Co-incineração de resíduos industriais em fornos de cimento

Co-incineração de resíduos industriais em fornos de cimento

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IX ENGEMA - ENCONTRO NACIONAL SOBRE GESTÃO EMPRESARIAL E MEIO AMBIENTE CURITIBA, 19 a 21 de novembro de 2007

Bruno Milanez

Resumo

Neste artigo, argumento que, devido à vulnerabilidade institucional das agências ambientais e à limitada capacidade técnica encontradas nos países periféricos, nessas regiões ainda não se deve considerar a co-incineração de resíduos industriais em fornos de cimento como uma atividade adequada do ponto de vista social e ambiental. Esse argumento é baseado em uma extensa revisão bibliográfica sobre co-incineração, e apresentado em três etapas. Primeiramente, analiso a literatura sobre co-incineração em fornos de cimento em países industrializados e mostro que, mesmo nesses locais, a co-incineração ainda apresenta incertezas e riscos para o meio ambiente e para a população que vive no entorno das plantas industriais. Em um segundo momento, discuto os problemas de saúde ocupacional e ambiental da produção de cimento em países periféricos. Esses exemplos são ainda complementados pela descrição de algumas experiências de co-incineração em países periféricos realizadas por agências de desenvolvimento internacional. Todos os casos descritos sugerem que as empresas de cimento nos países periféricos dificilmente têm capacidade técnica de garantir o funcionamento adequado dos seus equipamentos para a queima de resíduos. Por fim, avalio em mais detalhes, a realidade da co-incineração no Brasil: comento o crescimento recente dessa prática no país, comparo aspectos da legislação nacional com a experiência de países industrializados, e analiso alguns casos descritos na literatura nacional que mostram práticas inadequadas de diferentes empresas. Concluo o artigo defendendo a necessidade de um fortalecimento institucional das agências ambientais e dos canais de participação social, para que estado, empresários e sociedade possam reavaliar e rediscutir a os riscos e as incertezas da co-incineração de resíduos industriais em fornos de cimento no Brasil.

Palavras chaves: resíduos industriais, co-incineração, co-processamento, cimento, saúde ambiental.

1 Introdução

Neste artigo, questiono a capacidade das empresas de cimento e das agências ambientais nos países periféricos em geral (e no Brasil em particular) de garantir que a co-incineração de resíduos seja feita de forma a não colocar em risco a saúde da sociedade e a qualidade do meio ambiente. Essa argumentação é baseada na constatação de que, nesses países, comumente, procedimentos não são seguidos corretamente e sistemas de controle ambiental não funcionam de forma adequada, implicando em problemas de saúde ocupacional e ambiental.

A combustão em fornos de cimento é um processo complexo, que envolve diversas reações químicas (muitas das quais não estão totalmente explicadas ou compreendidas). Esse processo torna-se ainda mais complicado, quando vários resíduos (com diversos níveis de toxidade) são usados como matéria prima (Maringolo, 2001). Essa maior complexidade se deve não apenas ao aumento do número de compostos presentes (cujas variedades e concentrações nem sempre são conhecidas totalmente), mas também à elevada possibilidade de reações químicas que

IX ENGEMA - ENCONTRO NACIONAL SOBRE GESTÃO EMPRESARIAL E MEIO AMBIENTE CURITIBA, 19 a 21 de novembro de 2007 podem ocorrer entre eles (Breivik et al., 2004). Dessa forma, empresas que apresentam dificuldades em controlar a quantidade de material particulado emitido, dificilmente terão capacidade de garantir o nível de emissão de poluentes mais sutis, como dioxinas, furanos e sais de metais pesados.

