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BOAS PRÁTICAS AMBIENTAIS NA UTILIZAÇÃO DE FLUIDOS DE CORTE
NOS PROCESSOS DE USINAGEM
Penha Suely de Castro Gonçalves
Dissertação apresentada à Faculdade
de Engenharia da UNESP – Campus
de Bauru, para a obtenção do título de
Mestre em Engenharia Mecânica.
BAURU – SP
Agosto 2008
unesp
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE ENGENHARIA
CAMPUS DE BAURU
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II
BOAS PRÁTICAS AMBIENTAIS NA UTILIZAÇÃO DE FLUIDOS DE CORTE
NOS PROCESSOS DE USINAGEM
Penha Suely de Castro Gonçalves
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Carlos Bianchi
Dissertação apresentada à Faculdade
de Engenharia da UNESP – Campus
de Bauru, para a obtenção do título de
Mestre em Engenharia Mecânica.
BAURU – SP
Agosto 2008
unesp
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE ENGENHARIA
CAMPUS DE BAURU
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III
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus amados filhos Carlos Augusto e Ulysses, pela
paciência e compreensão nas horas de ausência dedicada a este estudo; ao meu
marido Carlos Antônio, amor da minha vida, pelo incentivo para eu poder trilhar o
árduo caminho da realização de um sonho e, especialmente, à minha querida e
sábia mãezinha Djanira, que desconhecendo o significado das letras, desde cedo
me fez ver o valor do conhecimento adquirido por meio dos estudos. A todos eles,
por todo amor e carinho que sempre me dedicaram.
IV
AGRADECIMENTOS
Agradeço a DEUS pela vida, pela espiritualidade que me fortalece em todos
os momentos e por me dar forças para realizar este trabalho.
Agradeço ao meu orientador Prof. Dr. Eduardo Carlos Bianchi que me
ofereceu a oportunidade para a realização deste trabalho. Graças à sua permanente
confiança, orientação e amizade foram possíveis os passos que me levaram a
encontrar o meu caminho de pesquisa e concluir esta dissertação de mestrado.
Agradeço Co-orientador Prof. Dr. Paulo Roberto de Aguiar pela clareza de
suas aulas e percepção do valor do aluno diante de suas dificuldades.
Agradeço Prof. Dr. João Cândido que por meio de suas aulas esclarecedoras
me ajudou a dar os primeiros passos para trilhar a difícil arte de pesquisar.
Agradeço Prof. Dr. Yukio pela dedicação e maestria nas aulas ministradas e
pelas palavras de incentivo ao longo do curso.
Agradeço aos Mestres do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
que compartilharam suas experiências e conhecimentos e contribuíram para a minha
aprendizagem e crescimento profissional e pessoal.
Agradeço aos professores e funcionários do Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Mecânica.
Agradeço aos colegas de classe, pelo bom humor, companheirismo e
cordialidade ao longo do curso.
Agradeço, especialmente, às funcionárias da Biblioteca da UNESP pela
atenção e cordialidade no atendimento e orientação para utilização do Banco de
Dados, atitudes fundamentais para a realização deste trabalho.
Agradeço à Universidade Estadual Paulista – UNESP, em especial ao
programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia
de Bauru, pela oportunidade de ingressar como aluna especial e ser aceita para
cursar este Mestrado.
Agradeço aos líderes da Empresa SPAIPA S/A Indústria Brasileira de
Bebidas, por incentivarem seus colaboradores a buscar desenvolvimento profissional
e pessoal.
V
Agradeço, especialmente e sempre, à minha família pelo amor incondicional,
pela paciência nas horas de ausência dedicada a este estudo, por me compreender
e motivar na busca de minhas realizações e por ser a razão de meus atos, de meus
desejos, de minha vida.
A todas as demais pessoas que de alguma forma contribuíram para a
concretização deste trabalho.
VI
EPÍGRAFE
"A cada dia, a natureza produz o suficiente para suprir nossas carências. Se
cada um tomasse a porção que lhe fosse necessária, não haveria pobreza, guerras,
e no mundo todo ninguém mais morreria de inanição”.
Gandhi
VII
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ..........................................................................................................III
AGRADECIMENTOS................................................................................................ IV
EPÍGRAFE................................................................................................................ VI
LISTA DE FIGURAS.................................................................................................. X
LISTA DE TABELAS................................................................................................ XI
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS............................................................ XII
RESUMO................................................................................................................. XIII
ABSTRACT.............................................................................................................XIV
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................1
1.1 Objetivo..............................................................................................................3
1.2 Estrutura do trabalho .........................................................................................4
2. OS FLUIDOS DE CORTE.......................................................................................5
2.1 Definições dos fluidos de corte..........................................................................5
2.2 Principais funções dos fluidos de corte..............................................................6
2.3 Tipos de fluidos de corte, suas características e propriedades .........................8
2.3.1 Fluidos de corte puros ou integrais...............................................................12
2.3.1.1 Óleo mineral puro ......................................................................................13
2.3.1.2 Óleo graxo .................................................................................................14
2.3.1.3 Misturas de óleo mineral e óleo graxo.......................................................15
2.3.2 Fluidos solúveis em água .............................................................................18
2.3.2.1 Óleos Emulsificáveis ou Emulsões............................................................20
2.3.2.2 Fluidos químicos ou sintéticos...................................................................22
2.3.2.3 Fluidos semi-sintéticos...............................................................................25
2.3.3 Gases como fluídos de corte ........................................................................26
2.3.4 Pasta e lubrificantes sólidos .........................................................................27
2.3.5 Fluidos de corte biodegradáveis...................................................................28
2.4 Aspectos que influenciam a vida útil dos fluidos de corte................................29
2.4.1 Aspectos tecnológicos na utilização dos fluidos de corte .............................29
2.4.2 Métodos de manuseio e perdas no processo ...............................................31
2.4.3 Influência da qualidade da água...................................................................31
2.4.5 Influência da concentração da solução e da variação do pH........................33
2.4.6 Influência da degradação microbiológica......................................................34
2.4.7 Contaminantes inerentes ao processo e de origem externa.........................36
VIII
3. A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL, OS FLUIDOS DE CORTE E SUAS
INTEIRAÇÕES COM O MEIO AMBIENTE...............................................................38
3.1 A crise ambiental e os fluidos de corte ............................................................38
3.2 Os resíduos e a poluição ambiental.................................................................41
3.3 O Processo de conscientização ambiental......................................................43
3.3.1 Principais Conferências Internacionais sobre o Meio Ambiente ...................43
3.3.2 A Convenção sobre Controle de Movimentos Transfronteriços de Resíduos
Perigosos – A Convenção da Basiléia –1989........................................................44
3.3.3 A Agenda 21, os conceitos de tecnologias limpas e a política dos 3 Rs ......45
3.4 O meio ambiente e a Constituição Brasileira...................................................49
3.5 A legislação ambiental e a definição de meio ambiente ..................................50
3.6 A legislação ambiental federal.........................................................................51
3.7 A legislação ambiental no Estado de São Paulo .............................................53
3.8 A legislação ambiental no Município de Bauru ................................................55
3.9 Obrigações e sanções legais no manuseio de resíduos perigosos .................57
4. ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTAIS NA UTILIZAÇÃO DOS FLUIDOS DE
CORTE......................................................................................................................61
4.1 Aspectos e impactos ambientais na utilização dos fluidos de corte.................61
4.1.1 Aspectos toxicológicos..................................................................................65
4.1.2 Resíduos Perigosos......................................................................................67
4.1.3 Emissões atmosféricas.................................................................................68
4.2 Principais impactos ambientais na utilização de fluidos de corte.....................70
4.2.1 Efeitos adversos à saúde e à segurança do trabalhador..............................71
4.2.2 Efeitos adversos no transporte dos fluidos de corte .....................................73
4.2.3 Efeitos adversos no descarte........................................................................73
4.2.4. Medidas de prevenção à poluição por fluidos de corte................................74
5. BOAS PRÁTICAS AMBIENTAIS NA UTILIZAÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE76
5.1 Gestão ambiental.............................................................................................76
5.2 Normas da gestão ambiental...........................................................................77
5.3 Metodologias de gestão ambiental ..................................................................79
5.4 Produção mais Limpa (P+L) ............................................................................80
5.5 Boas práticas ambientais, indicadores de desempenho e benchmarking
ambiental...............................................................................................................83
5.6 Boas práticas ambientais no gerenciamento dos fluidos de corte ...................84
5.6.1 Selecionar com visão ambiental ...................................................................86
5.6.2 Reduzir na fonte o consumo dos fluidos de corte.........................................88
5.6.2.1 Monitoramento, manutenção e prolongamento da vida útil. ......................89
5.6.2.1.1 Estocagem..............................................................................................89
5.6.2.1.2 Preparação do fluido de corte.................................................................89
5.6.2.1.3 Concentração do fluido de corte.............................................................90
5.6.2.1.4 Controle do pH, acidez e alcalinidade.....................................................90
5.6.2.1.5 Controle Microbiológico e a utilização de biocidas..................................91
5.6.3 Reusar os fluidos de corte (Reciclagem interna) ..........................................92
5.6.3.1 Sedimentação............................................................................................94
5.6.3.2 Flotação.....................................................................................................95
5.6.3.3 Filtração.....................................................................................................95
5.6.3.4 Centrifugação ............................................................................................97
5.6.3.5 Separação magnética................................................................................99
IX
5.6.4 Reciclar os fluidos de corte (Reciclagem externa)......................................102
5.6.5 Tratamento do resíduo e disposição final dos fluidos de corte ...................104
5.6.5.1 Tipos de Resíduo.....................................................................................105
5.6.5.1.1 Resíduo de óleos de corte integrais......................................................105
5.6.5.1.2 Resíduo de emulsões e soluções de corte ...........................................105
5.6.5.1.3 Composição e descarte dos resíduos sólidos.......................................106
5.6.5.2 Métodos de tratamento de emulsões e soluções de corte.......................106
5.6.5.2.1 Métodos mecânicos..............................................................................107
5.6.5.2.2 Métodos químicos e físico-químicos.....................................................108
5.6.5.2.3 Métodos térmicos..................................................................................109
5.6.5.2.4 Métodos biológicos...............................................................................109
6. REDUZIR, REUSAR, RECICLAR - O PRINCÍPIO DOS 3RS NA UTILIZAÇÃO DE
FLUÍDOS DE CORTE NOS PROCESSOS DE USINAGEM...................................110
6.1 Hierarquia no gerenciamento de resíduos.....................................................110
6.2 O princípio dos 3Rs na utilização dos fluidos de corte...................................111
6.2.1 Primeiro R - REDUZIR................................................................................111
6.2.1.1 Redução na fonte mediante modificação no produto fluido de corte .......112
6.2.1.2 Redução na fonte mediante substituição de matérias-primas que entram no
processo..............................................................................................................113
6.2.1.3 Redução na fonte mediante modificação de tecnologia – novas tecnologias
para aplicação dos fluidos de corte .....................................................................114
6.2.2 Segundo R – REUSAR – Reciclagem interna ............................................117
6.2.3 Terceiro R – RECICLAR - reciclagem externa ou reciclagem fora do
processo..............................................................................................................118
6.3 O princípio dos 3Rs e a P+L na utilização dos fluídos de corte.....................120
6.4 P+L CASO DE SUCESSO: Reuso de óleos e emulsões na indústria mecânica
.............................................................................................................................120
6.5 Identificando os 3Rs como base para a P+L na utilização dos fluidos de corte
em processos de usinagem.................................................................................122
7 CONCLUSÕES....................................................................................................124
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................126
X
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Classificação dos fluidos solúveis em água (EL BARADIE, 1996;
adaptada)...........................................................................................................19
Figura 2 Biofilmes formados em uma indústria de usinagem de metais
(CAPELLETTI, 2006) .........................................................................................35
Figura. 3 - Fatores integrantes de um moderno sistema produtivo; adaptada
(TEIXEIRA, 1997). .............................................................................................40
Figura 4 – O Planeta Terra e os 3Rs (VICENTE, 2000)............................................47
Figura 5 - Mudando o paradigma (USEPA, 2002 apud GASI, 2002). .......................48
Figura 6 - Processos de fabricação poluindo o meio ambiente (SOKOVIC E
MIJANOVIC, 2001). ...........................................................................................62
Figura 7 - Diagrama de caracterização das entradas e saídas dos processos de
retificação (INET, 2000; adaptada). ...................................................................63
Figura 8 – Efeitos adversos dos fluidos de corte sobre o meio ambiente (IGNÁCIO,
1998)..................................................................................................................64
