Desde queima de carvão em larga escala para geração de energia, na década de 1920, milhões de toneladas de cinzas e subprodutos relacionados foram gerados. A produção anual de cinzas do ano de 2010 em todo o mundo foi estimada em torno de 600 milhões de toneladas, com cinzas volantes constituindo cerca de 500 milhões de toneladas, em torno de 75-80% da cinza total produzida. Assim, a quantidade de resíduos de carvão (cinzas), lançado por fábricas e usinas de energia térmica tende a aumentar em todo o mundo e a eliminação de grande quantidade desse subproduto tornou-se um grave problema ambiental. O aproveitamento das cinzas geradas no mesmo ano de 2010 variou muito de um mínimo de 3%
62
a um máximo de 57%, ainda que a média mundial equivalha a apenas 16% do total de cinzas, ou seja, uma quantidade substancial de cinzas é ainda depositada em aterros (AHMARUZZAMAN, 2010).
Dados mais atuais, referentes ao estudo de BLISSETT e ROWSON (2012), comentam que a estimativa de produção de cinzas utilizada na maioria das literaturas disponíveis, são baseadas em dados de 10 anos atrás, sem contar o grande crescimento econômico da China, por exemplo. Tendo isto em conta, uma estimativa mais atualizada significaria que 750 milhões de toneladas de cinzas são geradas em uma base global a cada ano, sendo que a sua utilização em países bem desenvolvidos como os EUA e na Europa não chega a 50% da produção e a média mundial de reaproveitamento gira em torno de 25%.
No Brasil a geração de cinzas derivadas de carvão mineral, sem contar as outras fontes, é bastante elevada. Estima-se em quatro milhões de toneladas por ano e a tendência é que este valor aumente devido ao desenvolvimento do setor industrial. Diante disso a utilização deste subproduto ajuda a minimizar a estocagem deste material o que significa resolver um problema ambiental e o uso das cinzas contribui para as construções de menor custo (SIQUEIRA, 2010)
LOPES (2012) afirma que os custos e riscos inerentes ao correto condicionamento das cinzas, anteriormente a alternativa mais recomendada, são muito elevados, com redução da atratividade do carvão mineral como fonte de energia. Fato que implica a dar-se grande importância em desenvolvimento de produtos e técnicas que busquem o aproveitamento destes resíduos de forma, entre outros benefícios, a contribuir com a geração do emprego do carvão como combustível.
Para ROHDE et al. (2006), a produção de resíduos da queima de carvão fóssil é uma consequência inevitável da utilização deste recurso natural não renovável como combustível. Sendo que do total de carvão queimado no Brasil, apenas 30% das cinzas são comercializadas. Justificando a importância do desenvolvimento de pesquisas, produtos e técnicas que busquem o aproveitamento destes resíduos.
Além do mais, a cinza possui alto potencial poluidor. Segundo SUNDSTRON (2012) o potencial poluidor das cinzas esta relacionado ao seu arraste hidráulico e considera dois fatores determinantes: o pH alcalino presente na sua composição e a solubilização de seus elementos quando em contato com a água de arraste. Devido ao fato de possuírem grandes extensões em suas bacias de decantação, existe a lixiviação de seus elementos, inclusive os metais pesados, que contaminam o solo e subsolo podendo atingir o lençol freático,
63
estendendo seus efeitos sobre os animais e plantas que, se considerados os efeitos cumulativos dos metais pesados, podem vir a se tornar graves. Além de outro inconveniente oriundo da produção de cinzas que esta intimamente relacionada com as emissões de material particulado e de gases poluentes na atmosfera quando estes são depositados, acondicionados incorretamente.
No entanto, ao se avaliar o potencial poluidor das cinzas, devem-se levar em consideração, que nem todas as cinzas têm a mesma composição, suas características físicas, químicas e mineralógicas, dependem de uma variedade de fatores, incluindo: a composição da matéria prima de origem, as condições de combustão, o tipo e a eficiência do sistema de controle de emissões e os métodos de disposição utilizados.
Contrariando as pesquisas que consideram apenas o potencial poluidor das cinzas, ROHDE et al, (2006) afirma que as cinzas podem ser consideradas importante recurso mineral, tendo em vista suas propriedades físico-químicas e mineralógicas, pouco encontradas em outros materiais, caracterizadas por alta capacidade de reação com aglomerantes do tipo cal; e há imobilização de seus elementos potencialmente perigosos ou tóxicos quando empregadas na forma estabilizada com cal. Além de outros fatores que devem ser levados em conta como: grande quantidade do material disponível; pronta disponibilidade para uso após sua formação não necessitando processos de beneficiamento a não ser eventuais secagens em presença de excesso de umidade.
