UNIMEP

Universidade Metodista de Piracicaba

Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo – FEAU

TRABALHO DE GRADUAÇÃO

TEMA: MEIO AMBIENTE

PNEUS

Componentes do grupo:

Beatriz P. da S. Shiraishi R.A.: 08.2632-1

Joel L. dos Santos R.A.: 93 7925-6

Patrícia do Nascimento R.A.: 08.0514-3

1. ÁREA DE PESQUISA

Meio ambiente, pneus.

2. TÍTULO DO TRABALHO A SER DESENVOLVIDO

Reaproveitamento de pneus.

3. OBJETIVO

3.1. OBJETIVO GERAL

O objetivo geral do trabalho é mostrar a importância dos pneus para a humanidade.

3.2. OBJETIVO ESPECÍFICO

O objetivo específico é mostrar os métodos de redução, reutilização e reciclagem de pneus, para melhoria do meio ambiente.

4. JUSTIFICATIVA

Há mais de um século a humanidade tem desfrutado de um útil e necessário invento que proporciona desempenho, economia e conforto à rodagem de veículos terrestres automotores e outros. O pneumático, simplificadamente denominado de pneu, é um tubo de borracha cheio de ar e ajustado ao aro da roda do veículo, permitindo a tração do veículo e, ao mesmo tempo, absorvendo os choques com o solo sobre o qual o veículo trafega. Será inconcebível, senão impossível, supor que outro dispositivo venha a substituir o atual pneumático.

Ao mesmo tempo em que os veículos automotores terrestres - automóveis, caminhões, utilitários, máquinas agrícolas, motocicletas - foram sendo produzidos em cada vez maiores quantidades, movimentando o maior conjunto de indústrias do planeta, também cresceram as indústrias de pneus, destinando-os tanto à equipagem dos veículos novos quanto à reposição na frota em circulação. Não há estatísticas disponíveis, mas estima-se que a produção mundial de pneus esteja ao redor de um bilhão de unidades. Os principais fabricantes de pneus remontam suas origens aos pioneiros, ainda no Século 19: a inglesa Dunlop, depois absorvida pela italiana Pirelli, a francesa Michelin, as norte-americanas Goodyear e Firestone, esta última hoje consorciada com a japonesa Bridgestone. Atuando no Brasil, juntas estas empresas produzem, anualmente, 45 milhões de pneus, um terço dos quais é exportado, outro terço é adquirido pelas montadoras para equipar os veículos novos e o terço restante é destinado à reposição da frota.

A preocupação com a qualidade do meio ambiente, aceleradamente deteriorado, voltou-se para os pneus descartados na natureza e que constituem, nos países mais desenvolvidos e em muitos dos em via de desenvolvimento, um já enorme passivo ambiental. Nos países da Comunidade Econômica Européia são descartados 180 milhões de pneus, anualmente, e outros 150 milhões somente nos Estados Unidos da América onde estimados três bilhões de pneus formam montanhas em áreas desérticas, porém sob iminente ameaça de devastadores incêndios, liberando gases tóxicos na atmosfera. (1)

5. RESUMO

5.1 HISTÓRIA DO PNEU

O Pneu passou por muitas etapas desde sua origem, até atingir a tecnologia atual. Único elo entre o veículo e o solo, o pneu exerce papel fundamental no dia-a-dia das pessoas, proporcionando mobilidade, agilidade e rapidez nos veículos modernos. A invenção do pneu, é bem antiga tem cerca de duzentos anos, começou por volta do século XIX. No início muitos empresários foram à falência, pois a borracha que conhecemos hoje não passava de uma goma grudenta que era usada pra impermeabilizar tecidos, e havia o risco da borracha se dissolver quando fazia calor. Os primeiros experimentos ocorreram por volta de 1830, através de Charles Goodyear (americano). Ele descobriu por acaso o processo de vulcanização onde a borracha cozida a altas temperaturas com enxofre, mantinha suas condições de elasticidade no frio ou no calor. Além de dar forma ao pneu, aumentou a segurança nas freadas e diminuiu as trepidações nos carros. Em 1845, os irmãos Michelin foram os primeiros a patentear o pneu para automóvel. Em 1847, o inglês Robert Thompson colocou uma câmara cheia de ar dentro dos pneus de borracha maciça. A partir de 1888, as fabricas passaram a investir mais na utilização do pneu em larga escala e em sua segurança.(2)