Figura 9 - “Responsabilidade do berço à cova”. Fabricantes conservam a
responsabilidade pelo resíduo desde a geração até o descarte (HOWES, 1991;
adaptada)...........................................................................................................68
Figura 10 Emissões de resíduos de fluidos de corte (ALVES, 2006)........................69
Figura 11 Geração e emissão de resíduos em uma indústria metal-mecânica
(OLIVEIRA E ALVES, 2007). .............................................................................71
Figura 12: Evolução das empresas rumo à Produção mais Limpa (CNTL, 2006).....81
Figura 13 – Identificação de oportunidades de PmaisL. (CNTL, 2003).....................82
Figura 14 – Cadeia produtiva dos fluídos de corte, desde a sua elaboração até o seu
descarte, e sua interação com o meio ambiente. (Runge e Duarte,1990). ........85
Figura 15 – Processos e Equipamentos utilizados para remover partículas dos
fluidos de corte (HOWES, TÖNSHOFF E HEUER, 1991; adaptada).................94
Figura 16 - Filtro a gravidade com reservatório e painel elétrico (KABELSCHLEPP
DO BRASIL).......................................................................................................96
Figura 17 Filtros a vácuo (KABELSCHLEPP DO BRASIL). ......................................97
Figura 18 - Princípios de uma separadora centrífuga (Browarzik e Krebs, 1990 apud
Queiroz, 2001). ..................................................................................................98
Figura 19 Separador magnético “Kabelschkepp” contra acúmulos de impurezas em
líquidos (KABELSCHLEPP DO BRASIL).........................................................100
Figura 20 – Separador Magnético (TARTEC Indústria e Comércio Ltda). ..............100
Figura 21 - Filtro a gravidade com separador magnético, reservatório e painel elétrico
(KABELSCHLEPP DO BRASIL). .....................................................................101
Figura 22 - Caçamba basculante para coleta de cavacos de máquinas operatrizes
(KABELSCHLEPP DO BRASIL). .....................................................................101
Figura 23– Filtro a tambor tipo ecológico (TARTEC Indústria e Comércio Ltda).....102
Figura 24 - A hierarquia no gerenciamento de poluentes (CETESB, 2002)............110
Figura 25 Fatores influentes na usinagem a seco (Klocke et al., 1996)..................115
Figura 26 - Fresamento a seco (SUPERTEC Usinagem Técnica Industrial apud
CNTL, 2006).....................................................................................................115
Figura 27 "– Identificação de oportunidades de PmaisL.- adaptada (CNTL, 2003).122
XI
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Correlação entre os principais tipos de fluidos de corte e suas principais
propriedades e composições (Runge e Duarte, 1990, El Baradie, 1996, Ignácio,
1998, adaptada).........................................................................................................10
Tabela 2 – Correlação entre as propriedades dos fluidos de corte e a ação desejada
(Runge e Duarte, 1990, adaptada).............................................................................11
Tabela 3 – Identificação do óleo de corte como resíduo perigoso (Resolução
CONAMA, nº 23, de 12 de dezembro de 1996. Anexo 1 – B Resíduos Perigosos -
Classe I De Fontes Não Específicas (Anexo A Da Nbr-10.004/87, Adaptada)..........60
XII
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
BAT Best Available Techniques (Melhores Técnicas Ambientais)
BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social
CEBDS Centro Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável
CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – SP
CFC Clorofluorcarbono
CNI. Confederação Nacional da Indústria
CNTL Centro Nacional de Tecnologias Limpas
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
CONSEMA... Conselho Estadual do Meio Ambiente
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
EMS ………………………………………….Environmental Management System
EPA Environmental Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental)
IBAMA Instituto Brasileiro de Meio Ambiente
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IPCC Intergovernamental Panel on Climate Changes
IPPC Comissão Européia de Controle Integrado e Prevenção da Poluição
ISO International Standardization Organization
MQL Mínima Quantidade de Lubrificação
ONGs Organizações Não Governamental
PNUMA (ou UNEP) Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente
P+L Produção Mais Limpa
PP Prevenção Poluição
RCRA Resource Conservation And Recovery Act
3Rs Reduzir – Reusar - Reciclar
SEBRAE Serviço de Apoio à Pequena e Média Empresa
SEMA Secretaria Estadual do Meio Ambiente
SGA Sistema de Gestão Ambiental
WBCSD World Business Council for Sustainable Development
CDS Comissão de Desenvolvimento Sustentável
WHO (World Health Organization) Organização Mundial de Saúde
XIII
RESUMO
A questão ambiental é uma das principais agendas de discussão nas
estratégias empresariais que visam atender mercados cada vez mais exigentes e
interessados em empresas que protegem o meio ambiente. Na indústria mecânica,
os fluidos de corte aparecem como uns dos principais agentes poluidores nos
processos de usinagem, o que requer cuidados especiais para o seu gerenciamento
ambiental. Inicialmente as pesquisas para aperfeiçoamento de fluidos de corte e
métodos de aplicação mais eficazes visavam satisfazer aspectos tecnológicos e
econômicos. Entretanto, nos últimos anos, os pesquisadores e fabricantes estão
concentrados no desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente amigáveis e
de novas tecnologias objetivando a redução ou até mesmo a eliminação deste
insumo, visando o atendimento de rigorosas leis ambientais, de saúde e de
segurança no trabalho, assim como a adequação dos processos de usinagem a um
sistema integrado de gestão da qualidade, da segurança ocupacional e do meio
ambiente. O objetivo deste trabalho é identificar evidências e contribuir na busca de
soluções viáveis para minimizar os impactos ambientais causados pela utilização e
descarte dos fluidos de corte correlacionando-os às boas práticas ambientais e ao
princípio dos 3Rs. Para a elaboração deste trabalho foi realizada uma revisão
bibliográfica com foco na identificação de estudos que evidenciam a preocupação
ambiental do setor metal-mecânico na busca de oportunidades de adoção de boas
práticas ambientais no gerenciamento deste importante insumo. Pode-se verificar
que mesmo com o desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente menos
agressivos e de métodos de aplicação em quantidades cada vez menores, ainda
assim, este insumo básico requer gerenciamento com foco ambiental para a sua
correta utilização. Como decorrência, pode-se constatar a necessidade de
conscientização a respeito dos impactos ambientais que podem ser gerados pelo
seu uso indevido e de estabelecimento de uma gestão ambiental sustentável que
tenha como referência o princípio dos 3Rs (Reduzir, Reusar e Reciclar).
Palavras-chave: Fluidos de corte; Usinagem; Meio ambiente; Boas práticas
ambientais; 3Rs;
XIV
ABSTRACT
Environmental issues have become a priority in business strategies aimed at
supplying markets that are increasingly demanding and interested in companies that
seek to protect the environment. Cutting fluids are one of the main pollutants in the
machining processes of the metalworking industry, thus requiring special care in their
environmental management. Early researches aimed at improving cutting fluids and
devising more effective application methods focused on enhancing technological and
economic aspects. However, in recent years, the efforts of researchers and
manufacturers have concentrated on the development of environmentally friendly
cutting fluids and new technologies aimed at the reduction or even the elimination of
cutting fluids in order to satisfy increasingly strict environmental, public health and
work safety regulations, as well as to align machining processes to an integrated
system of quality, occupational safety and environmental management. The objective
of this work is to find examples and contribute toward the search for viable solutions
to minimize the environmental impacts caused by the use and disposal of cutting
fluids, correlating these solutions to good environmental practices and to the 3Rs
principle. This work involved a comprehensive bibliographic review focusing on the
identification of studies that show the environmental concern of the metalworking
industry in the search for opportunities to adopt good environmental practices in the
management of cutting fluids. It was found that, despite the development of less
environmentally harmful cutting fluids and of methods for the application of
increasingly small quantities, this basic product still requires environmentally-based
management for its correct use. Therefore, there is a need for awareness-raising
about the environmental impacts that can be caused by the incorrect use of cutting
fluids and for the establishment of sustainable environmental management
underpinned by the principle of 3Rs (Reduce, Reuse and Recycle).
Keywords: cutting fluids; machining; environment; good environmental
practices; 3Rs.
1
1. INTRODUÇÃO
A preocupação com os problemas ambientais que se originaram nos
processos de crescimento e desenvolvimento ocorreu de forma lenta e diferenciada,
como numa evolução de eventos, entre os vários indivíduos, governos, organizações
internacionais, entidades da sociedade civil (BARBIERE, 2005).
Segundo Lavorato (2004), o maior desafio das empresas, que é o de manter e
aumentar a competitividade e ao mesmo tempo atender as pressões dos públicos de
interesse, ficou bem mais complexo com a inclusão da variável ambiental.
Neste contexto de preocupação ambiental, de acordo com Choi et al. (1996),
ser consciente a respeito do meio ambiente é uma tendência mundial e uma nova
oportunidade de negócio e a chamada produção limpa e produtos verdes tornaram-
se tópicos importantes para todos os fabricantes e produtos, aplicando-se a qualquer
processo.
Para Tan et al. (2002), depois que as normas ISO 9000 para os sistemas de
gerenciamento da qualidade, ISO 14000 para o sistema de gerenciamento ambiental
e as OHSAS 18001 Saúde e Segurança Ocupacional foram publicadas, aplicar nas
empresas as três séries em um único sistema de gerenciamento integrado
transformou-se em uma das grandes mudanças estratégicas, não somente sob a
perspectiva da engenharia, mas também sob a perspectiva de marketing e negócios.
Assim, em um cenário de preocupação mundial com o meio ambiente, a
indústria mecânica necessita adequar seus processos visando à minimização de
seus rejeitos, dentre eles os resíduos gerados ao final da vida útil dos fluidos de
corte.
De acordo com Gunter e Sutherland (1999), os fluidos de corte são
amplamente utilizados pela indústria metal mecânica em operações de usinagem
tais como: fresamento, retificação, furação e torneamento, sendo, usualmente,
aplicados na zona de corte em jatos direcionados por um bocal ou por inundação da
ferramenta de corte e da peça com o fluido sendo aplicado por vários bocais.
Os fluidos de corte são composições complexas, contendo agentes químicos
que variam de acordo com o tipo de operação a ser executada e os metais a serem
trabalhados. São partes integrantes dos processos de fabricação de peças cujas
funções são: refrigerar, lubrificar, remover os cavacos da área de corte, proteger
2
contra a corrosão o sistema constituído pela máquina / ferramenta / peça em
produção e os cavacos. Atualmente, há uma grande variedade de tipos e fabricantes
de fluidos de corte disponíveis e também de alternativas de métodos de aplicação, o
que requer uma seleção adequada e racional, que nem sempre é uma tarefa fácil. A
seleção e o correto uso do fluido de corte influem diretamente sobre a qualidade de
acabamento das peças, a produtividade, o custo operacional, a saúde do
trabalhador e meio ambiente (RUNGE e DUARTE, 1990).
Para Alves (2006), diversos problemas são identificados no uso dos fluidos de
corte, tais como, os perigos à saúde e ao meio ambiente e cita que, os mais
recentes esforços da indústria metal-mecânica têm se focado no desenvolvimento de
bons processos de reciclagem e na substituição de produtos químicos utilizados nos
processos de fabricação, tornando-os processos limpos.
Segundo Attanasio (2005), industriais e pesquisadores buscam reduzir o uso
de fluidos de corte para obter benefícios de segurança no trabalho, ambientais e
econômicos, citando a mínima quantidade de lubrificante (MQL) como uma das
técnicas estudadas.
Este trabalho foi elaborado a partir de material já publicado, constituído de
livros, artigos de periódicos, revistas, jornais, teses e dissertações, e, também, de
material disponibilizado na Internet, reunindo, assim, informações importantes para a
formação de uma consciência ambiental positiva no meio industrial da usinagem de
metais.
Diversos aspectos dos problemas ambientais associados aos fluidos de corte
podem ser evitados ou minimizados, por meio de investimentos em pesquisas para
desenvolvimento de novos tipos de fluidos, de métodos de aplicação menos
agressivos e de treinamentos voltados para a formação de uma nova cultura na
indústria metal-mecânica. Uma nova cultura que possibilite o perfeito entendimento
dos impactos ambientais causados pelo uso indisciplinado dos fluidos de corte e a
conseqüente conscientização dos empresários e trabalhadores em relação à tomada
de atitudes voltadas às boas práticas ambientais.
3
1.1 Objetivo
O objetivo deste trabalho é identificar evidências na literatura, de que a
adoção pela indústria mecânica de um gerenciamento voltado para as boas práticas
ambientais e fundamentado na aplicação do princípio dos 3Rs, é capaz de diminuir
os impactos negativos que podem ser provocados pelo descaso e/ou pela utilização
pouco eficiente dos fluidos de corte e contribuir na busca de soluções viáveis para
minimizar os impactos ambientais causados pela utilização e descarte dos fluidos de
corte em processos de usinagem.
4
1.2 Estrutura do trabalho
Para facilitar a localização do assunto desejado, o trabalho foi dividido em
capítulos referentes a cada aspecto.
No capítulo 1 são apresentados a introdução, o objetivo e a estrutura do
trabalho.
No capítulo 2 são apresentados conceitos sobre os fluidos de corte, tendo
como enfoque principal os tipos, classificação, composição e os aspectos que
influenciam a sua vida útil, buscando um melhor conhecimento dos fluidos de corte
que possa permitir o aproveitamento máximo de suas características e prevenir as
inteirações indesejáveis com o meio ambiente.
No capítulo 3 é apresentada a Legislação Ambiental aplicável aos fluidos de
corte, visando um entendimento da legislação que possa permitir a utilização de
fluidos de corte prevenindo as conseqüências legais decorrentes de sua utilização
inadequada.
No capítulo 4 são estudados aspectos e impactos ambientais na utilização
dos fluidos de corte, apresentando os seus principais aspectos geradores de efeitos
adversos e mostrando os impactos ambientais conseqüentes do processo de
utilização de fluidos de corte e as possíveis medidas de prevenção à poluição.
No capítulo 5 são apresentadas as boas práticas ambientais na utilização de
fluidos de corte em operações de usinagem, identificadas neste estudo.
No capítulo 6 é realizada uma correlação entre os estudos relacionados às
boas práticas ambientais e à prática dos 3Rs na utilização de fluidos de corte em
operações de usinagem.
O capítulo 7 apresenta sugestões para trabalhos futuros e a conclusão do
estudo realizado.
O capítulo 8 apresenta as referências bibliográficas utilizadas para a
realização deste estudo.
5
2. OS FLUIDOS DE CORTE
Neste capítulo são apresentados conceitos sobre os fluidos de corte, tendo
como enfoque principal os tipos, classificação e composição, assim como, os
aspectos que influenciam o tempo de vida útil, buscando um melhor conhecimento
dos fluidos de corte que possa permitir o aproveitamento máximo de suas
características.
2.1 Definições dos fluidos de corte
Na literatura, a nomenclatura para os diferentes fluidos de corte varia de um
autor para outro.
Segundo Silliman (1992), é usual encontrar diferentes nomes para um mesmo
tipo de fluido de corte, o que, apesar de não ser incorreto, causa expressiva
confusão e, portanto, requer uma nomenclatura para facilitar a compreensão das
diferentes características de cada tipo.
De acordo com Motta e Machado (1995), cada tipo de fluido de corte
apresenta características particulares, assim como, vantagens e limitações diversas;
entretanto, as características que distinguem as diferentes classes nem sempre são
facilmente percebidas, o que dificulta a classificação.
