIDADE BENTO GONÇALVES
ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA
MONICHARA MARINELLO
ANÁLISES FISICO-QUÍMICAS DA LINHA DE CROMAGEM DA MÓVEIS
CARRARO LTDA
BENTO GONÇALVES
MONICHARA MARINELLO
ANÁLISES FISICO-QUÍMICAS DA LINHA DE CROMAGEM DA MÓVEIS
CARRARO LTDA
Relatório de Estágio apresentado a Universidade Estadual do Rio Grande do Sul – Uergs, como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro de Bioprocessos e Biotecnologia.
Prof. Msc. Anamélia Vasconcellos Orientador
BENTO GONÇALVES
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: NBR 10.004....................................................................................... Tabela 2: Padrões para Classificação de Resíduos Sólidos: NBR 10.004................................................................................................................ Tabela 3: Indicadores de pH.............................................................................. 31
mm – milímetros Kg – Kilograma EPA (Envinromental Protection Agency). H 3 BO 3 - Ácido Bórico Ni+^ - Níquel metal NiCl 2 - Cloreto de Níquel H 2 SO 4 - Ácido Sulfúrico NaOH- Hidróxido de Sódio CrO 3 - Ácido Crômico m^2 – metros quadrados EDTA – ácido etilenoaminotetracético
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO
Na indústria metal-mecânica realiza-se tratamento de superfícies metálicas ou plásticos para sua proteção, embelezamento e maior durabilidade. Neste processo muitos resíduos químicos e efluentes serão gerados, o que afeta o meio ambiente e causa problemas a saúde. Na Região Nordeste do Rio Grande do Sul se concentra 45% das empresas deste segmento.
O processo de galvanoplastia necessita de energia e água em grandes quantidades devido à geração de emissões atmosféricas de Níquel e Cromo através da perda por evaporação os banhos aquecidos e pelo descarte dos banhos com grande quantidade de metais pesados. Também gera resíduos líquidos e sólidos que são classificados como tóxicos e perigosos.
O presente trabalho apresenta a descrição das análises realizadas no laboratório da empresa Móveis Carraro LTDA. Estas análises tem como objetivo principal manter a concentração dos banhos da linha de Cromagem para obter uma padrão de qualidade das peças produzidas.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1. Características das Indústrias Galvânicas
A galvanoplastia é um segmento da indústria metal-mecânica, caracterizando-se pelo tratamento de superfícies metálicas ou plásticas, com materiais diversos, como: níquel, cobre, cromo, ouro, prata, zinco, mediante processos químicos ou eletrolíticos. Segundo Bohórquez (1997), a galvanoplastia tem como objetivo: Proteção contra a corrosão; Embelezamento; Aumento da durabilidade; Melhoramento de propriedades superficiais tais como: resistência, espessura, condutividade, lubrificação, capacidade de estampar, etc.
Conforme Foldes (1994) esses são os princípios que regem a galvanoplastia:
2.1.1. Princípio da Deposição Metálica
A deposição metálica de uma solução aquosa é representada pela seguinte equação química: Mz+^ + ze M. Esta pode ocorrer com ou sem fonte de eletricidade externa.
Os íons metálicos Mz+, que se encontram na solução, carregados positivamente com a valência z, são transformados em átomos metálicos M, através do recebimento de número de elétrons correspondentes e, sendo átomos metálicos, sob condições apropriadas, formam uma camada metálica sobre um material qualquer.
2.1.2. Princípio da Deposição Metálica com Fonte de Eletricidade Externa
Este processo baseia-se em fenômenos eletroquímicos. Durante a eletrólise ocorrem transformações químicas nas superfícies-limite eletrodo/eletrólito, que consomem (redução) ou fornecem (oxidação) elétrons. Para que as reações se passem sempre no sentido desejado, é necessário
2.2. ATIVIDADE GALVÂNICA
O processo galvânico consiste na deposição de uma fina camada metálica sobre uma superfície, geralmente metálica, por meios químicos ou eletroquímicos, a partir de uma solução diluída do sal do metal correspondente, a fim de conferir um efeito decorativo e/ou maior proteção superficial (Bernardes et al , 2000; Schlesinger e Paunovic, 2000; BSTSA, 2004). O processo compõe-se de diversas etapas para a preparação das peças até o recobrimento metálico (Figura 1).