A produção de pneus no Brasil foi iniciada em 1934, época que foi implantado o Plano Geral de Viação Nacional, mas a concretização deste plano foi em 1936 com a instalação da Companhia Brasileira de Artefatos de Borracha (mais conhecida como Pneus Brasil), no Rio de Janeiro, que no primeiro ano fabricou mais de 29 mil pneus. Outras grandes fabricantes começaram a produzir pneus no Brasil entre os anos de 1938 a 1941, elevando a produção nacional para 441 mil unidades. No final dos anos 80, o Brasil já tinha produzido mais de 29 milhões de pneus. Desde então, o Brasil conta com a instalação de mais de 13 fábricas de pneus, das quais internacionais: Bridgestone Firestone, Goodyear, Pirelli, Michelin, Continental, Yokohama, Maggion (100% nacional) e Bética (100% nacional). Hoje, da produção mundial, o Brasil é o sétimo na categoria de pneus para automóveis e o quinto em pneus para caminhão/ônibus e camionetas. Todo pneu fabricado ou importado para o Brasil tem que ter a estampa do INMETRO. Se não tiver pode ser sinal de falsificação.(2),(3)

5.2 VIDA DO PNEU

O tempo de vida útil de um pneu depende cumulativamente da armazenagem, da forma como é acondicionado, rotação e condições de utilização a que é sujeito durante toda a sua vida (carga, velocidade, pressão de enchimento, danos provocados pelo pavimento, etc.). Porque as condições de utilização variam significativamente, não é possível prever com precisão a vida útil de um pneu específico em tempo cronológico. O tempo de decomposição do pneu usado pode chegar a 600 anos. O descarte inadequado pode trazer conseqüências graves ao meio ambiente.(4)

Consensualmente, é considerada a destinação mais agressiva ao meio ambiente o descarte de pneus ao ar livre, nos campos, matas, rios, córregos, lagos e mesmo em áreas desertas. Além do péssimo aspecto que deixam na paisagem, os pneus assim descartados representam pelo menos três graves ameaças à saúde humana.

Os pneus quando jogados em rios, entopem cursos d’água, obstruindo a passagem e provocando enchentes; se queimados geram emissão de gases (liberam gás carbônico e monóxido de carbono, oxido de enxofre e nitrogênio, metais pesados, dioxinas e furanos) prejudiciais ao meio ambiente quando inalados em excesso podem levar a morte; podem transformar em criadouros de insetos dentre eles o mosquito transmissor da dengue, se acumular água.(5)

5.3 TIPOS DE CONSTRUÇÃO DOS PNEUS

Os pneus são preenchidos em sua maior parte, por ar comprimido, numa câmara de borracha inserida dentro do pneu, porém, nos últimos anos cresceu a aplicação de pneus sem câmara, principalmente nos automóveis, com o ar comprimido diretamente no interior do pneu. Há, também, pneus de borracha sólida, chamados "pneus maciços" com aplicação restrita a alguns veículos industriais, agrícolas e militares. Um pneu é construído, basicamente, com uma mistura de borracha natural e de elastômeros (polímeros com propriedades físicas semelhantes às da borracha natural), também chamados de "borrachas sintéticas". A adição de negro de fumo confere à borracha propriedades de resistência mecânica e à ação dos raios ultravioleta, durabilidade e desempenho. A mistura é espalmada num molde e, para a vulcanização - feita a uma temperatura de 120-160ºC - utiliza-se o enxofre, compostos de zinco como aceleradores e outros compostos ativadores e antioxidantes. Um fio de aço é embutido no talão, que se ajusta ao aro da roda e, nos pneus de automóveis do tipo radial, uma manta de tecido de nylon reforça a carcaça e a mistura de borracha/elastômeros é espalmada, com uma malha de arame de aço entrelaçada nas camadas superiores. Estes materiais introduzem os elementos químicos da composição total de um pneu típico.

O peso de um pneu de automóvel varia entre 5,5 e 7,0 kg (182 a 143 unidades por tonelada), e um pneu de caminhão pesa entre 55 e 80 kg.(18 a 12 unidades por tonelada).