Neste estudo são utilizados os seguintes conceitos:
Fluido de corte: é qualquer fluido utilizado para o corte ou usinagem de metais
ou outros materiais (RUNGE e DUARTE, 1990).
Óleo de corte: é um fluido de corte cuja origem pode ser mineral (petróleo),
animal ou vegetal, puro ou em combinações (SILLIMAN, 1992) e é usado conforme
fornecido, isto é, não é misturado à água, sendo também chamado de puro (EL
BARADIE, 1996) ou integral (RUNGE e DUARTE, 1990).
Óleo emulsificável: é o fluido de corte à base de óleo mineral misturado com
agentes emulsificadores (SILLIMAN, 1992;), utilizado misturado à água em forma de
emulsão, seja qual for o teor do óleo empregado (RUNGE e DUARTE, 1990). É
comumente chamado de óleo solúvel em água ou fluido de corte emulsificável (EL
BARADIE, 1996; SILLIMAN, 1992).
Fluido sintético: também chamado de fluido químico, é o fluido de corte que
consiste de solução química composta de materiais inorgânicos e/ou outros
materiais dissolvidos na água e que não contém óleo mineral (EL BARADIE, 1996).
6
Fluido semi-sintético: também chamado de fluido semi-químico, é o fluido de
corte que contém pequena quantidade de óleo mineral e é usado misturado em
água, na qual forma emulsão fina, parecida com as soluções (RUNGE e DUARTE,
1990). Essencialmente é uma combinação do fluido sintético com uma quantidade
muito pequena de óleo emulsificável que contém alto teor de emulsificante (EL
BARADIE, 1996; SILLIMAN, 1992).
Em síntese, atualmente, os fluidos de corte são composições complexas
contendo agentes químicos que variam de acordo com o tipo de operação a ser
executada e os metais a serem trabalhados (SILVA ET AL., 2005) podendo ser
perigosos para a saúde do trabalhador (LINNAINMAA ET AL., 2003) e ao meio
ambiente (BARTZ, 2001).
2.2 Principais funções dos fluidos de corte
As duas principais funções dos fluidos de corte são: a lubrificação nas
velocidades de corte relativamente baixas e a refrigeração nas velocidades de corte
relativamente altas (SHAW, 1984).
De acordo com Sokovic e Mijanovic (2001), os fluidos de corte foram
introduzidos nos processos de corte com o propósito de melhorar as características
dos processos tribológicos, os quais estão sempre presentes nas superfícies de
contato entre a ferramenta e a peça em usinagem.
Conforme Pawlak et al. (2005), os fluidos tem duas importantes funções
relacionadas aos severos fenômenos tribológicos que ocorrem onde há processos
físico-químico-mecânicos envolvidos, que são promover a lubrificação entre a peça
trabalhada e a ferramenta e também remover o calor gerado durante os processos
de corte.
Para Attanasio (2005), os fluidos de corte exercem um importante papel nas
operações de corte, uma vez que devem, essencialmente, garantir a lubrificação e
refrigeração e, secundariamente, proteger a peça em fabricação e a ferramenta
contra a corrosão, além de promover a remoção dos cavacos.
Segundo Stanford, Lister e Kibble (2007), tradicionalmente, os fluidos de corte
têm sido visto mais propriamente como uma solução do que como um problema,
uma vez que eles têm provado ser um significativo benefício para o processo de
corte de metal e exercerem um importante papel na melhoria e manutenção do
acabamento final da peça, na remoção dos cavacos, na redução das forças de corte,
7
na supressão das limalhas e na resistência à corrosão da peça e da máquina-
ferramenta.
De acordo com Trent e Wright (2000), o fluido de corte não deve apenas
melhorar o processo de corte conforme especificado, mas, deve, também, satisfazer
a uma série de outros requerimentos, tais como: não ser tóxico e não oferecer riscos
ao operador, não ser inflamável, não ser prejudicial para o sistema de lubrificação da
máquina-ferramenta, não provocar corrosão ou manchar a peça usinada, além disso,
deve oferecer proteção à superfície usinada e evidentemente, ter o menor custo
possível.
Assim, as funções dos fluidos de corte podem ser resumidas, conforme
Runge e Duarte (1990), em:
Refrigerar:
Lubrificar
Melhorar o acabamento da peça
Reduzir o desgaste das ferramentas
Remover os cavacos da área de corte
Proteger contra a corrosão (a máquina, a ferramenta, a peça e os
cavacos).
Segundo El Baradie (1996), é fundamental remover o calor gerado durante a
formação do cavaco e pela fricção entre a peça em usinagem e a ferramenta de
corte, e de acordo com Runge e Duarte (1990), esta remoção visa evitar distorções
térmicas nas peças usinadas, assim como, a rápida destempera, o desgaste
prematuro e as trocas freqüentes das ferramentas de corte.
Attanasio (2005) acrescenta que não é fácil alcançar a superfície de corte em
decorrência da alta pressão existente na área de contato e ao pequeno espaço entre
o cavaco e a ferramenta que dificultam o acesso do fluido refrigerante na zona de
corte, o que requer dos fluidos de corte também uma função lubrificante. Segundo El
Baradie (1996), a introdução de constituintes com propriedades lubrificantes e de
certos aditivos permitem ao fluido de corte fluir na área de contato e possibilitar o
melhor deslizamento da ferramenta e dos cavacos e a redução da tensão de
cisalhamento.
Porém, a preponderância dos mecanismos de refrigeração ou lubrificação
depende das aplicações, sendo que, operações de baixa velocidade e de pequenos
8
avanços, requerem maior grau de lubrificação, enquanto que operações de alta
velocidade e elevado avanço requerem mais refrigeração (RUNGE e DUARTE,
1990).
Segundo Stanford, Lister e Kibble (2007), o caminho pelo qual o fluido de
corte atua e auxilia o processo de corte é complexo e é assunto de longos estudos e
pesquisas e, em muitas ocasiões, o uso e a adoção de um determinado fluido de
corte é fruto de uma escolha automática baseada na presunção de que eles são
essenciais e confiáveis para o processo de usinagem. Entretanto, as severas
legislações ambientais aumentando o custo de disposição do fluido usado e a
publicação de dados associados com os riscos à saúde ocupacional teve como
conseqüência o crescimento da busca por alternativas viáveis de meios de corte
ambientalmente amigáveis.
2.3 Tipos de fluidos de corte, suas características e propriedades
De acordo com Silliman (1992), em 1868 W. H. Northcott publicou que a
produtividade do torno mecânico poderia ser aumentada por meio da utilização de
um fluido de corte e F. W. Taylor demonstrou, em 1883, que jorrando grandes
quantidades de água sobre a superfície de contato, entre a peça, o cavaco e a
ferramenta aumentariam a velocidade de corte de 30 a 40%. Segundo Ignácio
(1998), a idéia da água surgiu com a finalidade de diminuir o indesejável efeito da
alta temperatura, mas apresentou desvantagens tais como a oxidação do conjunto
máquina-ferramenta-peça e ausência do poder de lubrificação, o que, segundo
Silliman (1992), levou ao desenvolvimento e utilização de óleos graxos para todos os
tipos de corte de metal.
Segundo El Baradie (1996), um bom líquido refrigerante deve ter alta
condutividade térmica e alto calor específico, sendo que, a água preenche estes
requisitos, além de ser de baixo custo, porém apresenta um reduzido potencial
lubrificante e, portanto, não é eficaz no que tange a redução do atrito entre o cavaco
e a face da ferramenta e, além disso, provoca corrosão nos metais usinados e nas
máquinas-ferramenta.
Queiroz (2001) acrescenta que a adição de água ao processo de corte, com o
tempo de uso, favorece a proliferação de microorganismos, aumentando a lista de
fatores que inviabilizam o uso de água pura como fluido de corte. Esses problemas
incentivaram a pesquisa e desenvolvimento de novas composições e aditivos
9
visando o desenvolvimento de fluidos de corte que evitassem a corrosão e o
crescimento de microorganismos, além de buscar incrementar outras características
que permitissem obter melhor desempenho.
De acordo com Rossmoore e Rossmoore (1996), desde que a água se tornou
um componente essencial na formulação dos fluidos de usinagem de metal, os
microorganismos apresentam-se como um problema que requer controle, sendo que
muitas estratégias, tais como: fluidos bioresistentes, agentes biocidas e boas
práticas de fabricação; são oferecidas para prevenir a deterioração microbiológica e
contribuir para a longevidade do fluido.
Além disso, segundo Silliman (1992), o aumento da demanda, impulsionado
pela expansão industrial, estimulou esforços para aumentar a velocidade de corte, o
que exigiu o desenvolvimento de materiais para ferramentas de corte mais
resistentes e conseqüentemente trouxe a necessidade de aperfeiçoamento dos
fluidos de corte.
Segundo El Baradie (1996), uma alternativa interessante em termos de custo
x benefício são os óleos minerais, por que eles têm características
preponderantemente lubrificantes que são requeridas para o movimento relativo
entre a interface da ferramenta de corte e o cavaco, e, além disso, as propriedades
refrigerantes são reforçadas com a incorporação de determinados aditivos que
atuam na redução do atrito, fazendo com que as microsoldagens, provocadas pela
fricção entre a ferramenta de corte e o cavaco, sejam reduzidas, permitindo que o
cavaco deslize mais facilmente, diminuindo o calor gerado pelo processo de
usinagem; sendo que, para as operações mais severas, onde existe dificuldade de
lubrificação e penetração, são empregados aditivos de extrema pressão (EP) e de
ação rápida.
Segundo Silliman (1992), atualmente, os fluidos de corte podem ser óleos
integrais ou uma mistura de óleos, podem conter um ou uma combinação de aditivos
tais como: enxofre, cloro, fósforo ou outros compostos químicos; podem ser
miscíveis com água, utilizando pouquíssimo óleo ou até nenhum, podem conter ou
não agentes surfactantes, isto é, existem fluidos para atender as propriedades
necessárias para aplicação em uma ampla variedade de operações de usinagem.
Nos últimos tempos, segundo Sokovic e Mijanovic (2001), os novos fluidos de
corte, além dos requerimentos tribológicos usuais, devem satisfazer aos requisitos
de proteção ambiental impostos por rigorosas legislações ambientais e/ou por
10
normas internacionais, tais como a ISO 14000. Além disso, segundo Villena (1994),
devem ser formulados visando diminuir os riscos à saúde e segurança dos
trabalhadores.
Ignácio (1998) correlaciona certas propriedades dos fluidos de corte às suas
composições, conforme apresentado na tabela 1:
Tabela 1 – Correlação entre os principais tipos de fluidos de corte e suas principais
propriedades e composições (Runge e Duarte, 1990, El Baradie, 1996, Ignácio, 1998, adaptada).
No caso do Método de Mínima Quantidade de Fluido (MQF), que está entre a
usinagem com refrigeração e a sem refrigeração e que apenas uma gota de fluido é
lançada na área de corte para produzir um filme de lubrificante protetivo, quase a
seco, uma quantidade mínima de fluido é dirigida por um jato de ar ao ponto onde
está sendo executada a usinagem, sendo que o volume de fluido pode variar em
função do volume de cavacos e do processo de usinagem e os fluidos lubrificantes
devem ter altíssima taxa de remoção de calor, além disso, a mínima quantidade de
fluido deve ser suficiente para reduzir o atrito da ferramenta e evitar a aderência dos
materiais (CNTL, 2008).
De acordo com Runge e Duarte (1990), em adição às propriedades de
refrigerar e lubrificar o fluido de corte deve ter outras propriedades relacionadas na
tabela 2:
A tabela 2 correlaciona as propriedades que os fluidos de corte devem
possuir, tais como: antiatrito; viscosidade adequada, isto é, baixa o suficiente para
que o fluido chegue na zona a ser lubrificada e alta o bastante para permitir boa
aderência; alto calor específico e condutividade térmica; anticorrosiva;
Emulsões
óleos emulsificáveis
Água Água,
Óleos minerais Óleo Mineral Sais Inorgânicos,
Óleos graxos Emulsificadores Cloro,
Cloro Cloro Enxofre,
Enxofre Enxofre Biocidas
Fósforo Glicol Agentes Umectantes
Biocidas
Refrigeração Refrigeração
Lubrificação, Extrema-Pressão Extrema-Pressão Refrigeração Anti-oxidação
Extrema-Pressão Anti-oxidação Anti-oxidação Extrema-Pressão Usinagem à seco
Anticorrosão Anticorrosão Anticorrosão Anti-oxidação
Lubrificação Lubrificação Anticorrosão
Lavagem
Classificação
Solúveis em Água
Ar
Argônio
Hélio
Nitrogênio
Gás Carbônico
Agua
Óleo Mineral Elementos
Orgânicos e Inorgânicos
Cloro Enxofre
Biocidas
Principais
Propriedades
FLUIDOS DE CORTE
Gases
Semi-Sintéticos
Sintéticos
Integrais
Principais
Composições
11
antiespumante; compatibilidade com a maioria das pinturas e vedações;
compatibilidade com metais ferrosos e não ferrosos; baixa tendência para originar
precipitados sólidos; não causar incrustações nas tubulações de filtração do fluido
em uso entre outras, e a ação esperada sobre a operação de usinagem, sendo que
a maioria dessas propriedades é conferida aos fluidos de corte pelos aditivos
utilizados.
Tabela 2 – Correlação entre as propriedades dos fluidos de corte e a ação desejada (Runge e
Duarte, 1990, adaptada).
Propriedades dos fluidos de corte
Ação esperada
Anticorrosivas
Proteger
a
peça,
a
ferramenta
e
os
componentes
da
máquina
contra
a
corrosão.
Antioxidantes
Evitar
a
oxidação
prematura
do
fluido
devido
a
ação
das
elevadas
temperaturas e da forte aeração às quais é
submetido.
Antidesgaste
Reforçar
as
propriedades
lubrificantes
do
óleo
mineral
e
são
proporcionadas
pela matéria graxa e aditivos do tipo ZDTP (ditiofosfato de
zinco).