Para apresentar esse argumento, divido o artigo em cinco partes. Primeiramente, apresento alguns conceitos básicos, explicando os fundamentos técnicos dos processos de produção de cimento e de co-incineração e apresentando seus principais impactos ambientais. Em seguida discuto a co-incineração em países industrializados e argumento que, nesses países, apesar de sua maior capacidade tecnológica e institucional, a co-incineração também cria situações de risco para a população e meio ambiente. Quando abordo a situação em países periféricos, apresento três perspectivas diferentes: questões de saúde ocupacional da produção de cimento, problemas de saúde ambiental nas regiões próximas a essas fábricas, e experiências de coincineração com apoio de agências internacionais. Depois, apresento um pouco do cenário da co-incineração no Brasil, indicando aspectos econômicos e legais e descrevendo dois estudos de caso que mostram empresas operando de forma inadequada, sem que as agências ambientais intervenham de forma efetiva. Por fim, concluo o artigo propondo a necessidade de se fortalecer institucionalmente as agências ambientais e os mecanismos de controle social, para que se re-avalie no país as supostas vantagens da co-incineração.

2 Conceitos iniciais 2.1 A produção de cimento e a co-incineração

A produção do cimento se inicia com a extração da matéria prima, sendo o calcário seu principal componente. Depois de moído, o calcário é misturado a outros insumos, como argila, óxido de ferro e óxido de alumínio, a essa mistura dá-se o nome de farinha crua. Essa mistura é encaminhada para os fornos, onde é aquecida a temperaturas entre 1.200 e 1.500 ºC, ocorrendo a fusão parcial do material e a formação dos grânulos de clínquer. Este material é resfriado, misturado com outros aditivos (como gesso e escoria de alto forno) e moído, dando origem ao cimento. (Achternbosch, et al., 2003; Santi, 2003).

Devido à necessidade de se alcançar altas temperaturas, a produção de cimento depende fundamentalmente de energia. Tradicionalmente, utilizam-se combustíveis fósseis, como carvão, óleo combustível e coque de petróleo. A co-incineração de resíduos é uma tentativa de reduzir o uso de tais combustíveis. Neste processo, resíduos são adicionados à matéria prima substituindo, em parte, os combustíveis ou a própria matéria prima virgem (Porto & Fernandes, 2006). Para tanto, os resíduos precisam ser triturados (quando sólidos) e misturados de forma a adquirir algumas propriedades (principalmente do ponto de vista de teor calorífero) semelhantes aos combustíveis normalmente usados. Esse coquetel de resíduos, chamado genericamente de blend, é então misturado à matéria prima, ou adicionado nos fornos por algum sistema específico de alimentação. Uma primeira parte dos poluentes é destruída pelas altas temperaturas, uma segunda parte incorporada ao clínquer e há ainda uma terceira parte que é dispersa juntamente com as emissões atmosféricas, causando diversos impactos sobre o meio ambiente e a saúde das pessoas que entram em contato com esses materiais.

2.2 Rotas de dispersão de poluentes

Nesta seção serão discutidas as duas principais rotas de dispersão do material poluente da produção de cimento e da co-incineração, as emissões atmosféricas e “inertização” no clínquer. A co-incineração de resíduos em fornos de cimento gera uma grande variedade de

IX ENGEMA - ENCONTRO NACIONAL SOBRE GESTÃO EMPRESARIAL E MEIO AMBIENTE CURITIBA, 19 a 21 de novembro de 2007 emissões atmosféricas, incluindo NOx, SOx, CO, CO2, compostos orgânicos voláteis, metais pesados, amônia e cloro (Santi, 2003). Como os fornos de cimento são desenhados para a produção de cimento e não para a queima de resíduos (Achternbosch, 2003) existem mais incertezas quanto à capacidade dos sistemas de controle ambiental evitarem a emissão de materiais mais tóxicos (como dioxinas, furanos e sais de metais pesados). Outro problema sério, com relação às emissões atmosféricas, é o material particulado, pois se as partículas não forem retidas pelos filtros, elas podem ser inaladas ou ingeridas pelas pessoas (Schuhmacher et al., 2002). Com relação aos metais mais inertes, eles são incorporados ao clínquer, sendo “inertizados” no cimento; entretanto, ainda há incertezas quanto a possíveis problemas de saúde ocupacional para as pessoas que inalam ou entram em contato constante com o pó de cimento.