Figura 1: Corte de um pneu radial de automóvel com suas partes e respectivos materiais componentes

Tabela 1: Composição química média de um pneu

Elemento/composto

%

Carbono

70,0

Hidrogênio

7.0

Óxido de Zinco

1,2

Enxofre

1,3

Ferro

15,0

Outros

5,5

Tabela 2: Comparação dos materiais contidos em pneus

Automóvel

Caminhão

Material

%

%

Borracha/Elastômeros

48

45

Negro de fumo

22

22

Aço

15

25

Tecido de nylon

5

-

Óxido de Zinco

1

2

Enxofre

1

1

Aditivos

8

5

(6)

5.4 ALTERNATIVAS PARA REAPROVEITAMENTO DE PNEUS

Os pneus podem ser reaproveitados das seguintes formas:

Recauchutagem: processo desenvolvido para reforma de pneus usados, onde é colocada e vulcanizada a camada superior de borracha da banda de rolamento. Os requisitos são que a estrutura geral do pneu não apresente cortes ou deformações e a banda de rodagem ainda apresente os sulcos e saliências que permitem a aderência ao solo, ou seja, que o pneu não esteja “careca”. No Brasil caminhões e ônibus podem suportar ate 5 reformas o preço é em torno de um terço do preço do novo, já em carros não se recomenda mais de uma vez e o preço custa em torno de 60% de um novo. O Brasil esta em segundo lugar no ranking mundial de recauchutagem de pneus.

Recuperação: consiste na simples trituração dos pneus e moagem dos resíduos, reduzidos a pó fino. A borracha contida nos resíduos, na forma vulcanizada, não sofre modificação e não é separada dos demais compostos.

Regenerados: A regeneração é feita por vários processos - alcalino, ácido, mecânico e vapor superaquecido. Na regeneração os resíduos passam por modificações que os tornam mais plásticos e aptos a receber nova vulcanização, mas não têm as mesmas propriedades da borracha crua sendo, geralmente, misturado a ela para a fabricação de artefatos. No processo de regeneração, utilizado para pneus, a borracha é separada dos outros componentes e desvulcanizada, o arame e a malha de aço são recuperados como sucata de ferro qualificada, o tecido de nylon é recuperado e utilizado como reforço em embalagens de papelão.

Etapas:

1ª. O pneu é picado em pedaços;

2ª. Estes são colocados num tanque com solvente para que a borracha inche e se torne quebradiça;

3ª. Em seguida os pedaços são pressionados para que a borracha se desprenda da malha de aço e do tecido de nylon,

4ª. Um sistema de imãs e peneiras separa a borracha, o aço e o nylon;

5ª. A borracha é, então, moída e separada num sistema de peneiras e bombas de alta pressão,

6ª. Passando para um reator ou autoclave onde ocorre a desvulcanização da borracha, recuperando cerca de 75% de suas propriedades originais;

7ª. A borracha segue para um tanque de secagem onde o solvente é recuperado, retornando ao processo.

A borracha regenerada de pneus pode ser empregada na fabricação de muitos artefatos, como tapetes, pisos industriais e de quadras esportivas, sinalizadores de trânsito, rodízios para móveis e carrinhos. Também é utilizada na recauchutagem de pneus, no revestimento de tanques de combustível, como aditivo em peças de plásticos aumentando-lhes a elasticidade e em outros usos.

Pirólise: Este processo pode ser genericamente definido como sendo o de decomposição química por calor na ausência de oxigênio.

Pirólise de pneus com xisto – PETROBRÁS

Desde 1998, em sua unidade de São Mateus do Sul-PR, onde há anos explora o xisto betuminoso, a PETROBRÁS instalou uma usina de reprocessamento conjunto de xisto e pneus descartados para a produção de óleo e gás combustíveis. Os pneus são cortados em pedaços, misturados ao xisto e a mistura é levada a um reator cilíndrico vertical (retorta), para ser aquecida a, aproximadamente, 500º. Sob alta temperatura, o mineral libera matéria orgânica em forma de óleo e gás. Em seguida, o xisto e a borracha passam por resfriamento, resultando na condensação dos vapores de óleo na forma de gotículas, que então constituem o óleo pesado. Depois de retirado o óleo pesado, os gases de xisto passam por outro processo de limpeza para produção do óleo leve. O restante é encaminhado para outra unidade, onde são obtidos o gás combustível e o gás liquefeito (GLP), além da recuperação do enxofre. O que sobrou da mistura do pneu com o xisto é então levado para as cavas da mina e recoberto por uma camada de argila e solo vegetal, permitindo a recuperação do meio ambiente. O arame de aço é reciclado para a indústria siderúrgica.