Antiespumantes
Evitar
a
formação
de
espuma
que
possa
impedir
a
visão
da
operação
ou
influir
negativamente
sobre
o
efeito
de
refrigeração
mediante
bolhas
de
ar
na
área de corte ou fraca transferência de calor no
reservatório.
Anti-solda ou EP (Extrema Pressão)
Resistir
às
elevadas
pressões
de
corte
quando
o
poder
lubrificante
e
os
aditivos
antidesgaste
não
são
suficientes.
Exemplo:
aditivos
EP
à
base
de
enxofre, cloro e outros.
Alta capacidade de umectação
Fazer
com
que
a
superfície
da
peça,
a
ferramenta
e
os
cavacos
sejam
rapidamente
molhados
pelo
fluido
influindo
diretamente
sobre
a
capacidade
de refrigeração.
Ausência de odores
Assegurar
que
o
meio
ambiente
onde
a
operação
é
executada
esteja
livre
de
odores fortes e/ou desagradáveis
Ausência de precipitados sólidos ou
de qualquer outra natureza
Garantir
a
livre
circulação
do
fluido
pelo
sistema
e
assegurar
o
livre
e
preciso
movimento dos elementos da máquina.
Alta capacidade de absorção de calor -
a refrigeração é influenciada pela(o):
Viscosidade
Calor específico,
Condutibilidade térmica,
Vapor latente de vaporização (fluidos
aquosos)
Lavabilidade, propriedade influenciada
pela:
Viscosidade,
Tensão superficial,
Facilidade de decantação dos cavacos
Ser
suficientemente
baixa
para
assegurar
fácil
circulação
pela
máquina,
manter
um
jato
de
fluxo
contínuo
na
área
de
corte
e
permitir
rápida
decantação dos cavacos e outros resíduos;
Ser
suficientemente
elevada
em
alguns
casos
em
que
se
deseja
maior
grau
de lubrificação.
Estabilidade
Assegurar que o produto seja homogêneo ao chegar à área de
corte.
Transparência
Permitir a observação da área de corte.
Compatibilidade com a saúde humana.
Compatibilidade com os componentes da
máquina.
Compatibilidade com o metal que está sendo
usinado.
Ter alta tratabilidade para descarte e ser de fácil eliminação, evitando danos
ao meio ambiente.
Compatibilidade com o meio ambiente
Remover
cavacos
e
poeira
produzidos
durante
o
corte
para
evitar
quebra
da
ferramenta e danos à peça.
Remover
o
calor
gerado
durante
a
operação
de
corte,
para
prolongar
a
vida
útil
das
ferramentas
e
garantir
a
precisão
dimensional
das
peças
por
meio
da
redução de distorções térmicas.
Viscosidade adequada
12
2.3.1 Fluidos de corte puros ou integrais
Segundo El Baradie (1996), o termo óleos de corte puros refere-se àqueles
fluidos de corte cuja base é predominante óleo mineral e que são utilizados
conforme fornecidos, isto é, sem a adição de água; podendo ser integralmente de
óleo mineral ou aditivados. Runge e Duarte (1990) empregam a expressão óleo
integral.
Segundo Silliman (1992), podem ser à base de óleo mineral de petróleo, de
óleo animal, de óleo vegetal ou, ainda, de combinações entre esses óleos, com o
objetivo de aumentar as características umectantes e lubrificantes dos óleos
minerais, particularmente em altas temperaturas. Os fluidos de corte integrais são
caracteristicamente de cor escura ou em tons marrons devido a sua viscosidade e
aos seus aditivos, entretanto, o desenvolvimento dos óleos-base e dos aditivos tem
propiciado o surgimento de óleos levemente coloridos e com alta eficiência de corte.
Além disso, por apresentar maior transparência permite ao operador a visualização
da zona de trabalho através do fluido de corte, fato particularmente útil durante o
ajustamento da operação e no ajuste fino de operações mais delicadas.
De acordo com El Baradie (1996), os principais grupos que abrangem as
classificações dos fluidos de corte são:
2.3.1.1 Óleo mineral puro
2.3.1.2 Óleo graxo
2.3.1.3 Misturas de óleo mineral e óleo graxo
2.3.1.4 Aditivos de Extrema Pressão (EP)
2.3.1.5 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfurizado
2.3.1.6 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfurizado e enxofre ativo
2.3.1.7 Misturas de óleo mineral e óleo mineral sulfurizado
2.3.1.8 Misturas de óleo mineral, óleo mineral sulfurizado e óleo graxo
sulfurizado.
2.3.1.9 Misturas de óleo mineral e parafinas cloradas
2.3.1.10 Misturas de óleo mineral com parafinas cloradas e óleo graxo
sulfurizado
2.3.1.11 Misturas de óleo mineral e óleo graxo clorado
2.3.1.12 Misturas de óleo mineral, óleo graxo clorado e óleo graxo sulfurizado.
2.3.1.13 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfoclorado
13
2.3.1.1 Óleo mineral puro
Conforme Silliman (1992), os óleos minerais não compostos, ou puros, são
aqueles usados “in natura”, isto é, sem aditivos, podendo ter origem de base
naftênica
1
(cadeias de carbono saturadas cíclicas) ou parafínica (cadeias de carbono
retas ou ramificadas), e, de acordo com Tolbert et al. (1992) são refinados a partir do
óleo natural cru, sendo que, os óleos parafínicos oferecem melhor estabilidade
quanto à oxidação e tendem a ser menos reativos, enquanto que, os óleos
naftênicos proporcionam uma mistura mais homogênea.
De acordo com Runge e Duarte (1990), os óleos minerais parafínicos
produzem óleos de corte de boa qualidade, apresentando-se em maior
disponibilidade e menor custo, com elevado Índice de Viscosidade (IV), maior
resistência natural à oxidação.
Os óleos minerais puros são usualmente óleos minerais fornecidos em uma
faixa de viscosidade apropriada para diferentes aplicações, sendo que, as suas
propriedades lubrificantes podem ser melhoradas pela adição de óleos graxos, cloro
e enxofre (TRENT e WRIGHT, 2000).
El Baradie (1996) acrescenta que os óleos minerais não apresentam
propriedades lubrificantes tão boas quanto aos óleos minerais compostos ou
aditivados, mas, são não-corrosivos e estáveis e, se conservados limpos, podem ser
aproveitados quase indefinidamente, além disso, apresentam um custo menor e
geralmente se destinam à lubrificação em operações leves, tais como aquelas que
ocorrem com alumínio, magnésio, latão e aços compostos com enxofre ou chumbo.
Entretanto, necessitam ser aditivados por que em algumas operações de usinagem
as propriedades de transportar cargas são inadequadas para as severas condições
experimentadas na zona de corte.
1
Segundo Runge e Duarte (1990), no passado predominavam o uso de óleos naftênicos por serem
mais facilmente emulgados e por permitirem a dissolução de maiores quantidades de enxofre,
entretanto, atualmente este tipo está em desuso devido à escassez, elevado custo e maior potencial
de causar problemas de saúde. De acordo com Webster (1995) apud Silva (2006) se os compostos
aromáticos policíclicos não forem destruídos durante o processo de formação do óleo, mediante forte
hidrogenação, poderão causar câncer ou dermatites.
14
2.3.1.2 Óleo graxo
De acordo com Silliman (1992), os fluidos com óleos graxos, materiais graxos
ou gorduras são utilizados como aditivos polares e podem ter origem, tanto animal,
derivados de tecidos gordurosos de animais bovinos, ovinos, suínos ou ainda de
animais marinhos tais como peixes e baleias
2
(óleo espermacete), quanto vegetal.
Conforme El Baradie (1996), os óleos graxos são muito polares, apresentam
alta oleosidade e são bons lubrificantes para situações limite e podem contribuir para
a redução do calor de fricção nas operações de corte ou retificação. Entretanto,
apresentam desvantagens tais como rápida rancificação provocada por oxidação e
crescimento de bactérias e conseqüentemente, desenvolvendo odores
desagradáveis (RUNGE e DUARTE, 1990).
Segundo Silliman (1992), os fluidos com óleos graxos de origem vegetal são
obtidos pela trituração e laceração de grãos, sementes e até frutas inteiras de
plantas específicas, sendo que, os óleos resultantes são líquidos e contém certa
percentagem de gordura insaturada e são divididos em duas categorias: secantes,
que apresentam alta percentagem de ácidos graxos insaturados e não secantes
aqueles que contém menor quantidade de gorduras insaturadas, sendo que, o
primeiro tipo forma um filme elástico resistente quando exposto à atmosfera, devido
ao contato com o oxigênio, enquanto o tipo não secante não apresenta esta
característica, sendo que, os óleos vegetais do tipo não secante, tais como óleo de
palma, óleo de coco e óleo de mamona, devido ao seu baixo grau de insaturação,
não necessitam de processamento adicional e são usados extensamente na
produção de fluidos de corte.
Segundo Sheng et al.1997, embora sejam mais caros do que os óleos a base
de petróleo, os óleos vegetais são mais adequados para o atendimento dos rígidos
requisitos ambientais devido a sua biodegrabilidade, entretanto, esta mesma
característica confere aos óleos vegetais maior propensão a degradação
microbiológica do que os óleos derivados de petróleo.
2
Devido à legislação de proteção às baleias, o óleo de espermacete vem sendo substituído cada vez
mais por matérias graxas vegetais ou sintéticas sulfurizadas ou não (RUNGE E DUARTE, 1990)
15
2.3.1.3 Misturas de óleo mineral e óleo graxo
Segundo Teixeira Filho (2006), aos componentes básicos do óleo mineral
vários tipos de aditivos podem ser adicionados, principalmente aqueles de
características polares, uma vez que formam um filme orgânico para ligar-se
quimicamente à superfície da ferramenta e da peça, sendo que, este filme promove
uma união ao metal mais forte do que aquela formada pela barreira física das
moléculas de óleo sozinhas. Este fenômeno aumenta a capacidade umectante do
fluido e diminui os desgastes da ferramenta devido à abrasão.
Segundo El Baradie (1996), as misturas de óleo mineral e de óleo graxo são
utilizadas principalmente para a melhoria do acabamento na usinagem de tipos
duros de latão, cobre e aço doce, onde o óleo mineral não produz o acabamento
ideal e a utilização de grandes quantidades de aditivos poderia causar mancha, além
disso, pequenas adições de óleos graxos têm o efeito de melhorar as características
antiatrito sob condições limites de lubrificação, quando o atrito entre as faces dificulta
o acesso do fluido lubrificante.
2.3.1.4 Misturas de óleo mineral e aditivo de extrema pressão (EP)
Segundo El Baradie (1996), os aditivos de extrema pressão são utilizados nas
operações de usinagem onde as forças de corte são particularmente altas ou com
avanços pesados e fornecem uma forma mais estável de lubrificar a interface
ferramenta-cavaco.
De acordo com Silliman (1992), os aditivos químicos ou aditivos de extrema
pressão incluem o enxofre
3
, cloro
4
ou compostos de fósforo, que reagem sob altas
temperaturas nas zonas de corte para formar sulfetos metálicos, cloretos e fosfetos,
que além de fornecerem uma lubrificação em pressões extremas, também fornecem
um filme na superfície da ferramenta de corte que elimina as micro-soldagens entre
a ferramenta e o cavaco, reduzindo a formação do gume postiço, reduzindo as
3
O enxofre é um agente de extrema pressão que proporciona proteção contra o desgaste do
ferramental. Convenciona-se chamar óleo sulfurado aos fluidos de corte à base de óleo mineral com
enxofre livre diretamente dissolvido no óleo (enxofre ativo) e óleo sulfurizado aos fluidos de corte com
enxofre combinado com matéria graxa (enxofre inativo), sendo que, neste caso não atacam o cobre e
suas ligas (RUNGE E DUARTE, 1990).
4
O cloro, em forma de parafina clorada, também é uma substância eficiente para reduzir o desgaste,
porém, o uso do cloro encontra restrições ambientais em virtude dos danos ao meio ambiente que os
compostos clorados podem provocar (RUNGE E DUARTE, 1990).
16
forças na zona de cisalhamento, melhorando o acabamento e ajudando no controle
da vida útil da ferramenta.
2.3.1.5 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfurizado
Segundo El Baradie (1996), as gorduras sulfurizadas são aditivos usados
para produzir aditivos EP inativos, isto é, que não causam manchas em metais tais
como o cobre e suas ligas, além do que, de acordo com Runge e Duarte (1990)
apresentam excelente poder lubrificante ou propriedade antiatrito, o que proporciona
maior tempo de vida útil para a ferramenta de corte, assim como, melhor
acabamento da peça.
2.3.1.6 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfurizado e enxofre ativo
Segundo Runge e Duarte (1990), há combinações de matéria graxa e enxofre
que são ativas, sendo a combinação de enxofre ativo e não-ativo, freqüentemente,
encontrada em óleos de corte integrais.
De acordo El Baradie (1996), a adição de enxofre elementar em um óleo
graxo sulfurizado devolve ao óleo sua atividade, sendo que, os óleos sulfurizados
ativos possuem melhores propriedades EP do que os inativos e são particularmente
adequados para a usinagem pesada de ligas ferrosas.
2.3.1.7 Misturas de óleo mineral e óleo mineral sulfurizado
De acordo com Silliman (1992), mais energia é requerida para sulfurizar uma
gordura do que dissolver o enxofre em um óleo mineral e como resultado o enxofre
combinado no óleo mineral sulfurizado fica mais livre o que o torna mais ativo do que
o óleo graxo sulfurizado. Para El Baradie (1996), esse tipo de óleo apresenta boas
propriedades EP, menor custo para ser produzido e por ser ativo provoca mancha
nos metais amarelos.
2.3.1.8 Misturas de óleo mineral, óleo mineral sulfurizado e óleo graxo
sulfurizado
Essa mistura combina a oleosidade dos óleos graxos sulfurizados com as
propriedades EP dos óleos minerais sulfurizados sendo muito efetivos para a
lubrificação em operações com usinagens pesadas de metais ferrosos (EL
BARADIE, 1996).