A emissão de CO2 é um processo inerente à produção de cimento, uma vez que, durante a calcinação do calcário, ocorre a descarbonatação do carbonato de cálcio (CaCO3), que é transformado em óxido de cálcio (CaO), liberando CO2 (Maringolo, 2001). Além disso, como mencionado anteriormente, é uma atividade que utiliza intensamente combustíveis fósseis, o que eleva consideravelmente essa emissão. Embora se afirme que a co-incineração é uma estratégia para se reduzir o uso desses combustíveis, muitos dos resíduos, tais como pneus e solventes, são também derivados de petróleo e sua queima também contribui de forma negativa para o processo de mudanças climáticas.

Ainda considerando emissões atmosféricas, a co-incineração aumenta o risco de emissão de alguns poluentes orgânicos persistentes, em particular, dioxinas e furanos. Estudos indicam uma forte relação entre a exposição crônica a estes poluentes e o aumento da incidência de câncer, problemas reprodutivos, deficiência imunológica e disrupção do sistema endócrino (Assunção & Pesqueiro, 1999; Sweetman, 2004). Como essas substâncias se acumulam na gordura, sua concentração aumenta ao longo da cadeia alimentar e, por esse motivo, ainda há muitas dúvidas sobre as quantidades consideradas seguras para sua emissão.

Não se sabe ao certo se as dioxinas e furanos já estão presentes nos resíduos, se são produzidas devido à presença de precursores (como a bifenila policlorada e os benzenos clorados), ou se são formadas a partir de compostos não diretamente considerados perigosos (como hidrocarbonetos clorados, íons de cloreto inorgânico ou plásticos) (Assunção & Pesqueiro, 1999). Embora as temperaturas dos fornos de cimento sejam suficientes para destruir as dioxinas e furanos, existe a possibilidade desses compostos se formarem novamente no processo de resfriamento dos gases (Sweetman, 2004). Dessa forma, os fornos de cimento são considerados pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos uma das maiores fontes de poluentes atmosféricos perigosos, incluindo dioxinas e furanos (Sidhu, 2001). A geração de dioxinas e furanos depende não apenas dos materiais utilizados como insumo, mas também das condições operacionais (temperatura, oxigênio disponível, tempo de queima etc.) da co-incineração (Santi, 2003). Erros na mistura de insumos ou no controle das operações podem, portanto, prejudicar o processo de combustão, gerando emissões altamente tóxicas (Sidhu, 2001).

Um terceiro problema referente à produção de cimento e à co-incineração, diz respeito ao fluxo dos metais pesados presentes na matéria prima, nos combustíveis e nos resíduos tratados. Os metais não são destruídos durante a co-incineração, mas sim redistribuídos através das emissões atmosféricas, cinzas, material particulado, clínquer e produtos de cimento (Legator et al., 1998). O comportamento dos diferentes metais dentro do forno de cimento, depende do seu grau de volatilidade. Metais mais voláteis, tais como Hg e Tl, são

IX ENGEMA - ENCONTRO NACIONAL SOBRE GESTÃO EMPRESARIAL E MEIO AMBIENTE CURITIBA, 19 a 21 de novembro de 2007 emitidos juntamente com os gases pela chaminé principal do forno; como a maioria das plantas de cimento não possui equipamentos para controles de vapores de sais metálicos eles acabam se dispersando no ambiente. Metais semi-voláteis (por exemplo, Cd, Pb, Sb e Se) ficam “presos” em ciclos de concentração dentro do forno, uma vez que são volatilizados onde as temperaturas são mais elevadas, e voltam a se condensar próximos às chaminés, onde as temperaturas não são tão altas. Dependendo da concentração atingida, parte desses materiais pode ser incorporada ao clínquer, enquanto outra parte é liberada para o ambiente através dos sistemas de purga. Os metais não voláteis (As, Cr, Cu, Ni) normalmente são incorporados ao clínquer (Santi, 2003).

O cimento, independente de ser fabricado com uso da co-incineração, possui uma pequena quantidade desses metais em sua composição. Comumente chamados de elementos traço, eles teriam origem nas impurezas dos combustíveis fósseis e das matérias primas. Entretanto, conforme mostrado na Tabela 1, a prática da co-incineração pode aumentar significativamente a concentração desses materiais no cimento ou no pó de eletrofiltro. Como o pó eletrofiltro normalmente é também incorporado à farinha crua, os metais retidos no sistema de controle ambiental, retornam aos ciclos descritos acima.

