Separação, reciclagem e valorização de RFA

As tecnologias existentes para a separação, reciclagem e valorização dos RFA, podem classificar-se em duas categorias principais, consoante sejam orientadas para a separação mecânica seguida de reciclagem ou orientadas para a valorização energética (Ferrão et al., 2004).

2.8.2.1 Separação mecânica

Como exemplos de tecnologias, orientadas para a separação mecânica de RFA, na Tabela 2.8 é apresentado um resumo das principais características dos projetos europeus e japoneses já implementados ou em fase de implementação, permitindo adquirir uma razoável perceção destas diferentes tecnologias (GHK/Bios, 2006).

Tabela 2.8 Características principais de alguns projetos de valorização de RFA na Europa e no Japão (GHK/Bios, 2006).

Projeto Tipo de tecnologia Nível de desenvolvimento da tecnologia Principais outputs do processo % de Val. % de Recic VW - Sicon Mecânica 1 Instalação experimental de 8.000 t, 2 em obra e uma planeada de 100.000 t 35% de plástico, 8% de metais, 31% de materiais fibrosos e 26% de resíduos 74 74

Galloo Mecânica Instalações em operação

9% de plástico, 30% de metais, 13% de produtos a usar como combustível alternativo e 48%

de resíduos

52 39

Sult Mecânica Instalação em operação no Japão.

50% de plástico, 10% de metais,

20% de minerais e 20% de água. 100 80

R-Plus Mecânica Instalações em operação. 60% fracção orgânica, 5% de

metais e 35% de minerais. 100 100

2.8.2.2 Valorização energética

Para resíduos com poder calorífico significativo (mínimo de 5 MJ/kg), é favorável a sua aplicação em processos de combustão com recuperação de energia, garantindo-se assim a sua valorização energética. Este tipo de valorização permite a substituição dos combustíveis fósseis pelos resíduos e pode mesmo tornar-se vantajosa se as emissões poluentes destes últimos forem significativamente diferentes.

Apesar de bastante heterogéneo, os RFA apresentam poderes caloríficos na ordem dos 20 MJ/kg, conferindo a possibilidade de serem empregados em processos de valorização energética. Há vários anos que se fazem estudos sobre as vantagens das várias tecnologias. Países como os EUA, o Japão, a Coreia do Sul e a França, já possuem unidades industriais de valorização energética de RFA em funcionamento (Freire, 2008). Pasel et al. (2003) mencionaram no seu trabalho vários processos de valorização térmica ou termoquímica que podem ser aplicados a diferentes resíduos contendo elevados poderes caloríficos. Mencionaram a gasificação, a pirólise e a combustão como os processos mais eficientes de conversão térmica ou termoquímica de resíduos heterogéneos (como é o caso dos RFA).

 Gasificação

A gasificação é um processo de conversão termoquímica dos hidrocarbonetos presentes nos RFA, que tem por objetivo a produção de compostos gasosos. A gasificação ocorre em condições redutoras, conseguidas através da restrição do fornecimento de oxigénio, normalmente fornecido através da injeção de ar e a temperaturas que variam entre os 400-500 ºC e os 1500 ºC, e tempos de residência que podem variar desde mais de uma hora, a menos de um segundo (Zevenhoven et al., 2003). O gás produzido pode ser usado como combustível ou matéria-prima, na produção de produtos líquidos como o metanol (Jody et al., 1996).

Investigadores japoneses da EBARA Corporation desenvolveram uma tecnologia de tratamento térmico, passível de utilização para vários tipos de resíduos (RFA, lamas residuais, RSU, etc.) designada TwinRec.

A instalação de Aomori no Japão entrou em funcionamento em 1995 e em 2000 já processava 20 t/h de resíduos (70 % RFA e 30 % de lamas residuais desidratadas) e possuía uma capacidade térmica de 80 MW (Ando et al., 2002).

Um processo de gasificação de RFA, denominado por destilação seca/gasificação, encontra-se em desenvolvimento no Japão (Horii et al., 2001).