17
2.3.1.9 Misturas de óleo mineral e parafinas cloradas
Segundo El Baradie (1996), o óleo de corte produzido com parafina clorada
apresenta menores características EP do que os óleos contendo enxofre na mesma
proporção, embora garantam melhor ação contra o atrito. A baixa eficácia do efeito
EP é compensada pela ação dos compostos de cloro que estão dispersos na
solução. De acordo com Runge e Duarte (1990), as altas temperaturas
desenvolvidas na região de corte desencadeiam reações químicas entre o cloro e a
superfície metálica, formando cloretos metálicos, facilmente cisalháveis em função
de sua estrutura laminar. Os fluidos clorados são utilizados nas máquinas-
ferramentas automáticas e em usinagem de ligas de níquel, particularmente nas
operações de brochamento.
Com relação ao meio ambiente não apenas os solventes clorados, mas
também as parafinas cloradas estão sujeitas à rigorosa legislação ambiental em
países tais como a Alemanha, que estabelece medidas restritivas para o descarte
encarecendo o processo como um todo (RUNGE E DUARTE, 1990).
Segundo Bartz (2001), em 1986 uma lei na Alemanha dividiu a disposição de
óleos usados em três categorias, o que obriga a coleta separada dos óleos
residuais, sendo que, a regulamentação estabeleceu limites residuais, tais como:
0,2% para halogênio total e 4 ppm de bifenis policlorados, para que óleos contendo
substâncias halogênicas pudessem ser reciclados. Assim os óleos contendo
quantidade maior de substâncias halogênicas, especialmente as cloradas, requerem
tratamento especial causando custos extremamente altos de disposição.
2.3.1.10 Misturas de óleo mineral com parafinas cloradas e óleo graxo
sulfurizado
Segundo El Baradie (1996), este tipo de óleo de corte combina as melhores
propriedades das parafinas cloradas com as dos óleos graxos sulfurizados, sendo
que pode ser utilizado para uma larga variedade de materiais e operações. Além
disso, as combinações das propriedades redutoras de atrito dos dois óleos propiciam
melhor acabamento e aumentam a vida útil da ferramenta de corte, o que é facilitado
pelas propriedades anti-solda do enxofre.
A combinação de enxofre e cloro produz um efeito sinérgico que resulta em
um fluido de corte com maiores propriedades EP por reação com o substrato
18
metálico, do que seria esperado do mais eficiente dos dois, isto é, o enxofre
(RUNGE E DUARTE, 1990).
2.3.1.11 Misturas de óleo mineral e óleo graxo clorado
De acordo com El Baradie (1996), óleos graxos clorados produzidos pela
combinação com éster graxo sintético, são apropriados para usinagem de diversos
tipos de materiais e não mancham metais ferrosos e não-ferrosos.
2.3.1.12 Misturas de óleo mineral, óleo graxo clorado e óleo graxo sulfurizado.
Segundo El Baradie (1996), esses fluidos têm boas propriedades antiatrito e
anti-solda, sendo adequados a uma larga gama de operações e materiais, não
mancham os metais, tanto os ferrosos quanto os não-ferrosos, além disso, uma vez
que o enxofre e o cloro estão contidos em aditivos separados, podem ser formulados
para atender às necessidades específicas de cada aplicação.
2.3.1.13 Misturas de óleo mineral e óleo graxo sulfoclorado
Nos óleos graxos sulfuroclorados ambos os elementos enxofre e cloro estão
combinados na mesma molécula e são particularmente adequados à usinagem de
metais resistentes como o aço inoxidável e as ligas resistentes ao calor (EL
BARADIE, 1996).
2.3.2 Fluidos solúveis em água
De acordo com John et al (2004), óleos e gorduras são substâncias insolúveis
em água, derivadas de recursos animais e vegetais, que através dos anos têm sido
usadas e até os dias de hoje conservam sua importância como lubrificantes na
usinagem de metais. Entretanto, devido à complexidade e requisitos especiais da
nova geração de fluidos de usinagem, tais como EP e resistência à corrosão, esses
óleos e gorduras necessitam ser modificados ou compostos.
Os óleos solúveis não se dissolvem de fato, na verdade, eles são,
fundamentalmente, misturas de óleos minerais com emulsificantes, sendo que,
quando a mistura é adicionada e misturada com a água ocorre uma dispersão de
gotículas oleosas na fase aquosa, produzindo uma emulsão óleo em água (EL
BARADIE, 1996).
19
Segundo Runge e Duarte (1990), os fluidos de corte solúveis, em geral, são
compostos de emulgadores, acopladores, materiais anticorrosivos, biocidas, aromas
e corantes, antiespumantes, enxofre como agente de extrema pressão, fósforo como
aditivo antidesgaste, cálcio, matérias graxas, combinações de aditivos antidesgaste
e extrema pressão e classificam-se quanto ao tipo e aparência.
Segundo El Baradie (1996), devido ao seu alto calor específico, sua alta
condutividade térmica e seu alto calor de vaporização, a água é um dos mais
efetivos meios refrigerantes conhecidos. Sendo assim, misturados com a água, os
fluidos solúveis em água suprem a combinação de refrigeração e lubrificação
moderada requerida pelas operações para remoção de metal que são conduzidas a
altas velocidades e baixas pressões de corte e acompanhadas por considerada
geração de calor.
De acordo com El Baradie (1996), os fluidos solúveis em água podem ser
classificados, conforme mostra a Figura 1, em óleos emulsificáveis (óleos solúveis),
fluidos químicos (sintéticos) e fluidos semi-químicos (semi-sintéticos).
A figura 1 demonstra esquematicamente a classificação principal dos fluidos
solúveis em água e os tipos derivados de cada classe, os quais serão tratados nos
próximos itens.
Figura 1 - Classificação dos fluidos solúveis em água (EL BARADIE, 1996; adaptada).
FLUIDOS SOLÚVEIS
ÓLEOS
EMULSIFICÁVEIS
FLUIDOS SEMI-QUÍMICOS
(SEMI-SINTÉTICOS)
FLUIDOS QUÍMICOS
(SINTÉTICOS)
Óleo solúvel
do tipo claro
Óleo solúvel geral
Óleo graxo
Óleo solúvel EP
Soluções
verdadeiras
Soluções
tensoativas
20
2.3.2.1 Óleos Emulsificáveis ou Emulsões
Uma emulsão é uma suspensão de gotículas de óleo em água produzidas por
uma mistura de óleo com agentes emulsificantes e outros materiais (EL BARADIE,
1996; SILLIMAN, 1992).
Segundo Runge e Duarte (1990), as emulsões são suspensões formadas por
gotas de óleo mineral em água, sendo que esta mistura é facilitada pela ação dos
agentes emulgadores
5
, e acopladores
6
.
Segundo El Baradie (1996), esses emulsificantes quebram o óleo em
minúsculas partículas e as mantêm dispersas na água por longos períodos.
Conforme Runge e Duarte (1990), os emulgadores são necessários por que a
estabilização das emulsões de óleo solúvel depende de materiais tensoativos, que
fornecem à superfície de cada gotícula de óleo uma carga negativa para a sua
dispersão na água, sendo que, as cargas elétricas iguais em todas as gotículas são
responsáveis pela repulsão entre as mesmas e pela estabilidade da emulsão,
evitando a coalescência, isto é, evitando a união das gotículas de óleo e separação
da fase oleosa da aquosa. .
Qualquer fenômeno que influa sobre essas cargas elétricas resultará em
instabilidade das emulsões (RUNGE E DUARTE, 1990), sendo que, segundo
Bataller et al (2004), a separação em duas fases, mesmo que por um pequeno
tempo, restringirá o uso da emulsão como fluido de corte por que terá sua
capacidade de lubrificação reduzida.
Segundo Bataller et al (2004), o fluido de corte concentrado comercial,
geralmente, contém uma mistura de surfactantes
7
aniônicos e não-iônicos, sendo
que, as misturas surfactantes aumentam a capacidade de solubilização dos
surfactantes e em alguns casos pode facilitar a formação espontânea de uma
emulsão quando o sistema é colocado em contato com a água, uma vez que a
presença de um surfactante aniônico em uma mistura surfactante fornece carga
negativa para as gotículas de óleo da emulsão.
5
Emulgadores são tensoativos polares que agem como dispersantes, uma vez que reduzem a tensão
superficial e formam uma película monocelular relativamente estável na interface óleo / água, sendo
os sabões de ácidos graxos, as gorduras sulfatadas, os sulfonatos de petróleo e os emulgadores não-
iônicos os principais tipos utilizados (RUNGE E DUARTE, 1990).
6
Acopladores são solventes mútuos, que agem acoplando o óleo mineral ao emulgador e também
compatibilizando o óleo acabado com a água, sendo exemplos de acopladores modernos os álcoois
sintéticos e em desuso os fenólicos, por que são nocivos à saúde (RUNGE E DUARTE, 1990).
21
De acordo com Silliman (1992), a adição de óleos graxos (animal ou vegetal)
ou outros ésteres, produzem emulsões supergordurosas de enorme valor lubrificante
e a adição de enxofre, cloro ou fósforo produz fluido com valor lubrificante maior
ainda, os quais são chamados de emulsões de extrema pressão.
Segundo El Baradie (1996), as emulsões combinam as propriedades
lubrificantes e não corrosivas do óleo com as excelentes propriedades refrigerantes
da água, sendo que, a corrosão e a contaminação que ocorrem devido à presença
da água são controladas pela ação dos aditivos anticorrosivos e bactericidas
respectivamente.
Quanto à utilização de biocidas, conforme Rossmoore e Rossmoore (1996),
observa-se, inicialmente nos Estados Unidos, a partir dos anos 70, que severas
restrições foram impostas a uma grande quantidade de compostos orgânicos e
inorgânicos, potencialmente tóxicos, incluindo os compostos à base de fenol e seus
derivados, limitando-os a um residual de 50 ppb no descarte final, o que requer
atenção especial na seleção dos bactericidas.
Segundo Bartz (2001), os fluidos de corte miscíveis em água apresentavam,
até pouco tempo atrás, em sua formulação, componentes tais como: Nitrosaminas
(N-nitrodietanolaminas), formaldeídos, substâncias orgânicas contendo parafinas
cloradas e bifenis policlorados, substâncias orgânicas contendo fósforo,
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (benzo(a)pireno), substâncias contendo boro
e chumbo etc., os quais foram categorizados como substâncias problemáticas para a
saúde e o meio ambiente, sendo então removidas e /ou substituídas ao longo do
tempo.
Importante ressaltar que, segundo Bartz (2001), todas essas remoções e
substituições devem ser realizadas com vistas à meta de não afetar adversamente a
desempenho dos fluidos de usinagem.
Conforme Bataller et al (2004), as emulsões, usualmente, são obtidas pela
diluição de um fluido de corte concentrado em água, nas concentrações adequadas
para cada tipo de operação de usinagem, sendo que, para facilitar o uso, esse
concentrado deve ser estável, não viscoso e apresentar uma aparência monofásica.
7
Surfactantes são substâncias com propriedades tensoativas, isto é, que possuem o poder de se
concentrar na superfície de um líquido ou na interface de dois líquidos imiscíveis (...,).
22
Os fabricantes de fluidos de corte fornecem óleos emulsionáveis para o
usuário misturar com a água. Esta mistura pode variar de 1:100 até 1:5 partes de
óleo para água.
Conforme apresentado na figura 1, segundo El Baradie (1996), os quatros
(04) tipos principais de óleos emulsionáveis são:
Tipo geral: são fluidos leitosos com gotículas de 0,005 mm a 0,2 mm de
diâmetro, sendo comumente utilizados em diluições de 1:10 a 1:40, sendo
empregados em processos de usinagem geral.
Tipo claro ou translúcido: contém menos óleo, com maiores proporções de
inibidores de corrosão e consideravelmente maiores quantidades de emulsificantes
do que as emulsões leitosas. Consistem de uma dispersão de óleo com minúsculas
gotículas de óleo as quais são mais amplamente distribuídas e uma vez que há
menos dispersão da luz transmitida, o fluido é menos opaco e o resultado é um
líquido translúcido. Esses óleos geralmente são empregados em operações de
retificação ou em serviços leves de usinagem.
Óleos graxos emulsificáveis (solúveis): são compostos por óleos graxos de
origem animal ou vegetal ou outros ésteres adicionados aos óleos minerais para
fornecer um tipo de fluido com propriedades lubrificantes intensificadas.
Óleos emulsificáveis com EP (Efeitos de Extrema Pressão): esses óleos
contêm enxofre, cloro ou fósforo para melhorar a eficiência da lubrificação. Esses
fluidos são comumente indicados para as operações mais pesadas, onde a
capacidade de lubrificação dos óleos emulsificáveis e as propriedades de
refrigeração dos óleos de corte são inadequadas.
De acordo com El Baradie (1996), as emulsões com propriedades
lubrificantes são mais eficientemente empregadas em operações de corte com alta
velocidade e baixa pressão acompanhada por considerável geração de calor. Elas
podem ser utilizadas para praticamente todas as operações de corte leves e
moderadas, assim como, na maioria das operações pesadas, exceto aquelas que
envolvem materiais extremamente difíceis para usinar.
2.3.2.2 Fluidos químicos ou sintéticos
De acordo com Rios (2002), os fluidos químicos ou fluidos sintéticos, que
também são chamados de soluções verdadeiras, são totalmente isentas de óleo de
23
qualquer natureza, seja animal, mineral ou vegetal, sendo que, este tipo de fluido de
corte é miscível com a água, ou seja, uma vez misturados é impossível separá-los.
Os fluidos químicos ou sintéticos são soluções químicas constituídas de
substâncias, inorgânicas e/ou outros materiais, dissolvidas em água e que não
contêm óleo mineral, sendo que, todos são refrigerantes e alguns são também
lubrificantes (EL BARADIE, 1996).
RUNGE e DUARTE (1990), posicionam estes fluidos na categoria soluções
dentro do tipo fluidos de cortes solúveis em água.