Tabela 1: Composição química de pó de eletrofiltro e de clínquer em operação somente com matéria prima virem (branco) e com a adição de 30% de resíduos.

Pó de eletrofiltro Clínquer Elemento Unidade

Branco Resíduos Branco Resíduos

Os estudos que vêm sendo realizados sobre o aumento de concentração de metais pesados no cimento buscam, usualmente, verificar os impactos sobre a qualidade do cimento final (Maringolo, 2001). Entretanto, não apenas os funcionários das cimenteiras, mas também trabalhadores da construção civil, entram em contato com esse material, aspirando grande quantidade de partículas de cimento. Poucas pesquisas, todavia, vêm sendo realizadas para mensurar o impacto da inalação desse material rico em metais pesados sobre a saúde das pessoas. Winder & Carmody (2002) estudaram as causas da dermatite por contato em trabalhadores da construção civil. Esta doença, que pode aparecer por exposição crônica a

IX ENGEMA - ENCONTRO NACIONAL SOBRE GESTÃO EMPRESARIAL E MEIO AMBIENTE CURITIBA, 19 a 21 de novembro de 2007 diferentes componentes, caracteriza-se por sensações de coceira, irritação e queimação. Os autores concluíram que a causa de tal problema não era apenas o caráter alcalino do cimento, mas também a ação irritante do cromo IV e do cromo VI, comumente encontrados no cimento (e em maior quantidade quando produzido a partir de processos de co-incineração).

Dessa forma, pode-se argumentar que o processo de co-incineração não destrói todos os poluentes presentes nos resíduos. Alguns materiais podem ser transformados em novos poluentes, como as dioxinas e furanos, e emitidos para o ambiente. Outros, como no caso dos metais, podem ser dispersos na forma de vapores, partículas ou mesmo produto final.

3 A co-incineração nos países industrializados

Uma vez identificados os principais aspectos ambientais da produção de cimento e da coincineração, nesta seção descrevo como essas práticas têm impactado a saúde das pessoas e a qualidade ambiental em países industrializados. De uma forma geral, os países usados nesses exemplos (Alemanha, Inglaterra e Estados Unidos) poderiam ser descritos como detentores de alta capacidade tecnológica, de sistemas eficazes de controle ambiental e de legislação ambiental rigorosa. Além disso, uma elevada escolaridade e disponibilidade de técnicos bem treinados diminuiria a chance de operação incorreta dos equipamentos. Apesar dessa situação “ideal”, mesmo nesses locais a co-incineração ainda coloca em risco o meio ambiente e a saúde da população.

Um dos principais casos de contaminação por co-incineração ocorreu na cidade de Lengerich (cerca de 20 mil habitantes), na Alemanha, devido à emissão de material particulado contaminado por tálio. Nas fábricas de cimento, o tálio costuma ser emitido juntamente com partículas finas de poeira, sendo liberado durante a queima de combustíveis fósseis. Em Lengerich, a emissão de tálio foi muito superior ao esperado depois que a empresa começou a utilizar refugo de pirita como fonte de óxido de ferro (Kazantzis, 2000). Análises posteriores mostraram que esse refugo possuía uma concentração de cerca de 400 ppm de tálio (Dolgner et al., 1983).

No caso de Lengerich, a principal rota de intoxicação foi através da contaminação das hortas domésticas por partículas contaminadas por tálio. Estudos mostraram que as plantas e solos no raio de 2 km da fábrica apresentavam maior quantidade de tálio e as pessoas que moravam a essa distância demonstraram concentração de tálio no organismo mais elevada do que os grupos controle. Os sintomas identificados foram parestesia (sensações cutâneas subjetivas vivenciadas na ausência de estímulos), dores musculares, fadiga, dor de cabeça, náusea e distúrbios do sono Existem registros de efeitos teratogênicos (danos a embriões) causados por tálio em algumas espécies animais. Na cidade de Lengerich, foi percebida uma maior freqüência de má-formação congênita do que o esperado, entretanto, os dados disponíveis não permitiram demonstrar uma clara relação de causalidade entre essas esses acontecimentos e a contaminação por tálio (Brockhaus et al., 1981; Dolgner et al., 1983).

