UTILIZAÇÃO DE CONCHAS DA OSTRA CRASSOSTREA GIGAS COMO
CARGA PARA PRODUTOS DE POLICLORETO DE VINILA (PVC)
Alysson Luís Boicko
Graduando em Engenharia de Materiais Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC
Centro Tecnológico – CTC Campus Universitário – Trindade CEP: 88010-970 – Florianópolis, SC – Brasil
E-mail: boicko@grad.ufsc.br
Dachamir Hotza
Professor do Departamento de Engenharia Química e de Alimentos /CTC/ Universidade Federal de Santa Catarina E-mail: hotza@enq.ufsc.br
Fernando S. P. Sant’Anna
Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental /CTC/ Universidade Federal de Santa Catarina E-mail: santanna@ens.ufsc.br
RESUMO
O Estado de Santa Catarina é o líder nacional na produção de ostras, sendo que o município de Florianópolis responde por 83,3% da produção do Estado. A espécie cultivada é a “ostra japonesa” (Crassostrea gigas), devido a sua boa adaptação às condições climáticas e geológicas. A sua concha é composta basicamente por carbonato de cálcio. Pesquisas mostram que mais da metade das conchas do produto consumida em restaurantes são dispostas de forma inadequada, produzindo impactos ambientais, ou utilizadas em atividades que agregam pouco valor ao resíduo. Entretanto, a casca da ostra pode ser empregada como matéria-prima para diversos fins, nos quais é possível agregar valor a este resíduo e promover a proteção do meio ambiente. A utilização da concha de ostra como carga para PVC, por exemplo, exige um processamento relativamente simples, e valoriza enormemente este resíduo.
ABSTRACT
The State of Santa Catarina is the national leader in the production of oysters, and the municipality of Florianópolis answers for 83,3% of the States’s production. The cultivated species is the “japanese oyster” (Crassostrea gigas), due to its good adaptation to the climatic and geologic conditions. Its shell is composed, basically, of calcium carbonate. Researches show that more than half of the residuary shells of the products consumed at restaurants is disposed of improperly, producting environmental impact, or is used in activities that add little value to the residue. The shell of the oyster can be used as raw material for diverse uses as charge for PVC productions. Doing so demands a relatively simple processing, that can add great value to this residue.
1. INTRODUÇÃO
A maricultura é uma realidade no Estado de Santa Catarina, constituindo uma importante opção de trabalho, renda e fixação no local de origem das populações de pescadores artesanais, além de proporcionar uma dieta alimentar nutritiva, constituída por proteínas, sais minerais e vitaminas (ARANA, 2000).
O litoral catarinense apresenta condições favoráveis ao cultivo de moluscos marinhos, como águas frias, além de facilidades geológicas caracterizadas pela vasta quantidade de baías, que propiciam condições ideais de crescimento devido à grande quantidade de nutrientes presentes em suas águas (NASCIMENTO, 1983).
Dessa maneira, conforme dados da Epagri – Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S/A, o Estado desponta como líder nacional na produção de ostras (Crassostrea gigas) e mexilhões (Perna perna). O litoral catarinense responde por 48% da produção nacional de ostras. A atividade de cultivo vem crescendo desde 1992, onde os municípios da região da grande Florianópolis, Porto Belo, Bombinhas, Balneário Camboriú e Penha produziram 48.000 dúzias de ostras (C. gigas). Na safra de 1999/2000, somente o município de Florianópolis produziu 505.060 dúzias, sendo responsável por 83,3% do total de ostras produzidas no Estado. No ano de 2002, a atividade de cultivo de ostras gerou para o Estado uma receita de mais de 4,5 milhões de reais.
Em virtude da crescente demanda da ostreicultura no Estado, é necessário que se pratique uma aqüicultura sustentável, e para isso é de primordial importância uma correta destinação dos resíduos, principalmente conchas, gerados por essa atividade.
Os efeitos socioambientais da disposição incorreta das conchas das ostras já vêm sendo sentidos pela população próxima aos locais de cultivo.