Segundo Silliman (1992), El Baradie (1996), esses fluidos podem conter
materiais inorgânicos tais como: boratos, molibdatos e fosfatos, para fins de inibição
da corrosão e redução da dureza da água e substâncias orgânicas tais como:
aminas e amidas, para proteção suplementar anticorrosão, sabões e agentes
umectantes, com a finalidade melhorar a lubrificação e reduzir a tensão superficial.
Acrescentam ainda que álcoois complexos são comumente utilizados como agentes
umectantes, assim como, compostos de cloro, fósforo e compostos de enxofre para
lubrificação química e os germicidas, para controlar o crescimento de bactérias.
Segundo El Baradie (1996), o uso de fluidos contendo nitritos podem
representar um perigo e estavam sob revisão nos Estados Unidos da América pelo
Instituto Nacional de Saúde e Segurança Ocupacional (NIOSH, sigla em inglês) e de
acordo com Runge e Duarte (1990), foi provada a presença, em fluidos de corte
solúveis contendo nitritos e alcanolaminas, a presença de n-nitrosodietanolamina,
material sob suspeita de ser cancerígeno.
SILLIMANN (1992), EL BARADIE (1996) e MOBIL OIL (1983 apud QUEIROZ,
2001), classificam os fluidos químicos em dois (02) grupos gerais, quais sejam: tipo
solução verdadeira (sem agente umectante) e tipo solução tensoativa (com agente
umectante).
2.3.2.2.1 Tipo soluções verdadeiras
As soluções verdadeiras, isto é, sem agentes umectantes, também são
chamadas de soluções químicas ou fluidos químicos para retificação, sendo
constituídas de inibidores de corrosão, agentes sequestrantes, aminas, fosfatos,
boratos, glicóis ou óxidos de etileno ou de propileno condensados. Alguns destes
fluidos contêm inibidores de corrosão altamente desenvolvidos, tais como, nitrito de
sódio para ferro fundido, trietanolamina para ferro fundido e aço e o
24
mercaptobenzothiazole de sódio para redução da corrosão no latão, zinco e alumínio
(EL BARADIE, 1996).
Segundo Silliman (1992), o grupo de fluidos químicos sem agentes
umectantes, usualmente, não apresentam boa capacidade lubrificante e muitas
deixam depósitos cristalinos produzidos pela evaporação da água, o que,
eventualmente, interfere no funcionamento da máquina. Entretanto, segundo Runge
e Duarte (1990), oferecem boa proteção anticorrosiva e boa refrigeração, sendo,
geralmente, usados como fluidos para retificação de desbaste.
As soluções verdadeiras são usadas com diluições de até 1:50, quando se
busca que entre suas funções predomine a prevenção da corrosão, ou, até 1:100
nas operações de usinagem onde se deseja que predomine uma alta refrigeração e
uma ação preventiva moderada contra a corrosão (QUEIROZ, 2001).
As soluções verdadeiras têm aparência clara, mas, freqüentemente, são
oferecidas coloridas para indicar sua presença na água (EL BARADIE, 1996).
2.3.2.2.2 Tipo soluções tensoativas (com agente umectante)
Segundo Silliman (1992), as soluções tensoativas com agentes umectante e
lubrificante apresentam baixa tensão superficial e boas propriedades anticorrosivas.
De acordo com el Baradie (1996), os fluidos químicos do tipo tensoativos são
soluções coloidais compostas de substâncias orgânicas e inorgânicas dissolvidas na
água com agentes umectantes, isto é, com aditivos tensoativos, sendo que, estes
agentes umectantes melhoram a ação umectante da água e promovem maior
uniformidade tanto da dissipação do calor quanto da ação anticorrosiva.
Os agentes umectantes permitem que o fluido se espalhe mais eficientemente
sobre as superfícies metálicas, aumentando as suas propriedades de refrigeração e
mesmo não contendo óleo, a lubrificação química proporcionada pelos agentes
umectantes proporciona suficiente poder lubrificante para operações de severidade
moderada de corte. (RUNGE E DUARTE, 1990).
O aumento da quantidade e a melhora na distribuição dos concentrados
produzem soluções que variam de cores claras a transparentes, até totalmente
opacas. O percentual de diluição pode ser de uma parte de concentrado para 10 a
40 partes de água.
Segundo El Baradie (1996), as soluções tensoativas EP possuem
características similares às soluções tensoativas com agentes umectantes, porém,
25
contêm aditivos que conferem propriedades de extrema pressão, tais como, enxofre,
cloro e fósforo melhorando as propriedades lubrificantes.
Segundo Queiroz (2001), as soluções tensoativas possuem excelente
capacidade de refrigeração, boas umectação, boa proteção anticorrosiva e sofrem
menos a ação de microorganismos, mantendo um pH mais estável, sendo,
normalmente utilizadas em operações de retificação, mas, também, podem ser
empregadas em outras operações de alta velocidade de corte e forças de corte
reduzidas.
Apesar de seu grande uso, hoje, na indústria, sabe-se que as mesmas
possuem uma série de inconvenientes: são mais caras do que as emulsões
convencionais; sua alta estabilidade cria problemas de descarte e de determinação
de sua concentração; tendem a concentrar-se com o uso; sua forte ação detergente
tende a desengraxar ou eliminar o óleo lubrificante de várias partes das máquinas
(QUEIROZ, 2001).
Segundo Rios (2002), os fluidos sintéticos são facilmente removíveis das
peças, não exigindo nenhum tipo de sistema desengraxante mais complexo.
2.3.2.3 Fluidos semi-sintéticos
Segundo El Baradie (1996), os fluidos semi-químicos ou semi-sintéticos são
essencialmente, uma combinação de fluidos químicos e óleos solúveis em água,
sendo que, esses fluidos, atualmente, são emulsões químicas que contêm somente
uma pequena quantidade de óleo mineral emulsificável, cerca de 5 a 30% de fluido
básico, o qual é adicionado para formar uma solução translúcida estável. Desde que
os usuais aditivos EP possam ser incorporados, o desempenho da lubrificação pode
ser variado para permitir o uso desses fluidos tanto para serviços de usinagem
moderados quanto pesados e aplicações de retificação. Os fluidos semi-químicos
combinam as melhores qualidades dos fluidos químicos e dos óleos emulsificáveis.
As vantagens e limitações são similares àquelas descritas para os fluidos químicos,
exceto que, os fluidos semi-químicos apresentam melhores propriedades
lubrificantes do que os fluidos químicos. A aparência desses fluidos é clara e
apresentam melhor controle da corrosão e rancidificação do que os óleos
emulsificáveis.
Segundo Runge e Duarte (1990), os fluidos semi-sintéticos apresentam um
teor de óleo mineral menor que os óleos solúveis (menos de 50% no fluido
26
concentrado). Possuem alto teor de emulgadores, e, conseqüentemente, formam
glóbulos de óleo menores, o que resulta em emulsões translúcidas ou transparentes
o que faz com que, freqüentemente, sejam confundidas com as soluções. Este tipo
de fluido apresenta boas propriedades de umectação e de lubrificação e baixo
potencial de corrosão e de ataque bacteriano. Geralmente possuem suficiente poder
lubrificante para aplicações moderadas a pesadas. Com melhores propriedades de
umectação que os óleos solúveis convencionais, permitem mais altas velocidades e
avanços. Possuem usualmente propriedades de decantação e de limpeza (devido ao
mais alto teor de detergentes) do que os óleos solúveis convencionais, contribuindo
assim, para mais longa vida útil nos sistemas de refrigeração. Devido ao baixo teor
de óleo não fumaceiam e acarreta menor formação de névoas.
Segundo Queiroz (2001), os fluidos semi-sintéticos são concebidos para
atender às exigências tanto de uma boa refrigeração como de uma razoável
lubrificação. Basicamente, resultam da combinação dos fluidos sintéticos e das
emulsões, com o acréscimo das seguintes características: Menor teor de óleo
mineral (p. ex: 10 a 45%) do que quando comparado às emulsões. Menor teor de
emulsificadores ou substâncias tensoativas. São duráveis e resistentes aos
microorganismos com a vantagem de não possuírem o inconveniente potencial
corrosivo dos fluidos sintéticos ou os problemas de estabilidade das emulsões.
2.3.3 Gases como fluídos de corte
Segundo El Baradie (1996), os lubrificantes gasosos parecem muito atrativos
quando a penetração do fluido de corte é um problema a ser considerado e o ar tem
sido utilizado na usinagem a seco, assim como, gases tais como o Argônio, Helio e o
Nitrogênio são algumas vezes utilizados para prevenir a oxidação da peça e dos
cavacos, mas os altos custos, geralmente, inviabilizam economicamente sua
aplicação em produção.
Pahlitzsch (1951 apud Shaw, 1984) detectou sensíveis melhoras na vida da
ferramenta de corte testando o dióxido de carbono e o nitrogênio e concluiu que esta
melhoria seria devida ao efeito da exclusão do oxigênio. Simon (1992), por sua vez,
relatou que o uso desses fluidos pode ser econômico na redução do desgaste de
ferramentas de carbono na usinagem de ligas de titânio e outros materiais.
Segundo Silva, Bianchi e Oliveira (2005), gases como o CO
2
, os quais
possuem ponto de ebulição abaixo da temperatura ambiente, podem ser
27
comprimidos e injetados na região de corte promovendo sua refrigeração, entretanto,
grandes gradientes térmicos devem ser evitados, visando impedir distorções nas
peças, surgimento de tensões residuais etc.
De acordo com Alves (2005), a vantagem da utilização de gases inertes para
fins de refrigeração reside no fato destes possibilitarem um aumento do poder
refrigerante na região de corte, ausência de contaminação da peça e dos cavacos,
além de permitirem uma visualização mais clara da região de corte.
Considerando que as operações de corte são foco de atenção para a
proteção do meio ambiente, Liu et al. (2004), apresentaram um experimento cujos
resultados demonstraram que utilizando vapor d’água como refrigerante e
lubrificante, comparativamente com o corte a seco, ar comprimido e fluido de corte
emulsificável, consegue-se, entre outras, melhorias tais como: a redução das forças
de corte, do coeficiente de fricção, do coeficiente de deformação do cavaco, da
temperatura de corte, além de ter as vantagens de ser barato, livre de poluição e
não necessitar de descarte ou reciclagem, o que demonstra ser uma técnica de corte
verde, isto é, trata-se de uma boa prática ambiental.
Segundo Stanford, Lister e Kibble (2007), estudos e pesquisas estão sendo
empreendidos com o objetivo de reduzir ou até mesmo eliminar totalmente a
dependência dos fluidos de corte, sendo que, um ambiente de corte rico em
nitrogênio demonstrou oferecer uma significativa melhoria para a vida de ferramenta
e pode, agora, ser considerado como uma alternativa “limpa” para os fluidos de corte
convencionais.
2.3.4 Pasta e lubrificantes sólidos
Segundo Silva, Bianchi e Oliveira (2005), dentre as pastas e lubrificantes
sólidos, existem aqueles que são aplicados manualmente sobre a peça e na
ferramenta em operações de mandrilhamento e, em alguns casos, rebolos são
impregnados com lubrificantes sólidos, durante o processo de fabricação, sendo
que, os lubrificantes sólidos mais utilizados para operações de elevada severidade
são a grafite, o bissulfeto de molibdênio, alguns tipos de pastas, sabões e ceras.
Considerando que o fluido de corte é a principal fonte poluição em processos
de usinagem, Reddy e Rao (2005), investigaram o papel do lubrificante sólido como
uma tecnologia ambientalmente limpa para alcançar o desejável controle da
temperatura durante o corte. Em sua experiência utilizaram grafite e bissulfeto de
28
molibdênio para a usinagem com aço AISI 1045, utilizando ferramentas de diferentes
geometrias, sendo que, os resultados indicaram que há uma considerável melhoria
no desempenho do processo quando comparado com a aplicação do fluido de corte
convencional. A utilização dos lubrificantes sólidos demonstrou ser bem sucedida na
redução das forças de corte e da energia específica, no acabamento da superfície e
no tamanho dos cavacos, sendo que, a experiência revelou também que a fricção
entre a peça e a ferramenta reduziu significativamente ao se utilizar o bissulfeto de
molibdênio quando comparado com a grafite e o fluido convencional. Entretanto,
apesar do sucesso obtido na lubrificação, recomendam atenção e maiores estudos
quanto aos quesitos relacionados à ação do fluxo do fluido convencional e a limpeza
da máquina-ferramenta.
2.3.5 Fluidos de corte biodegradáveis
De acordo com Walsh e Col (1980 apud Coelho, 2006), compostos tóxicos em
uma mistura modificam seletivamente a composição da comunidade biológica que a
degradaria, alterando a sua atividade, sendo que, a adição de agentes biocidas em
misturas de compostos químicos, para protegê-los da biodegradação e aumentar a
vida útil dos produtos, tais como os fluidos de corte, torna-os mais persistentes
quando liberados para o ambiente.
Segundo Eisentraeger et al. (2002), a biodegrabilidade é um dos mais
importantes aspectos no que diz respeito ao descarte das substâncias no meio
ambiente, sendo que, os fluidos de corte a base de ésteres sintéticos ou naturais
são facilmente biodegradáveis em contraste com os óleos minerais.
Também para Suda et al. (2002), a mais importante medida de
compatibilidade ambiental dos lubrificantes é a sua biodegrabilidade, sendo que, em
contraste com os óleos de base mineral, os óleos vegetais apresentam alta
biodegrabilidade, assim como, os ésteres sintéticos fornecem uma ampla faixa de
biodegrabilidade, dependendo da combinação das estruturas moleculares de ácidos
e álcoois.
Na busca por fluidos de corte com características de biodegradabilidade,
isenção de toxidade e segurança fisiológica, Oliveira e Alves (2006), formularam um
fluido de corte à base de óleo de mamona sulfonado, desenvolvido para o processo
de retificação a altas velocidades com rebolo de CBN vitrificado, cujos resultados
apresentaram, na concentração de 21%, um desempenho superior aos outros
29
fluidos comerciais à base de água e semelhante ao do óleo mineral com relação ao
desgaste do rebolo e qualidade superficial da peça, sendo que, depois de analisado
quimicamente, foi considerado facilmente biodegradável.