Figura 1: Fluxograma genérico do Processo Galvânico
2.3. PROCESSO GALVÂNICO
2.3.1. Preparação das peças
De acordo com o estudo realizado pela Companhia Pernambucana de Meio Ambiente (2001), o processo de galvanoplastia consiste em uma seqüência de banhos que envolvem as etapas de:
a) Tratamento mecânico; b) Pré-tratamento; c) Revestimento. O tratamento mecânico das peças consiste na eliminação das irregularidades e aspereza da superfície. A reação do metal com os constituintes da atmosfera, como água e oxigênio, forma filmes de óxidos metálicos que devem ser removidos antes da etapa de recobrimento (Schlesinger e Paunovic, 2000). O pré-tratamento químico consiste nos processos de desengraxe e decapagem. Esta etapa se faz necessário pois as peças devem estar isentas de qualquer imperfeição em sua superfície bem como isentas de qualquer material que possa estar aderido. Para que o material esteja apropriado para um revestimento eletrolítico, deve estar limpo, isento de graxa, gordura, de óxidos, de restos de tintas e outras impurezas quaisquer, de areia e não deverá ter falhas (riscos, manchas, zonas requentadas), nem apresentar poros e lacunas, sendo estes últimos os mais perigosos. O revestimento caracteriza-se pela aderência do metal que se desprende do ânodo atravessando o banho, a qual se chama de eletrólito, pela ação da eletricidade. Neste processo são usados vários metais, sendo que os mais utilizados são:
Níquel Cromo Cobre Alumínio Zinco Ouro Prata Cádmio
furação e polimento são responsáveis pela ocorrência de particulados e poeiras. A implantação de equipamentos que protejam o meio ambiente da emissão destes poluentes é determinada no processo de licenciamento das unidades industriais. A Companhia Pernambucana de Meio Ambiente (2001) indica os principais poluentes gerados no processo de galvanoplastia:
Emissões gasosas; Resíduos sólidos; Efluentes líquidos.
Figura 2: Fluxograma de um processo Galvânico com indicação dos pontos de geração de efluentes- Fonte: Companhia Pernambucana de Meio Ambiente (2001)
2.5. POLUENTES GERADOS NO PROCESSO
2.5.1. Efluentes Líquidos
Os efluentes líquidos, geralmente, são coloridos. Alguns com temperatura superior à ambiente e emitem vapores, seus pHs geralmente atingem os extremos ácido ou alcalino. São provenientes do descarte de:
Banhos químicos; Produtos auxiliares (desengraxantes, decapantes, passivadores); Águas de lavagem; Óleos solúveis ou não, para corte ou revestimento das peças.
2.5.1.1. Características dos Efluentes Líquidos
Os contaminantes comumente presentes nos efluentes líquidos são: Processos de Galvanização: Cr6+, Cr3+, CN-, Fe, Zn, Cu, Ni, Sn; Processos de Fosfatização: fosfatos, Fe, Zn, CN; Cr3+; Processos de Anodização: Al, Sn, Ni, F;
Segundo Braile & Cavalcanti (1993), o pH dos resíduos ácidos está abaixo de 2 enquanto o dos alcalinos chega a 10, 11 ou mais. O teor de cianetos nos resíduos alcalinos chega a 20 ou 30 mg/l e o teor de cromo hexavalente situa-se entre 50 e 500 mg/l, podendo atingir 1 ou 2 gramas por litro.
e os diluídos são descartados, geralmente, de forma contínua, pois provêm das águas de lavagem das peças, águas de lavagem de equipamentos e do piso e de purgas de equipamentos. Os resíduos líquidos provenientes dos processos deverão ser segregados de acordo com sua classificação ou características químicas através de canaletas e/ou tubulações para os tanques de acúmulo (concentração). Os pisos dos locais onde são gerados os resíduos líquidos deverão: ser impermeáveis, para que não ocorram infiltrações no solo, conter bacias de contenção, para que não haja misturas de efluentes com classes diferentes e com caídas para as canaletas de captação. quando não houver inclinação suficiente para captação do efluente por gravidade, construir caixas de transferências e usar bombas de recalque para efluentes de classes diferentes.
2.5.1.3. Classificação básica de Efluentes Líquidos
Podemos segregar os efluentes galvânicos nas seguintes classes: Efluentes Crômicos : banhos de cromo em geral, abrilhantadores e passivadores e suas águas de lavagem; Efluentes Cianídricos: banhos de cobre, zinco, cádmio, prata, ouro, certas soluções desengraxantes e suas águas de lavagem; Efluentes Ácidos: soluções decapantes, soluções desoxidantes e suas águas de lavagem; Efluentes Alcalinos: desengraxantes químicos por imersão e eletrolíticos e suas águas de lavagem Efluentes Quelatizados e Óleos: são avaliadas as suas quantidades de descartes para definir se há necessidade de separá-los dos efluentes gerais. Em geral, as quantidades desses tipos de efluentes são pequenas e seus descartes poderão ser programados e controlados sem maiores problemas.
2.5.2. Emissões Gasosas
Segundo Bernades (2000), as emissões atmosféricas são geradas pela evaporação dos líquidos dos banhos, o que acontece em maior quantidade em banhos aquecidos e em solventes, e pelas reações eletrolíticas que ocorrem nos eletrodos de processo galvânico. As emissões gasosas são provenientes de: Reações eletrolíticas; Reação de decapagem; Reação de desengraxe; Reação de corrosão. As emissões gasosas podem ser coloridas ou incolores e são, geralmente, irritantes para as mucosas. Segundo Pontes (2000), geralmente estas emissões são controladas por meio da utilização de exaustores e lavadores de gases.
Figura 4: Exaustor sobre o banho