Pirólise de pneus SVEDALA/METSO

Com larga experiência na pirólise de diversos materiais, a empresa de origem sueca, mas sediada no USA, começou a desenvolver intensa pesquisa com a reciclagem de pneus a partir de 1996. Primeiro em laboratório, depois numa usina piloto chegou, finalmente, ao resultado objetivado, iniciando depois a construção de usinas comerciais, com capacidade de processar 50, 100, 150 e 200 toneladas diárias de pneus.

O processo completo: 1) o pneu é triturado em partículas não maiores que 50 mm e um alimentador introduz o material num forno horizontal rotativo - o reator pirolítico - onde é feita, termicamente, a separação dos componentes básicos dos pneus: carbono, óleo, aço e gás;2) o forno descarrega os sólidos num separador que separa o carbono do aço;3) o carbono (carvão) é resfriado, passa por outra separação magnética para retirar pequenas partículas de aço, é moído e classificado para venda como negro de fumo.4) o fluxo de gás é captado do forno para um condensador, onde gás e óleo são separados;5) o óleo é bombeado para tanques de armazenamento para ser vendido como combustível e/ou reaproveitado na própria usina;6) o gás pode receber dois tratamentos alternativos: a) queimado numa câmara de combustão secundária, resfriado, lavado, retirada de partículas sólidas em filtros de mangas e liberado na atmosfera; ou b) comprimido, purificado e aplicado numa turbina a gás para gerar energia elétrica para a própria usina e venda do excedente; parte do gás assim tratado pode ser usada como fonte energética para o formo de pirólise, ou ainda para gerar vapor.

A produção típica de uma usina que processa 100 t/dia de pneus é de 28 t de carvão, 12 t de aço, 22 t de óleo e 30 t de gás não condensável. Dos materiais básicos de um pneu apenas não se aproveitam o tecido de nylon, consumido na pirólise, e parte dos aditivos, representando cerca de 8% do pneu, pequena parte sólida e a maior parte em gases condensados. A instalação da planta é compacta, toda encapsulada, e o processo é considerado "limpo".

Pirólise de pneus com reator catalítico secundário

Uma inovação patenteada pelo Dr. Paul Williams, do Departamento de Combustível e Energia da Universidade de Leeds - Inglaterra, procurou agregar mais valor ao óleo. Considerando que o óleo produzido pela pirólise contém valiosos componentes químicos como benzeno, tolueno, xileno e limoneno, largamente usados na indústria química, em particular na manufatura de borracha, inseticidas, farmacêuticos e explosivos, a inovação consiste em fazer o gás obtido de a pirólise passar por um reator catalítico secundário, reduzindo a quantidade de óleo obtida, mas aumentando a concentração de certos compostos químicos, em alguns casos mais de 40 vezes.

Pirólise PKA/Toshiba

Visando complementar seu núcleo de negócios no tratamento de resíduos sólidos e sistemas de reciclagem, a japonesa Tokio-Toshiba Corp., em 1998, selou um acordo de cooperação com a alemã PKA Umwelttchik GmbH & Co. A tecnologia da PKA é baseada num sistema de pirólise e gaseificação para tratamento de diversos resíduos sólidos, incluindo automóveis, pneus, plásticos e solo contaminado, na forma triturada. Os resíduos são processados para recuperação de produtos, entre os quais gases combustíveis limpos de hidrogênio e monóxido de carbono, metais ferrosos e não-ferrosos, e carbono. Outra vantagem do processo PKA é que as emissões de dioxinas (NOx e SOx) na atmosfera são substancialmente mais baixas (menos de 0,1 mg/Nm3) que outros tratamentos convencionais de resíduos sólidos.

(6)

5.5 DESTINAÇOES

A Associação Nacional da Industria de Pneumáticos (ANIP) implantou um programa de coleta de pneus para dar uma destinação adequada aos pneus que não servem para mais nenhum processo de reforma e nem tem mais utilidade aos veículos, com o objetivo de proteger a saúde publica e preservar o meio ambiente.

A ANIP desenvolve parcerias com distribuidores, revendedores e com prefeituras em todo Brasil. Atualmente mais de 80 municípios já possuem os ecopontos, que são os centro de recepção dos pneus inservíveis. Os ecopontos contam com o apoio técnico, suporte econômico, desde a acumulação dos pneus, e providenciam também o encaminhamento as empresas de trituração até a destinação final.

Os pneus também podem ser levados diretamente as empresas de trituração ou picotagem, sem passar pelos ecopontos.

Existem outras formas de destinações para os pneus inservíveis como: solados de sapato, borrachas de vedação, pisos industriais, peças de reposição para industria automobilística (ex.: tapetes de carro), utilização dos pneus na fabricação de manta asfáltica, e composição do asfalto borracha.