Estudos a respeito do impacto da co-incineração sobre a saúde das pessoas também vêm sendo realizados nos Estados Unidos. Legator et al. (1998) realizam uma pesquisa sobre doenças respiratórias comparando uma amostra da população de Midlothian, no Texas, com uma amostra da população de Waxahachie, localizada a 12 km de distância. Os autores escolheram Midlothian pela cidade sediar uma empresa siderúrgica e três cimenteiras, duas das quais haviam sido as principais co-incineradoras de resíduos tóxicos nos Estados Unidos, entre 1989 e 1996. Para seu trabalho, os autores apresentaram questionários sobre 12 tipos diferentes de problemas de saúde (problemas digestivos, endócrinos, cardiovasculares etc.).

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Dentre os 12 grupos de perguntas, apenas as questões relativas a problemas respiratórios apresentaram co-relação com o local de moradia, havendo maior incidência de problemas entre os moradores de Midlothian. Os problemas mais comumente indicados foram falta de ar, com 18% (contra 5% em Waxahachie), bronquite com 1% (2%) e tosse persistente com 15% (5%).

Resultados semelhantes foram encontrados por Ginns &Gatrell (1996), que comparam a ocorrência de doenças respiratórias entre as crianças que viviam próximas à fábrica de cimento de Ribble Valley, em East Lancashire (Inglaterra), e aquelas que moravam entre 9 e 19 km da planta. Essa fábrica se caracteriza pelo fato de substituir 50% do carvão por “combustível líquido reciclado”, um coquetel de alto teor calórico, composto por resíduos perigosos, resíduos de solventes e outros hidrocarbonetos. Os resultados da pesquisa indicam que a diferença da ocorrência de dor de garganta e congestionamento nasal entre as crianças das duas localidades é estatisticamente significativa, sendo superior na proximidade da empresa. Os autores, entretanto, não obtiveram diferenças relevantes para os casos de asma.

As pesquisas apresentam algumas limitações de método, por exemplo, nos casos de Midlothian e de Ribble Valley não existem estudos que comparem a situação antes e depois do início da co-incineração, portanto, não se pode afirmar se a maior incidência de doenças surge pela “simples” poluição das fábricas de cimento, ou pela co-incineração. De qualquer forma, elas mostram uma forte relação de atividades de produção de cimento e co-incineração com condições inadequadas de saúde ambiental. A partir de tais experiências, pode-se argumentar que mesmo em países industrializados, atividades de produção de cimento têm um impacto negativo sobre a saúde da população, que tendem a ser potencializadas pelo aumento da concentração de poluentes gerados pela co-incineração.

4 A produção de cimento e a co-incineração nos países periféricos

Os estudos sobre países industrializados concentraram-se nos impactos das atividades de produção de cimento e co-incineração sobre a população residente nas proximidades das unidades produtivas. Nesta seção, discuto essas atividades não apenas do ponto de vista da população, mas também considerando impactos sobre os trabalhadores das cimenteiras. Como os estudos encontrados não especificam se as empresas praticavam co-incineração, complemento a seção descrevendo alguns testes de co-incineração de resíduos em países periféricos.

4.1 Estudos de saúde ocupacional

Os estudos sobre saúde ocupacional mostram as condições precárias com que as empresas de cimento funcionam nos países periféricos, onde funcionários trabalham sem equipamento de proteção individual e em ambientes inadequados. Dentro desse contexto, surgem situações de grande exposição a fatores de risco, que se tornam problemas de saúde.

