Alternativa para redução de custo do coque metalúrgico a partir da utilização de pneus inservíveis
Aos antenados no desenvolvimento do setor siderúrgico, não é de se impressionar que o mercado busca a cada dia, através de investimentos em pesquisa e inovações tecnológicas, reduzir custos de produção e melhorar os processos produtivos que estão atrelados à produção do ferro gusa pelo alto-forno, seja em qualquer etapa do processo, com estratégias diretas ou indiretas em relação ao produto final, sempre aliando tais melhorias à diminuição dos impactos ambientais gerados.
Nas plantas nacionais, as quais possuem por matriz primária o carvão mineral (rota integrada a coque) – 100% importado por conta da baixa qualidade do minério presente nas jazidas brasileiras, o uso de coque no alto-forno combinado com outros redutores sustentáveis vem se tornando um aporte cada vez mais estratégico para obtenção de ganhos em competitividade e contenção de emissões de CO2. Certamente, é uma receita que demanda um controle eficaz de possíveis reações que comprometeriam a estabilidade operacional e provocariam perda significativa da produtividade do forno (ABM, 2013).
Seguindo este contexto, tem-se por medida estratégica a utilização de novas matérias-primas carbonosas utilizadas nas misturas de carvão para produção do coque metalúrgico como agente redutor, sem desconsiderar a manutenção da qualidade exigida bem como a diminuição do custo produtivo (SOUZA, 2016).
“A utilização do pneu como aditivo nas misturas para produção de coque metalúrgico parte do mesmo princípio devido a sua constituição básica de borracha natural e elastômeros sintéticos com adição de negro de fumo, o que fornece ao material cerca de 70 % de carbono, o que se assemelha e qualifica seu uso em misturas carbonosas. Também é composto por uma malha de aço disposta entre as camadas de borracha que introduzem cerca de 20% de ferro. Outros elementos em quantidades relativamente pequenas como zinco, enxofre, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio também compõem a estrutura química do material” (AYED, 2007).
Sucatas plásticas que já foram consumidas e que não tem a alternativa de serem reaproveitadas de forma convencional (como reentrar na cadeia de produção de outras novas peças de plástico), são granuladas, introduzidas nos altos-fornos através do sistema de injeção de finos de carvão e tem suas cadeias poliméricas totalmente desagregadas, liberando o carbono e hidrogênio que participarão das reações de redução. Não só a sucata plástica é totalmente aproveitada, como há redução no consumo de carvão pulverizado e coque (IH, 2012).
Há as que prefiram enfornar esta sucata na coqueria, diretamente na produção do coque metalúrgico pelo processo convencional de coqueificação, invés de fazê-lo injetável pelas ventaneiras do alto-forno. Elementos voláteis que são liberados durante sua destilação se incorporam ao próprio gás de coqueria e servem como combustível na usina e ao coque se agrega o resíduo carbonoso. Segundo (IH, 2012), a inconveniência desta rota de reciclagem consiste em poder utilizar apenas 1% em peso de sucata plástica junto ao carvão coqueificável, visto que adições percentuais superiores à indicada aplacaria em desqualificação do produto final por exprimir propriedades mecânicas comprometidas, essenciais para seu uso.
O sucesso maior mostrado por esse processo com aplicação corrente em escala industrial nas siderúrgicas foi o da utilização da reciclagem de pneus sucatados registrados em países como França, Bélgica e Estados Unidos, os quais “são usados para substituir parcialmente os dispendiosos carburantes usados para aquecer a carga metálica do forno elétrico a arco”, (IH, 2012), e já se consolida como técnica dominada. A vantagem? A composição química desses sucatados é definidamente conhecida, diferente dos outros subprodutos plásticos sucatados. A figura 1 ilustra a estrutura que
constrói o pneu.
Figura 1. Composição estrutural do pneu.
Fonte: (ODE, 2013).
Algumas das tecnologias de destinação ambientalmente adequadas (regulamentado juridicamente pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente, CONAMA, a partir da resolução nº 416/09) demonstram a usabilidade destes. Segundo (IBAMA, 2017), de um total de 493.399,13 toneladas de pneus inservíveis em 2016 foram destinados:
60,23% ao coprocessamento (utilização dos pneus pós-consumo em fornos de clínquer como substituto parcial de combustíveis e como fonte de elementos metálicos);
27,15% à granulação (processo industrial de fabricação de borracha moída, em diferente granulometria, com separação e aproveitamento do aço); e
11,54% à laminação (processo de fabricação de artefatos de borracha).
Avaliando uma tonelada de pneus, é possível obter cerca de 530 kg de óleo, 40 kg de gás, 300 kg de negro de fumo e 100 kg de aço. É notório que utilizar pneus inservíveis nas misturas de carvões mineral para produção de coque metalúrgico advêm com vantagens suficientes para considerar a utilização desta técnica. Vantagem econômica, visto que serve de alternativa à redução dos custos de produção e da manutenção das qualidades exigidas do coque, quando utilizado de forma harmoniosa. Segundo (SOUZA, 2016), “o valor comercial do pneu revendido pelas recicladoras nacionais é cerca de 25% menor que o valor dos carvões minerais importados, e não estão sujeitos a variações cambiais, o que estabiliza seu valor agregado”.
Há também a vantagem ambiental, dado o oferecimento de uma nova rota de processamento para esse material, que contribui para a redução do seu descarte irregular na natureza e se apresenta como ação mitigadora das emissões de CO2.
Vê-se que a otimização de processos está diretamente ligada à pesquisa e à inovação tecnológica tão cobrada no mercado atual. Trata da redução ou mesmo eliminação de recursos dispendidos impropriamente, detectados através de análises sobre os processos da empresa, monitorando gastos desnecessários, conferindo gargalos e erros que impedem a melhor produção possível, mas que por vezes passam desapercebidos.
Referências Bibliográficas
Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração - ABM. Fontes de Energia Alternativa. Revista ABM. Jan-Fev. de 2013, págs. 14-20 e 30-35.
SOUZA, R. D. S. Caracterização de coque metalúrgico produzido com adição de pneu inservíveis nas misturas de carvão mineral. 2016. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – PPG em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Ouro Preto, Minas Gerais, 2016.
AYED, P. et al. Charging used tyres in the EAF, as a substitute for carbon: A success story for LME and Industeel Belgium. Metallurgy Review, Cahiers D'Informations Techniques, March (2007), 104, pp.128-135.
IH. A Contribuição da Siderurgia Para Resolver o Problema do Lixo Plástico. Revista IH – Jan-Mar . de 2012, pág. 41.
ODE, V. C.; Manual TWI - Informações Técnicas sobre Pneus. Sindicato das Empresas de Revenda e Prestação de Serviços - Sindipneus. In Foco Brasil, 2013.
Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA. Relatório de Pneumáticos: 2017 (ano-base 2016). Resolução CONAMA nº 416/2009. IBAMA (2017), Brasília, 80p.