Esse programa desenvolvido pela ANIP demonstra a responsabilidade do setor quanto ao cumprimento das normas vigentes, como Resolução 258, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que estabelece, para as empresas fabricantes e importadoras de pneumáticos, a obrigação da coleta e da destinação final ambientalmente adequada dos pneus inservíveis existentes no território nacional. O sucesso dessa medida, excessivamente rigorosa e que não tem similar no resto do mundo, passa, porem pela solução integrada que precisa contar com a participação das autoridades governamentais, do Poder Publico e por excelência, de seus representantes, do consumidor e da sociedade em geral.(7)

Lugares e formas (métodos) onde podem ser visto o reaproveitamento de pneus:

Na praça Esther Mesquita, no bairro de Higienópolis em São Paulo, está de calçada nova, ecologicamente correta e socialmente justa. "É a primeira aplicação em edificações do concreto DI (deformável e isolante), que usa pneus velhos triturados no lugar da brita", conta o engenheiro Paulo Bina, vice-presidente do Instituto Via Viva, responsável pelo desenvolvimento do concreto. Serve também para edificações, sendo ótimo em peças que têm flexão, como pisos, calçadas, placas de cimento ou peças estruturais. O DI foi criado para ser usado nas barreiras rodoviárias, como solução para reduzir os ferimentos provocados nos passageiros em caso de colisão. "Não deixa que o veículo ultrapasse para o outro lado da pista e como é flexível, absorve melhor o impacto", explica. Atualmente existem barreiras de DI em trechos da Raposo Tavares e da marginal Tietê.(8)

No município paranaense de Pinhais, região metropolitana de Curitiba, o novo material já está sendo utilizado num trecho de 20 metros de comprimento por 2,5 metros de largura.Desenvolvido por Vicente Gomez Úbero que decidiu misturar o saibro às raspas de pneus usados e obteve um tipo de bloco mais resistente, plano e barato. As raspas de pneus funcionam como micro juntas de dilatação que fornecem ao material maior resistência, evitando que ele venha a ter rachaduras.A instalação dos blocos é feita de maneira simples. "Eles são colocados em cima de "pó de pedra", explica Vicente. Depois a calçada é lixada por uma máquina também desenvolvida por Vicente. "Com este lixamento qualquer irregularidade, que porventura tenha se formado, é eliminada", conta o inventor. Outro benefício deste material é que a calçada fica antiderrapante devido aos fiapos de borracha que preenchem inteiramente o bloco. (9)

Em Washington e uma dezena de outras comunidades dos Estados Unidos estão instalando calçadas de borracha, por questões de segurança e facilidade de manutenção. Feitas de pneus moídos, duram mais, porque com a raiz das árvores e as mudanças de tempo não causam rachaduras. A superfície também absorve choques, o que suaviza a carga nas juntas de corredores e machuca menos no caso de tombos eventuais. As calçadas de borracha também são consideradas mais ambientalmente corretas.(10)

Pneus retirados de rios na limpeza das bacias dos rios Botas, Iguaçu e Sarapuí, na Baixada Fluminense, no Rio de Janeiro, fazem parte do PAC (Programa de Aceleração do Crescimento). Pelo menos quatro mil pneus já foram retirados, de acordo com dados da Secretaria do Ambiente. Uma parte dos pneus retirados das bacias foi destinada à Cooperativa de Coleta Seletiva e Reciclagem (Rio Coop). O material é reaproveitado como insumo para fornos da indústria do cimento. Ainda este ano os pneus reciclados serão transformados em matéria-prima para a produção de asfalto. (11)

6. METODOLOGIA DO TRABALHO

O trabalho foi realizado a partir de revisão de literatura dividida nos seguintes capítulos:

  • HISTÓRIA DO PNEU

  • VIDA DO PNEU

  • TIPOS DE CONSTRUÇÃO DE PNEUS

  • ALTERNATIVAS PARA REAPROVEITAMENTO DE PNEUS

  • DESTINAÇOES

7. BIBLIOGRAFIA

www.setorreciclagem.com.br

  • (8) Lílian primi, site: www.viaviva.org

  • (9)Abril/2002 ed. 31; site: www.revistadobrasil.com.br

  • (10)AP/Estadão/online 17/11/06 site: www.diacuypaisagismo.com.br 30/03/09

  • (11) Danielle Jordan, 24/03/09, site: www.ambientebrasil.com.br

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