A busca de alternativas para o uso das conchas é uma necessidade emergente, e a sua utilização como carga em produtos constituídos de PVC é uma possibilidade viável. Assim, as conchas residuárias do consumo em restaurantes de Florianópolis, constituem um excelente objeto de pesquisas, cujos resultados poderão posteriormente ser estendido para todo o Estado. 2. UTILIZAÇÃO DAS CONCHAS COMO MATÉRIA-PRIMA
2.1. Desenvolvimento sustentável e maricultura
Em 1987, a Comissão Mundial para o Meio Ambiente e Desenvolvimento definiu desenvolvimento sustentável da seguinte maneira: "A capacidade de corresponder às necessidades do presente, sem comprometer a habilidade das gerações futuras na satisfação das próprias necessidades. O desenvolvimento sustentável deve levar em conta o equilíbrio entre as necessidades da sociedade, da economia e do meio ambiente" (ALVES, 1999).
Pode-se propor outra definição para o conceito de desenvolvimento sustentável, observando situações mais próximas do atual contexto socioeconômico e ambiental: "Um processo contínuo de melhoramento das condições de vida, que minimiza o uso de recursos naturais e ocasiona o mínimo de impactos e desequilíbrios no ecossistema" (EHLERS, 1996).
Junto à noção de desenvolvimento sustentável terão que ser consideradas dimensões ecológicas, econômicas e sociais. Sustentabilidade ecológica no sentido de que o ecossistema utilizado deve manter suas características e inter-relações fundamentais; econômica, no sentido de tornar possíveis as rendas constantes e estáveis; e social no sentido de que o manejo dos
recursos naturais devam estar em harmonia com os valores culturais das comunidades e grupos envolvidos, devendo todas essas dimensões se manter através do tempo (EHLERS, 1996).
Esse trabalho focaliza a dimensão ecológica, minimizando a quantidade de resíduos do consumo de ostras, através de sua valoração e uso como matéria-prima de um produto nobre. Esta valoração de conchas de ostras irá favorecer a outras dimensões da sustentabilidade, pois, os resíduos constituem uma maneira de incrementar a renda dos ostreicultores. E ainda a sua destinação correta impede prejuízos sociais, como a diminuição da qualidade de vida, gerada pela poluição.
2.2. Alterações ambientais resultantes da maricultura
No distrito do Ribeirão da Ilha, em Florianópolis, quando questionados sobre as mudanças na qualidade de vida decorrente dos cultivos, 65% dos maricultores entrevistados informaram que suas vidas melhoraram. Para 2,5% ela piorou, e para os restantes não houve mudanças significativas. Quanto ao cumprimento das legislações ambientais vigentes 88,63% dos maricultores informaram obedecer e somente 11% admitiram agir de forma ilegal (MACHADO, 2002).
As alterações ambientais percebidas em áreas próximas aos locais de cultivo podem ser visualizadas na Tabela 1 (MACHADO, 2002). É evidente que as alterações se devem não somente a destinação das conchas, mas também ao próprio cultivo de ostras e mexilhões. Entretanto, o assoreamento do mar e alteração na área da praia estão diretamente ligados à disposição das conchas.
Tabela 1- Evidências de alterações ambientais no Ribeirão da Ilha devido a maricultura em 2001.
Opção Nº de respostas Percentual
Diminuição da área de praia 7 8,97
Diminuição da profundidade do mar 9 11,54
Ocupação das áreas verdes 10 12,82
Diminuição da pesca 10 12,82
Diminuição dos bancos naturais 8 10,26
Saídas de esgotos para o mar 23 29,49
Outros 11 14,10
O cultivo de moluscos pode provocar uma sobrecarga do sistema aquático com matéria orgânica oriunda das elevadas populações de animais cultivados. As altas densidades de cultivo, a acumulação de matéria e a conseqüente liberação de nutrientes (fósforo e nitrogênio) podem levar, a hipernutrificação das águas e posterior eutrofização das áreas de cultivo, provocando um colapso das atividades que dependem do ecossistema em questão (ARANA, 2000).