No desenvolvimento desse novo fluido de corte, Oliveira e Alves (2006)
propuseram uma fórmula, a partir de óleo vegetal e contendo poucos tipos de
aditivos, cuja composição incluiu bactericida derivado de triasina, agente
emulsificante poliglicol de éster sintético, uma composição de ésteres sintéticos
como inibidor de corrosão, óleo de mamona sulfonado (80%) e água, sendo que,
para testar a biodegrabilidade do novo produto utilizaram o método Ready
Biodegradability: 301B CO
2
Evolution Test e os resultados da análise de
biodegradabilidade lhes permitiram concluir que o novo fluido de corte é
biodegradável e, do ponto de vista ecológico, não é agressivo ao meio ambiente e
seu tratamento e descarte podem ser feitos com maior facilidade.
2.4 Aspectos que influenciam a vida útil dos fluidos de corte
Conforme constatado no diagnóstico realizado no âmbito do projeto programa
piloto para a minimização dos impactos gerados por resíduos perigosos ao tratar da
gestão de resíduos fluidos de usinagem, a eficácia na utilização dos fluidos de corte
pode ser melhorada, evitando sua contaminação e desperdício, por meio da adoção
de boas práticas e técnicas de produção mais limpa, com a conseqüente redução
dos riscos à saúde ocupacional e dos danos ambientais, uma vez que, fluidos de
usinagem, quando manejados inadequadamente, acabam atingindo o solo, o ar, a
fauna, a flora e os recursos hídricos, causando sérios prejuízos ao meio ambiente
(CNTL, 2006).
Os itens a seguir destacam aspectos que influenciam diretamente a vida útil
dos fluidos de corte.
2.4.1 Aspectos tecnológicos na utilização dos fluidos de corte
De acordo com Teixeira (2007), os fluidos de corte são substâncias auxiliares
importantes para a melhoria do desempenho dos aspectos tecnológicos da
usinagem nas indústrias do setor metal mecânico, sendo que, o aumento das
exigências ambientais para as indústrias, incentivou e promoveu pesquisas visando
encontrar soluções para adequar os tradicionais processos de usinagem às
condições de produção limpa. Com isso, nos últimos anos, a evolução das
30
ferramentas de corte, tanto os materiais quanto os revestimentos, e das máquinas-
ferramenta, está promovendo uma redução significativa da necessidade do uso de
fluidos de corte nos processos de usinagem.
Segundo Stanford, Lister e Kibble (2007), o desgaste e eventuais defeitos das
ferramentas de corte são conseqüências naturais de todas as operações de
usinagem e foi objeto de pesquisa pela maior parte do século passado. A demanda
por alta produtividade e redução de custos, juntamente com a introdução da
legislação ambiental tem requerido uma revisão das práticas de refrigeração
convencionais e a avaliação de outras possíveis alternativas.
Conforme a ASM (1991); Webster (1999); Minke (1999) e Machado & Diniz
(2000 apud Catai, 2004), uma tecnologia adequada possibilita a aplicação correta
dos fluidos de corte permitindo atingir melhor a interface peça-rebolo, o que
possibilita aumentar a velocidade de corte, as taxas de avanço e a profundidade de
corte, além de aumentar a vida útil da ferramenta, a precisão dimensional da peça, a
diminuição da rugosidade e da potência consumida durante o processo de
usinagem, o que, conseqüentemente, resulta em aumento de produtividade e
redução de custos dos produtos fabricados.
Entretanto, de acordo com SALES, DINIZ e MACHADO (2001), as vantagens
econômicas advindas da utilização dos fluidos de corte trazem, também, problemas
tais como doenças ocupacionais e o descarte dos resíduos gerados, fatos estes que
levaram a busca de alternativas tecnológicas, tais como: usinagem a seco e a
usinagem com mínima quantidade de fluido (MQF), objetivando minimizar ou até
mesmo eliminar o uso de fluido de corte.
No que se refere ao desenvolvimento de novos tipos de fluidos de corte,
segundo Teixeira, Schroeter, Weingaertner (2005), a evolução tecnológica dos
fluidos fez com que diversos produtos fossem empregados com fins específicos para
melhorar o desempenho do fluido de corte em cada operação de usinagem, sendo
que, esta evolução visou, inicialmente, o aumento da eficiência dos fluidos de corte,
deixando para segundo plano as conseqüências nocivas aos operadores e ao meio
ambiente. Porém, atualmente, com aumento da preocupação com a poluição
ambiental associada à necessidade de cumprir a legislação vigente, observa-se uma
tendência de reformulação na composição dos fluidos de corte, de forma a eliminar
de suas fórmulas os produtos tóxicos.
31
2.4.2 Métodos de manuseio e perdas no processo
Segundo Ignácio (1998), os métodos de manuseio devem ser discutidos com
os fornecedores, uma vez que, o manuseio correto poderá evitar o uso do fluido de
corte em equipamentos inadequados; direcionamento ineficiente do fluido;
reaproveitamento de fluidos incompatíveis; concentração irregular; adição irregular
de biocidas; qualidade e quantidade da água; mistura invertida (água no óleo);
agitação ineficiente no momento da mistura; falta ou inadequado controle e registros.
De acordo com Byrne (1996 apud Filho, 2006), as perdas de fluidos de corte
acontecem nos componentes das máquinas, nos dispositivos de fixação e manuseio,
no sistema de pressurização do ar, na formação de gotas e vazamentos e ainda nos
resíduos presentes nas peças e cavacos após a usinagem, sendo que, estas perdas
podem atingir, aproximadamente, 30% do volume total utilizado.
Conforme Smith (1996); Klocke et al. (2000a apud Catai, 2004), os
vazamentos e perdas, emissões, água de lavagem e a incorreta disposição final dos
fluidos de corte podem causar a contaminação do solo, água e ar.
2.4.3 Influência da qualidade da água
Segundo Bienkowski (1993), considerando-se que os fluidos miscíveis em
água podem consistir de até 99% de água, então a qualidade da água utilizada para
diluir o fluido concentrado é essencialmente importante na preparação da solução.
Também para Silliman (1992) e El Baradie (1996), a qualidade da água é de
extrema importância para o uso eficiente de fluidos de corte aquosos, uma vez que,
a vida útil do sistema, a eficiência da filtração, as características da espuma
formada, e até mesmo a vida da ferramenta e o acabamento final da peça são
influenciados pela qualidade da água.
De acordo com Bienkowski (1993), para assegurar a qualidade da água de
preparação dos fluidos de corte é importante monitorar os parâmetros de dureza
total e os sólidos totais dissolvidos (STD).
A dureza total da água é a causada quase inteiramente pela presença de íons
de cálcio e magnésio, entretanto outros elementos tais como: ferro e alumínio e
ocasionalmente o zinco, também podem estar presentes em menores quantidades,
podendo produzir efeitos indesejáveis (SILLIMAN, 1992).
Segundo Runge e Duarte (1990), Silliman (1992), os cátions de cálcio e
magnésio, presentes na água dura, podem reagir com os sabões, agentes
32
umectantes e emulgadores, que compõem o fluido de corte, resultando em
compostos insolúveis; reduzindo a reserva de inibidores de corrosão e biocidas;
obstruindo tubulações e formando depósitos pegajosos na máquina. Também a
presença, em excesso, de íons negativos, tais como: sulfato, cloreto, carbonato e
bicarbonato podem influir negativamente sobre a estabilidade das emulsões; diminuir
a vida útil do fluido de corte; provocar problemas de pele; promover pitting e
manchamento nos materiais e conseqüentemente, reduzir o desempenho geral do
produto.
Além disso, conforme Rossmoore et al (1964) apud Silliman (1992), os
sulfatos são particularmente deteriorantes por que possibilitam o crescimento de
bactérias redutoras de sulfato, as Desulfovibrio desulfuricans, as quais produzem o
odor de “ovo podre”.
Segundo Runge e Duarte (1990) a tabela 3 fornece uma classificação
genérica quanto à dureza da água, sendo que, a dureza pode ser permanente ou
temporária e é expressa em termos de carbonato de cálcio (CaCO
3
), isto é,
carbonato de cálcio equivalente ao teor de sais de cálcio e magnésio na água.
Tabela 3 – Classificação genérica quanto à dureza da água (Runge e Duarte, 1990;
adaptada)
Classificação genérica
Teor de CaCO
3
Partes por milhão
Branda
0 a 50
Moderadamente branda
50 a 100
Ligeiramente dura
100 a 150
Moderadamente dura
150 a 200
Dura
200 a 300
Muito dura
Acima de 300
Um teor elevado de cátions, acima de 200 ppm (partes por milhão),
certamente será prejudicial às emulsões, por outro lado, a ausência total ou a
presença de poucos íons poderá resultar em problemas de formação de espuma
(RUNGE E DUARTE, 1990).
33
Outro parâmetro a ser monitorado, segundo Bienkowski (1993), é a
concentração de sólidos totais (STD) dissolvidos na água, uma vez que, durante o
uso normal da solução, a evaporação da água aumenta a concentração do fluido de
corte o que requer reposição de água. A reposição diária adicionará minerais que
estão dissolvidos na água o que, conseqüentemente, aumentará a concentração de
sólidos totais dissolvidos no fluido de corte prejudicando sua aplicação e eficiência.
2.4.5 Influência da concentração da solução e da variação do pH
Segundo Tuholski (1993), a concentração mede a atividade dos componentes
presentes no fluido de corte, sendo que, a utilização de uma solução com a
concentração muito alta, além de provocar problemas tais como: aumento do custo,
redução da dissipação do calor e do poder de lubrificação etc. e poderá, também,
aumentar a toxidade do fluido, particularmente se o fluido se tornar
superconcentrado devido à evaporação.
Conforme Bienkowski (1993), esta condição resultará em aumento dos
sintomas de irritação de pele e em um indesejável ambiente de trabalho para o
operador e por outro lado, concentrações muito diluídas resultarão em uma
lubrificação ineficiente, diminuição da vida útil da ferramenta, aumento da atividade
biológica, além de maior risco de desenvolvimento de oxidação nas superfícies
recém usinadas.
O pH é a medida da concentração do íon Hidrogênio e segundo Runge e
Duarte (1990), é a maneira de medir a acidez ou a alcalinidade de uma solução
aquosa, sendo que, a água destilada tem pH 7,0; substâncias ácidas têm pH < 7,0 e
alcalinas têm pH > 7,0.
De acordo com Bienkowski (1993), idealmente, o pH dos fluidos de corte
solúveis em água deve ser mantido na faixa de 8,6 a 9,0; uma vez que, dentro deste
limite há uma boa proteção anticorrosiva, o potencial de desenvolvimento de
dermatites é minimizado, além de controlar o crescimento microbiológico. Se o pH
cai abaixo de 8,5, o fluido perde eficiência, pode atacar os metais ferrosos e a
atividade biológica aumenta. Já o pH maior do que 9,o pode causar dermatites e
corrosão de metais não-ferrosos.
34
2.4.6 Influência da degradação microbiológica
De acordo com Rossmoore e Rossmoore (1994), desde que a água tornou-se
um componente essencial para os fluidos de corte, os microorganismos têm sido um
problema que necessita de controle e muitas estratégias têm sido oferecidas para
prevenir a deterioração microbiológica, uma vez que, segundo Rossmoore (1995), o
resultado primário do crescimento microbiológico em fluidos de corte é a
deterioração do fluido, o que pode causar perda de produção e corrosão da peça
usinada e da máquina-ferramenta.
Segundo Morton (1987 apud Capelletti, 2006), as cadeias de hidrocarboneto e
as águas presentes na composição dos fluidos de corte são elementos nutritivos
para os microorganismos, o que torna os fluidos de corte susceptível à
contaminação microbiológica.
De acordo com Rossmoore (1995), a biodeterioração dos fluidos de corte
solúveis em água deve-se ao desenvolvimento de bactérias sulfato-redutoras e
pseudomonas oleovorans, sendo que, a produção de H
2
S (sulfeto de hidrogênio ou
gás sulfídrico) e a separação/quebra da emulsão do óleo solúvel por esses
microorganismos contribui para a subseqüente corrosão da peça usinada e da
máquina ferramenta, além disso, implica não apenas em elevação com custos, tais
como: perda de tempo produtivo, diminuição da vida útil do fluido que requer
reposição, reclamação dos trabalhadores, mas, também, em problema ambiental
com o descarte e disposição final.
Segundo Runge e Duarte (1990), Rossmoore (1995), além das bactérias
aeróbicas e anaeróbicas, as soluções também são deterioradas por fungos, os quais
proliferam mais rapidamente quando o crescimento das bactérias é totalmente
inibido, sendo que, o crescimento descontrolado dos fungos causa problemas
maiores do que as bactérias, uma vez que, podem provocar total obstrução das
tubulações e filtros, além de formarem uma camada sobrenadante de material
viscoso nas emulsões e também serem mais difíceis de remover e eliminar.
Conforme Capelletti (2006), o circuito do fluido de corte no processo de
usinagem de metais é composto por várias etapas que envolvem a recirculação do
mesmo por um determinado período de utilização e de exposição a condições
adversas, próprias do processo, tais como canaletas de passagem, reservatórios e a
própria máquina-ferramenta e, em alguns tipos de plantas, ocorrem também as
35
paradas prolongadas de produção, sendo que, este conjunto de condições favorece
a instalação e proliferação microbiana em pontos críticos do sistema e a formação
de biofilmes
8
, reduzindo a vida útil do produto e tornando o uso de biocidas um
recurso importante no controle da proliferação de microrganismos no fluido de corte,
com o propósito de evitar ou retardar o processo de descarte.
Figura 2 Biofilmes formados em uma indústria de usinagem de metais (CAPELLETTI, 2006)
A figura 10 representa a formação de biofilmes em uma indústria de usinagem
de metais localizada no estado de São Paulo, sendo que, a legenda representa os
seguintes sistemas: (a) sistema de engrenagens; (b) canaleta com emulsão em
fluxo; (c) sensor para corte de peças; (d) tanque central da emulsão (CAPELLETTI,
2006).