Apesar de ser um subproduto de geração quase inevitável e da sua importância no cenário industrial e dos prós e contras da sua geração aqui apresentados, AHMARUZZAMAN (2010) afirma que as cinzas volantes representam um subproduto industrial que é reconhecido como um poluente do meio ambiente e apresenta em sua composição elementos potencialmente tóxicos. A extração e o beneficiamento do carvão mineral promovem consideráveis impactos socioambientais que podem afetar os recursos hídricos, a atmosfera, o solo e o relevo das áreas circunvizinhas, assim como a combustão do carvão em indústrias e termelétricas igualmente podem causar graves impactos ambientais.
Segundo a resolução CONAMA nº 001 (1986) a definição de impacto ambiental, leva em consideração qualquer tipo de alteração do tipo das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, ocasionada pela atividade humana e, de alguma forma possa afetar a saúde e a segurança da população, as atividades sociais e econômicas, a biota, a qualidade do meio ambiente do ponto de vista estético e sanitário e as características dos recursos ambientais.
64
O principal esforço para a redução dos impactos ambientais decorrentes da disposição de cinzas no meio ambiente vem sendo direcionado no sentido de avaliar as potencialidades das cinzas para utilização em diferentes processos industriais. Visto que a disposição inadequada dos resíduos, que leva a contaminação do meio ambiente, o que é uma problemática comum de diversos municípios brasileiros (ORSATI, 2006).
Embora a reutilização dos resíduos seja uma alternativa muito interessante ambiental e economicamente, deve-se antes consultar a norma que define e classifica os resíduos sólidos – ABNT NBR 10004 (2004). Pois é importante que se dê uma finalidade para o resíduo com segurança e não apenas transfira o problema de lugar.
A ABNT NBR 10004 (2004) define resíduos sólidos como os resíduos nos estados sólido e semi-sólido que resultam de atividades da comunidade de origem industrial, doméstica, de serviços de saúde, comercial, agrícola, de serviços e de varrição, além de lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, lodos gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição e determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpo d’água, ou exijam para isso soluções técnicas e economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível.
A cinza é um subproduto que se enquadra, de acordo com a norma, como lixo industrial. Ou seja, é aquele originado pelas atividades dos diversos ramos da indústria, tais como metalúrgica, química, petroquímica, papeleira e alimentícia. O lixo industrial além de ser composto por cinzas, também inclui lodos, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plásticos, papéis, madeiras, fibras, borrachas, metais, escórias, vidros e cerâmicas. Mas para sua classificação de acordo com a norma, deve-se antes proceder com os ensaios de lixiviação e solubilização. Estes ensaios irão mostrar se o resíduo apresenta algum tipo de periculosidade, inflamabilidade, toxicicidade, reatividade ou patogenicidade, reações estas que podem ser prejudiciais ao meio ambiente.
A classificação dos resíduos sólidos de acordo com a ABNT NBR 10004 (2004) é apresentada a seguir:
Resíduos classe I – Resíduos perigosos; Resíduos classe II – Resíduos não-inertes; e, Resíduos classe III – Resíduos inertes.
Essa classificação serve para balizar os procedimentos necessários para o tratamento a ser dado no descarte de resíduos sólidos decorrentes de processos industriais. E com base nesses testes e, através da comparação das concentrações lixiviadas e solubilizadas com os padrões
65
estabelecidos na norma, um resíduo sólido é classificado como inerte ou não inerte. Quando a concentração de qualquer elemento químico considerado perigoso ultrapassa o limite estabelecido, o resíduo é classificado como perigoso, ou seja, classe I. Características como corrosividade, inflamabilidade e reação violenta com água também enquadram os resíduos como perigosos.
Visto isso, pode-se concluir que embora existam muitas aplicações benéficas para as cinzas, estas só podem ser utilizadas se estiverem em conformidade com os requisitos regulamentares dispostos na legislação de resíduos sólidos (ABNT NBR 10004, 2004), uma vez que as cinzas, por tratarem de rejeitos industriais, são classificadas de acordo com as normas brasileiras que disciplinam a classificação dos resíduos sólidos quanto à sua periculosidade.