Por outro lado, a atividade de maricultura aumenta a consciência ecológica dos maricultores, que passam a controlar com maior rigor a poluição das águas, pois sabem que a qualidade de seus produtos está diretamente relacionada com a qualidade das águas de cultivo.
2.3. Destino final das conchas
Os maricultores, respondendo a pesquisas, informaram que 39% das conchas coletadas são lançadas são ao mar. Outros 22% ou são dispostos em terrenos baldios ou enterrados diretamente na praia (MACHADO, 2002).
A maior parte dos maricultores, dispondo de maneira incorreta esse resíduo, estão gerando impactos ambientais negativos:assoreamento da orla, mau cheiro nos terrenos baldios e acúmulos de cascas nas áreas de praia, com um custo social que acaba sendo assumido pela população em geral.
Quanto ao uso dado às conchas, os resultados encontrados foram os seguintes, como mostra a Tabela 2 (MACHADO, 2002):
Tabela 2 - Uso dado às conchas
Opção Nº de respostas Percentual
Jogar fora 19 43
Artesanato 8 18
Impermeabilizante do solo de casas 3 7
Artesanato e impermeabilizante do solo 1 2
Jogar fora, impermeabilizante do solo e artesanato 2 5
Outros 4 9
Embora o uso dado às conchas possa agregar algum valor ao resíduo, este adicional é muito baixo, e volume empregado é muito baixo. Devido ao seu principal componente químico, carbonato de cálcio, as conchas podem receber uma destinação mais nobre.
Para se ter uma noção do montante de conchas acumuladas, estudou-se em um restaurante, no Ribeirão da Ilha, uma amostra de pratos de ostras consumidas para se estabelecer as possíveis quantidades de resíduos que são produzidos pelas sobras que são eliminadas. Em 24 pratos solicitados foram pesados 17,787 kg de ostras in natura, resultando em 13,134 kg de sobras, correspondendo a 74% de sobras (MACHADO, 2002).
Dois dos maiores restaurantes estabelecidos em Ribeirão da Ilha informaram que produzem em média 1.129 kg de casca por mês, ou seja, uma produção anual de 13.548 kg (13 toneladas). Somente em cinco anos, esses dois restaurantes acumularão 67.740 kg de sobras, que deixarão de ter uma destinação rentável (MACHADO, 2002).
Considerando as informações obtidas pelos maricultores e restaurantes no Ribeirão da Ilha e extrapolando esses resultados para o litoral catarinense, nos nove anos de cultivo em que foram produzidas 1.433.572 kg de ostras, houve a produção de 559.093,08 kg de sobras. Se esses dados são representativos da realidade catarinense, faz-se urgente o acompanhamento e valoração dos danos para se garantir a sustentabilidade do cultivo (MACHADO, 2002).
2.4. Características das conchas da ostra Crassostrea gigas
Existem inúmeras espécies de ostras, porém a mais cultivada e comercializada no Brasil é a espécie Crassostrea gigas, também conhecida como “ostra-do-pacífico” ou “ostra japonesa”. É uma espécie nativa do sudeste asiático, e foi introduzida em vários paises como EUA, Canadá, Inglaterra, Escócia, França e Espanha (ARAÚJO, 2001).
Esses tipos de moluscos bivalves são animais sésseis que se agrupam entre eles ou se fixam a superfícies submersas, encontrando-se em grande densidade em áreas produtivas, e estão adaptadas para permanecer por algum período fora da água. Medem entre 5 e 7 centímetros (baby) e 8 a 10 centímetros (master). As maiores chegam a pesar 120 gramas (VINATEA, 2002).