Mwaiselage (2005) apresenta um estudo do grau de exposição dos trabalhadores à poeira de cimento em uma fábrica em Dar es Salaam, na Tanzânia. O autor mediu a concentração de material particulado em diferentes locais da fábrica, encontrando quantidades acima do limite de exposição de 10 mg/m3 em 39% das amostras. Essa exposição era principalmente elevada próxima aos guindastes (91,7% das amostras), moinhos (84,6%) e embalagem (76,5%). O autor menciona que a fábrica não possui equipamentos de controle de particulados, tais como exaustores e humidificadores. Além disso, apesar dos empregados receberem equipamentos de proteção individual, eles não são usados adequadamente.

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Yang et al. (1996) não apenas mensuram a quantidade de material particulado, mas também verificam os efeitos dessa exposição na saúde dos trabalhadores. Sua pesquisa foi realizada em uma empresa localizada na cidade de Kaohsiung, em Taiwan. Durante a pesquisa buscouse comparar condições de saúde dos funcionários que trabalhavam em áreas expostas (manutenção, guindaste, preparo de matéria prima, moinhos e embalagem) e dos trabalhadores considerados não expostos (contadores, pessoal de laboratório, almoxarifes, pessoal de refeitório). Foi identificado que a concentração média de poeira nos locais expostos era de 3,58 mg/m3, enquanto que nas áreas controle, ela ficava em torno de 0,41 mg/m3. Ao longo da pesquisa foi ainda possível verificar estatisticamente que os trabalhadores expostos apresentavam maior incidência de tosse, fleuma, dispnéia e respiração ofegante.

Uma situação semelhante foi descrita por Al-Neaimi et al. (2001) nos Emirados Árabes Unidos. Os autores comentam que não havia sistemas de controle de particulados e que a poeira de cimento se dispersava por toda a fábrica. Eles notam que os funcionários não eram plenamente qualificados, que trabalhavam sem o treinamento apropriado e que não utilizavam equipamento de proteção individual corretamente. Quando eles comparam a incidência de doença respiratórios dos funcionários da empresa com trabalhadores do comércio varejista (grupo controle), encontram uma freqüência muito maior de problemas de saúde naqueles que trabalham com cimento. Entre esses, a tosse prolongada aparece em 30% dos casos (contra 10% no grupo controle), sinusite em 27% (1%), fleuma em 25% (5%) e dispnéia em 21% (5%).

Em uma pesquisa realizada na Lituânia, Smailyte et al. (2004) comparam a taxa de incidência de câncer de pulmão e de bexiga em trabalhadores da indústria de cimento expostos ao material particulado, com a média da população. Os autores encontram co-relação positiva para os dois casos de tumores e atribuem o surgimento da doença à presença do cromo no material particulado.

4.2 Estudos de saúde ambiental

Além dos estudos específicos de saúde ocupacional, alguns pesquisadores têm se voltado para avaliar os impactos da produção de cimento na saúde das populações que vivem próximas às fábricas de cimento em países periféricos. Assim como nos casos de saúde dos trabalhadores, esses trabalhos mostram diversos impactos negativos sobre a qualidade de vida dessas pessoas.

Al-Khashman & Shawabkeh (2006) avaliam a contaminação de uma fábrica de cimento localizada próxima a uma área residencial na cidade de Qadissiya, na Jordânia. Os pesquisadores encontraram maior concentração de metais na área próxima à empresa, especialmente de ferro, chumbo, zinco e cádmio. Em Sagamu, na Nigéria, Gbadebo & Bankole (2007) estudaram a dispersão e as características da poeira emitida por uma fábrica de cimento. Esses autores identificam uma quantidade de material particulado muito acima do permitido nas imediações da fábrica e verificam que as amostras de ar apresentam elevadas concentrações de diferentes metais, principalmente, arsênio, chumbo e cobalto.

Também em Sagamu, Abimbola et al. (2007) fizeram uma pesquisa sobre a qualidade do ar e seus efeitos sobre a saúde da população. Amostras de poeira apresentam uma grande concentração de cádmio, chumbo, cobre, níquel e zinco, cuja presença é atribuída às emissões da fábrica de cimento. Os autores ainda avaliam os registros médicos do hospital local e identificam uma elevada incidência de doenças relativas a metais pesados, em particular

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