 Pirólise

A pirólise é um processo térmico onde ocorre a decomposição física e química da matéria orgânica, na ausência de oxigénio ou ar, provocando a rotura das moléculas mais pesadas e a sua conversão noutras de menor massa molecular. O principal objetivo da pirólise é a obtenção de produtos líquidos, que poderão ser usados como combustíveis ou como matéria-prima na indústria, podendo formar-se também compostos gasosos, em condições normais de pressão e temperatura e um resíduo sólido (Costa, 2006; Harder et al, 2007; Freire, 2008).

O resíduo carbonoso (em inglês: char) obtido através dos vários processos de pirólise raramente ultrapassa os 33-68%. Os processos de pirólise de RFA podem ser especificamente concebidos para maximizar os produtos gasosos (p.ex. para a obtenção de combustíveis) ou para a produção de óleos ou combustíveis líquidos (Harder et al, 2007; Freire, 2008).

A pirólise de RFA pode, também, focar-se na recuperação do material. Neste caso o resíduo carbonoso será processado para remover quaisquer metais remanescentes (os que originalmente se encontravam associados ao material polimérico) e posteriormente utilizado como matéria-prima ou como combustível em determinados ciclos de produção (indústrias do ferro, aço e cimenteiras). Todavia, nestes casos é imperativo conhecer o nível de contaminação do resíduo carbonoso, uma vez que este tipo de indústria possui algumas restrições relativamente ao conteúdo em metais e cloro (Boughton, 2007; Harder et al., 2007).

 Combustão

Existem várias tecnologias de combustão dedicada e de co-combustão de RFA, tais como (i) fornos rotativos, (ii) fornos de ciclones, (iii) fornos de grelha e (iv) sistemas de leito fluidizado.

A redução no volume dos resíduos, mediante a mineralização e imobilização da fração inorgânica e a destruição da fração orgânica com recuperação energética do seu conteúdo calorífico, faz da combustão, uma das possíveis vias de tratamento dos RFA (Freire, 2008).

A Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME) e a American Plastics Council (APC) promoveram um estudo associado à co-combustão de RFA com RSU, num incinerador comercial de RSU na Alemanha, com uma tecnologia de combustão em grelha. Os ensaios realizados com diferentes misturas de RSU (76-69%) e RFA (24-31%) tiveram como objetivo analisar os problemas operacionais e a influência dos RFA nas

emissões gasosas e na qualidade das cinzas produzidas. Não foram detetados problemas operacionais e as emissões de CO diminuíram. As cinzas de fundo (de grelha) apresentaram maiores concentrações em Zn, Cu, Sb, Ni, Sn e Pb quando comparadas com as cinzas resultantes da incineração de RSU. No entanto, os seus lixiviados cumpriram os valores limites referidos pelas normas alemãs para a reutilização deste tipo de material. As cinzas volantes (de caldeira, de tratamento de gases e de filtros) foram classificadas, por definição, como resíduos perigosos (Zevenhoven et al., 2003).

Saxena et al. (1995) estudaram a eficiência de combustão de RFA num sistema convencional de leito fluidizado a fim de produzir energia e cinzas vitrificadas. Utilizando temperaturas na ordem dos 675 - 865 º C, um leito de alumina e gás propano para o pré- aquecimento da instalação, obtiveram-se eficiências de combustão de carbono na ordem dos 75,2-89,2%.

Apesar das várias tecnologias de valorização de VFV disponíveis, continua a verificar-se que a prática mais comum é a deposição em aterro de RFA, estando aquém de atingir as metas comunitárias para o ano 2015 (limite máximo de 5% aterro). Esta prática pode dever-se ao facto de em muitos países ser consideravelmente a opção mais rentável. Por outro lado, a maioria dos resíduos resultantes dos processos de valorização energética previamente abordados, face ao seu nível de perigosidade, são igualmente depositados em aterro.