Sua concha (Figura 1) é composta por 3 camadas: o perióstraco, camada externa de composição protéica e 2 internas compostas de carbonato de cálcio (CaCO3) na forma de cristais de calcita e aragonita. A mais interna que, se encontra em contato com o corpo, é brilhante e dura e é chamada de camada nacarada ou nácar. O formato da concha é variável e depende do ambiente onde as ostras crescem. Geralmente, a valva inferior ou esquerda é maior e mais côncava, enquanto a valva superior ou direita é mais plana. Em uma das extremidades da ostra existe uma protuberância denominada umbo, onde as valvas se encontram unidas pelo ligamento (OLIVEIRA, 2000). camada externa camada intermediária camada nacarada
(a) Valva esquerda (b) Superfície de fratura de uma concha Figura 1- Estrutura de uma Concha
A composição química de uma concha baseada na espécie (Ostrea gigas thunberg talienwhanensis crosse ou Rivularis gould,), é a seguinte:
• 80 a 95% de carbonato de cálcio, e o restante (5 a 20%) dos seguintes compostos: fosfato de cálcio; dióxido de silício; glicogênio, betaina; taurina; glutatião (tripeptideo composto de glicocola, cistina e ácido glutamico); ceratina; trimetilamina, oburidina; adenina; venerupina; glicolípido; lisina; tirosina; metionina; leucina; arginina; histidina; treonina, valina; acido sucinico; vitaminas A; B I B2; D; F; esterol e gorduras.
2.5. Possibilidades de uso do carbonato de cálcio
Como já mencionado anteriormente, o carbonato de cálcio é o principal constituinte das conchas. Portanto, o não aproveitamento da casca das ostras constitui um desperdício dessa matéria-prima.
Atualmente, o carbonato de cálcio é usado em: estrada (como filler para misturas betuminosas), pasta de papel (substituindo em parte a matéria prima vegetal), mármore compacto para pavimentos e revestimentos, adubos e pesticidas, rações (alimentos compostos para animais), indústria da cerâmica (matéria prima para cerâmica de pasta calcária – faianças), indústria dos tijolos, indústria das tintas, espumas de polietileno, indústria dos talcos, indústria dos vidros, indústria do cimento, indústria dos vernizes e borrachas, impermeabilização de lagoas, selagem de lixeiras (material impermeabilizante), correção de solos (calagem), medicamentos e carga em polímeros.
A escolha do carbonato de cálcio como carga em polímeros, mais especificamente PVC, se deve a fatores como a existência de tecnologias de transformação de conchas acessíveis e baratas, que poderiam ser utilizadas por cooperativas de maricultores, e a proximidade de empresas que poderiam absorver o carbonato produzido.
2.5.1. O policloreto de vinila (PVC)
É um polímero termoplástico originado a partir da polimerização do monocloreto de vinila, que apresenta a seguinte fórmula química:
Conforme o Instituto do PVC, o policloreto de vinila apresenta como principais características: leveza, resistência à maioria dos agentes químicos, bom isolante térmico, acústico e elétrico, é auto-extinguível, fabricação com baixo consumo de energia, resistente a intempéries, e é atualmente o termoplástico mais reciclado. Algumas das propriedades do PVC podem ser visualizadas na tabela abaixo:
Tabela 3 - Propriedades Mecânicas e Térmicas do PVC
Propriedade Valor
Massa Específica 1,45 g/cm³
Alongamento na ruptura > 150 %
Resistência a Tração 42 MPa
Temperatura de Amolecimento Vicat > 75 ºC
Para passar de resina plástica para um produto acabado, o PVC necessita de aditivos, que são empregados com o objetivo de melhorar as condições de processamento, baixar o custo ou melhorar determinada propriedade, dependendo da utilização do produto final. Geralmente os compostos de PVC contêm estabilizantes, lubrificantes, cargas e pigmentos.
A seleção de aditivos que deverão constituir o composto é feita com base em condições de processamento e utilização final do produto, estando sempre sujeita ao critério custo-benefício.
Geralmente os aditivos são fornecidos em forma de pó, sendo que a granulometria deve ser a mais próxima do tamanho de partícula da resina. Se a granulometria for maior, pode prejudicar a homogeneização do composto, e se for menor, há possibilidades de ocorrer sedimentação.
As cargas são utilizadas com o objetivo de reduzir o custo do composto, proporcionar bom acabamento superficial e alto brilho, aumentar a resistência mecânica e às intempéries, e melhorar a estabilidade dimensional a elevadas temperaturas. Em compostos de PVC utiliza-se como principal carga o carbonato de cálcio (CaCO3 ) com tamanho de partícula inferior a 20 µm.
Segundo a Empresa Minerais do Paraná S/A - Mineropar, a adição de carbonato de cálcio resulta em produtos de boas propriedades mecânicas e com boa possibilidade de pigmentação, podendo agir como agente nucleante, aumenta a durabilidade, além de facilitar o processo de extrusão. O produto entra na composição de perfis, tubos para água e pisos, revestimentos, fios e cabos elétricos.
2.5.2. Obtenção e caracterização da carga de carbonato de cálcio
O processamento das conchas para a obtenção da carga de carbonato de cálcio é relativamente simples, sendo necessário:
a) Moagem a úmido, através de moinho de bolas, para uma distribuição granulométrica uniforme, b) Tratamento térmico (400 – 500ºC) para eliminação da água da moagem e retirada da matéria orgânica das conchas.
c) Moagem a seco para desfazer a aglomeração das partículas de carbonato de cálcio causada pelo tratamento térmico.
A caracterização da carga obtida é constituída basicamente por: análise de distribuição granulométrica, umidade, densidade aparente, composição química, perda ao fogo, abrasividade e cor.
Após o desenvolvimento da carga e sua devida caracterização, deverão ser realizados testes diretamente na linha de produção de uma empresa transformadora de PVC para verificar a eficiência e viabilidade técnica do produto.
3. CONCLUSÃO
A implementação de cultivos marinhos em Santa Catarina aumentará proporcionalmente a quantidade de resíduo, porém se estes forem destinados corretamente poderão constituir fonte de emprego e renda. Para tanto, o processamento das conchas para a produção de carbonato de cálcio deve ter baixo custo, pois o mercado oferece esta matéria prima a preço reduzido.
O presente trabalho relata uma pesquisa em andamento que procura contribuir para o desenvolvimento sustentável da maricultura, agregando valor a um resíduo que vem sendo destinado de maneira incorreta e assim ameaçando em longo prazo uma atividade econômica crescente .
4. REFERÊNCIAS
ALVES, Wanderley S. F. A sustentabilidade sócio-ambiental da miticultura no município de Penha - SC, TCC de graduação em Ciências Econômicas, UFSC, Florianópolis, 1999.
ARANA, Luis A. Vinatea: MODOS DE APROPRIAÇÃO E GESTÃO PATRIMONIAL DE RECURSOS COSTEIROS: Estudo de caso sobre o potencial e os Riscos do cultivo de moluscos marinhos Na Baía De Florianópolis, Santa Catarina, Tese de Doutorado Interdisciplinar em Ciências Humanas, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis, 2000.
ARAÚJO, Marina C.: Características microbiológica, sensorial e tempo de vida útil de ostras (Crassostea gigas) defumadas, Dissertação de Mestrado em Ciência dos Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, 2001.
EHLERS, Eduardo. Agricultura Sustentável: Origens e perspectivas de um novo paradigma. São Paulo: Livros da Terra, 1996.
INSTITUTO DO PVC. Disponível em < http://www.institutodopvc.org/>. Acessado em 12/12/2003.
MACHADO, Márcia: Maricultura como base produtiva geradora de emprego e renda: estudo de caso para o distrito de Ribeirão da Ilha no município de Florianópolis – SC – Brasil, Tese de Doutorado em Engenharia de Produção e Sistemas, Universidade Federal de Santa Catarina, 2002.
MINEROPAR. Disponível em < http://www.pr.gov.br/mineropar/4rxcarbo.html>. Acessado em 20/10/2003
NASCIMENTO, I. A. Cultivo de ostras no Brasil: problemas e perspectivas, Ciência e Tecnologia, 1983.
OLIVEIRA, Maury P.; ALMEIDA, Marcelo N. Malacologia. Juiz de Fora-MG: Editar Editora Associada, 2000.
VINATEA, Cecília Elena B.: Detecção e quantificação de polivírus em ostras-do-Pacífico (Crassostea gigas) experimentalmente inoculados através da cultura celular e RT-PCR, Dissertação de Mestrado em Biotecnologia, Universidade Federal de Santa Catarina, 2002.