8
Biofilmes são associações de espécies microbianas interdependentes, funcionando de forma
complexa e coordenada como mecanismo de colonização de superfícies, sendo que, quando
indesejavelmente instalados em uma planta industrial, os biofilmes contribuem para a contaminação
de muitas áreas de processo, pois representam fontes de liberação e disseminação de
microrganismos que podem deteriorar produtos, causando prejuízos financeiros e retrabalho, situação
esta que pode ser prevenida e/ou controlada. No entanto, sua remoção representa um desafio,
principalmente no que diz respeito à determinação do tipo e da dosagem adequada de biocida para
este fim (CAPELLETTI, 2006).
36
Conforme Rossmoore (1995), a crescente demanda por fluidos de corte
bioresistentes tem resultado em melhor controle da população microbiológica com
biocidas ou os chamados fluidos de corte com bioestabilidade, sendo que, em
ambos os casos, este processo está associado com perigos e doenças
ocupacionais, tais como dermatites devidas pH alto ou aos biocidas, assim como, a
síndrome respiratória aguda causada por endotoxinas e as discussões a respeito do
potencial carcinogênico.
O controle microbiológico das emulsões é fundamental, pois as emulsões
podem sofrer diversos tipos de contaminações. A contaminação por bactérias
anaeróbias e aeróbias resulta em redução do pH, irritação na pele, corrosão, mau
cheiro podendo levar a quebra da emulsão, com a formação de camadas de óleo
sobrenadante. A contaminação por fungos resulta em formação de camadas
sobrenadante de óleo, entupimento de filtros e tubulações. Por fim, a contaminação
por líquidos estranhos tem-se uma medição inexata na concentração, acarretando
em maior desgaste da ferramenta, entupimento dos filtros e névoa de óleo. As
bactérias devem ser mantidas sob controle, pois é quase impossível manter uma
emulsão estéril (problema com fungos, os quais são mais difíceis de serem
controlados que as bactérias).
2.4.7 Contaminantes inerentes ao processo e de origem externa
Segundo Runge e Duarte (1990), uma solução de fluido de corte pode conter
determinadas partículas de origem interna tais como: metálicas; abrasivas; formadas
por sais da água; resultantes da degradação biológica ou da interação do fluido de
corte com o metal usinado ou de origem externa tais como: poeira, óleos, soluções
de limpeza, resíduos de alimentos, pontas de cigarro etc., as quais são consideradas
contaminantes, uma vez que contribuirão para reduzir a vida útil do fluido de corte.
Também a ocorrência de tramp oil
9
também deve ser monitorada e caso
ocorra, deve ser removido sugando-se a superfície do reservatório com aspirador a
vácuo ou remover com skimmer
10
ou centrífuga (FILHO, 2006).
De acordo com Runge e Duarte (1990), a concentração desses materiais
contaminantes afeta o equilíbrio dinâmico do sistema químico do fluido de corte
9
Tramp oil é a mistura de óleo do sistema hidráulico da máquina com o fluido de corte devido a
vazamentos. O tramp oil prejudica a emulsão nos seguintes aspectos: desempenho de corte,
corrosão, odor (cheiro de enxofre devido às bactérias anaeróbicas) e estabilidade.
10
Skimmer é um recolhedor de óleo tipo vertedouro.
37
provocando a redução do desempenho e da estabilidade da solução, além de causar
perda de eficiência do sistema de purificação do fluido e conseqüentemente
diminuindo a vida útil e antecipando o descarte da solução.
38
3. A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL, OS FLUIDOS
DE CORTE E SUAS INTEIRAÇÕES COM O MEIO
AMBIENTE.
Neste capítulo é apresentada a Legislação Ambiental aplicável aos fluidos de
corte, visando um entendimento da legislação que possa permitir a utilização de
fluidos de corte de forma ambientalmente segura, prevenindo as inteirações
indesejáveis com o meio ambiente e as conseqüências legais decorrentes de sua
utilização inadequada.
3.1 A crise ambiental e os fluidos de corte
“Uma crise é sempre uma encruzilhada, uma compulsão à tomada de
decisões e, por conseguinte, uma oportunidade de mudança” (Sachs, 2007).
Para Martinez (2006), a crise ambiental é o mais recente capítulo de uma
longa história de uso e exploração dos recursos naturais pelos agrupamentos
humanos em diversas partes do planeta, sendo derivada da insustentabilidade dos
padrões de produção e de consumo criados pela sociedade industrial que não parou
de expandir-se desde a segunda metade do século XVIII até os dias de hoje,
adquirindo maior alcance social e dimensões planetárias a partir da década de 1960.
De acordo com Scotto et al (2007), os questionamentos à sociedade industrial
surgiram, inicialmente, nos países industrializados do hemisfério norte, “a partir do
debate social e ambiental dos anos 60 e 70 com os movimentos contraculturais e
ecológicos, inconformados com o modelo materialista, bélico, individualista,
competitivo e degradador do meio ambiente, da sociedade de consumo”.
Ignácio (1998) discorre sobre a questão ambiental e as atividades humanas
abordando que o processo natural de degradação do meio ambiente ocorre em
variadas formas ao longo do tempo e tem sido responsável por diversas mudanças e
alterações naturais e neste contexto, desde que a vida surgiu no planeta, a extinção
das espécies sempre fez parte do processo de evolução, mas que, entretanto, foi
com o surgimento do homem e suas atividades que as mudanças não só permitiram
um extraordinário crescimento da população humana como também provocaram
profundas modificações no meio ambiente, tais como anomalias nas cadeias
alimentares, ocorrências e proliferação de doenças, extinção de várias espécies de
39
animais, poluição do ar e das águas, degradação do solo, e de acordo com
Fernandes (2007), as mudanças climáticas, conforme relatórios publicados pelo
IPCC, Intergovernamental Panel on Climate Changes (Painel Intergovernamental
sobre Mudanças Climáticas).
Segundo Braga et al (2002), os principais componentes da crise ambiental
enfrentada pela humanidade são a população, os recursos naturais e a poluição e
do equilíbrio entre estes três elementos dependerá a qualidade de vida no planeta e
o desenvolvimento sustentável que atenderá às necessidades da geração atual, sem
comprometer o direito das futuras gerações atenderem a suas próprias
necessidades, conforme definido pela Comissão Mundial sobe o Meio Ambiente e
Desenvolvimento (CMMAD, 1988), também conhecido como Comissão Brundtland.
Raven (2006) considera que os três fatores, simultaneamente, importantes
para que o ambiente possa ser sustentável e para que a biodiversidade seja
conservada são os níveis da população, de consumo e de tecnologia, haja visto que,
não é apenas o aumento da população que produzirá impactos sobre o ambiente, o
consumo e os tipos de tecnologias usadas é que produzem impacto”.
A questão dos recursos naturais e da desejável mudança dos padrões de
consumo é tão abrangente que é evidenciada em diversos pontos da Agenda 21, em
especial naqueles que tratam de energia, transportes e resíduos, assim como, nos
capítulos dedicados aos instrumentos econômicos, à transferência de tecnologia e à
dinâmica e sustentabilidade demográfica (AGENDA 21, 1992).
Nos últimos 300 anos, o desenvolvimento tecnológico da humanidade foi
inigualável e em nenhum outro período histórico foram realizadas tantas
descobertas, em todos os campos da ciência, gerando uma incrível capacidade de
produção e de controle de elementos naturais, entretanto, também é o período
histórico em que o ser humano gerou os meios que podem levá-lo à extinção (DIAS,
2006).
Trazendo a problemática da crise ambiental para o sistema produtivo da
indústria metal-mecânica, Teixeira et al. (1997) estabelecem uma inter-relação entre
três importantes aspectos envolvidos em processos de fabricação, quais sejam, os
aspectos econômicos, tecnológicos e ecológicos e citam que "para que uma
indústria atinja o sucesso produtivo deverá obrigatoriamente encontrar um estado de
produção que considere os três aspectos simultaneamente”.
40
Figura. 3 - Fatores integrantes de um moderno sistema produtivo; adaptada (TEIXEIRA, 1997).
A figura 2 representa os fatores integrantes de um moderno sistema
produtivo, no qual, de acordo com Teixeira et al. (1997), os aspectos ecológicos
somam-se aos aspectos econômicos e tecnológicos por pressão de rigorosas leis
ambientais, assim como, para atendimento de exigências da sociedade que a cada
dia torna-se mais consciente da necessidade de proteção do meio ambiente e de um
mercado consumidor cada vez mais exigente e interessado em empresas que
ofereçam o melhor preço e atendam às normas internacionais de gestão da
qualidade, ambiental e de segurança e saúde no trabalho.
Segundo Burke (1991), historicamente pode-se situar que em meados dos
anos 60 aconteceram significativos avanços nos descarte de fluidos de corte nos
Estados Unidos, inicialmente na área de tratamento químico, sendo que, em meados
dos anos 70, depois do estabelecimento da Agência de Proteção Ambiental (EPA –
Environmental Protection Agency) os esforços das companhias contra a poluição,
tornaram-se comuns, porém, somente nos os anos 80 com o advento de
regulamentações mais severas e o crescimento dos custos industriais com o
descarte, esses esforços intensificaram-se na busca de tratamento efetivo dentro da
planta. Assim, neste contexto de preocupação mundial com o meio ambiente, a
indústria metal-mecânica necessita adequar seus processos visando à minimização
de seus rejeitos, dentre eles os resíduos gerados ao final da vida útil dos fluidos de
corte utilizados nos processos de usinagem.
Leis de Proteção
Ambiental
Exigências da
Sociedade
Mercado
Consumidor
41
3.2 Os resíduos e a poluição ambiental
Segundo Reis (2005), um dos problemas com maior visibilidade provocados
pela industrialização é a destinação dos resíduos de qualquer tipo, sejam sólido,
líquido ou gasoso, resultantes do processo produtivo e que afetam o meio ambiente
natural e a saúde humana, sendo que, de acordo com o Dicionário de Ecologia e
Ciências Ambientais (1998), o resíduo é o material que permanece depois da
ocorrência de algum processo, como os resíduos de pesticida que permanecem no
solo depois que as pragas foram eliminadas.
Resíduo é um material inútil, indesejável ou descartado, na forma sólida,
líquida ou gasosa, de origem domiciliar, industrial, agrícola, comercial, de serviços
ou de serviços de saúde (farmácias, clínicas, hospitais etc.), sendo que, quanto à
origem dos resíduos, as fontes poluidoras podem ser pontuais ou localizadas, tais
como o lançamento de efluentes de esgoto doméstico ou industrial (CETESB, 2002).
Focando a problemática nos resíduos industriais, segundo Tocchetto (2006),
as atividades das indústrias geram diferentes tipos de resíduos com características
próprias de seus processos, sendo que, histórica e independentemente de sua
classificação, muitas vezes, são depositados inadequadamente e sem segregação,
o que oferece riscos, principalmente quando perigosos, é ilegal e constitui crime
ambiental.
Sendo assim, é necessária uma gestão de resíduos que intervenha nos
processo de geração, transporte, tratamento e disposição final, buscando garantir a
curto, médio e longo prazo, a preservação da qualidade do meio ambiente, bem
como a recuperação da qualidade das áreas degradadas, e para tal, conhecer o
resíduo gerado permite o planejamento de estratégias de gerenciamento, sendo que
o conjunto de normas NBR 10004, 10005, 10006 e 10007 é uma ferramenta
adequada para classificar os resíduos industriais (TOCCHETTO, 2006).
Quanto à poluição, o IBGE (2004) a define como sendo a degradação da
qualidade ambiental resultante das atividades que direta ou indiretamente
prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população, criem condições
adversas às atividades sociais e econômicas, afetem desfavoravelmente a biota,
afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente, e lancem materiais
ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.
42
Poluição industrial é qualquer alteração das propriedades físicas, químicas ou
biológicas do meio ambiente, causadas por qualquer forma de energia ou de
substâncias sólida, líquida ou gasosa, ou combinação de elementos, despejados
pelas indústrias, em níveis capazes, direta ou indiretamente, de prejudicar a saúde,
a segurança e o bem-estar da população, criar condições adversas às atividades
sociais e econômicas, ocasionar danos à flora, à fauna e a outros recursos naturais
(IBGE, 2004).
A poluição surge como resultado da utilização dos recursos naturais pela
população, manifestando-se como uma alteração indesejável nas características
físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera ou hidrosfera que cause ou
possa causar prejuízo à saúde, à sobrevivência ou às atividades dos seres humanos
e outras espécies ou ainda deteriorar materiais, isto é, alterações indesejáveis
provocadas pelas atividades e intervenções humanas no ambiente e que causam
um impacto ambiental negativo (BRAGA et al., 2002).
Para o melhor entendimento desta questão faz-se necessário a definição dos
termos ambientais aspecto ambiental e impacto ambiental.
De acordo com a Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA), Nº. 306, de 05 de julho de 2002, aspecto ambiental é definido como
elemento das atividades, produtos ou serviços de uma organização que pode
interagir com o meio ambiente e impacto ambiental é qualquer alteração das
propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer
forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou
indiretamente, afetam a saúde, a segurança e o bem-estar da população, as
atividades sociais e econômicas, a biota, as condições estéticas e sanitárias do meio
ambiente e a qualidade dos recursos ambientais (BRASIL, 2002).
Portanto, é necessário identificar e avaliar qualquer impacto, sobre o meio
ambiente, direto ou indireto, resultante das atividades, produtos e serviços da
empresa, quer sejam estes adversos ou benéficos, a fim de determinar aqueles que
tenham ou possam ter impactos significativos sobre o meio ambiente (COUTINHO e
TOCCHETTO, 2004).
43
3.3 O Processo de conscientização ambiental
A preocupação com os problemas ambientais decorrentes dos processos de
crescimento e desenvolvimento aconteceu lentamente, de modo bastante
diferenciado e evolutivo, entre os vários agentes, indivíduos, governos, organizações
internacionais, entidades da sociedade civil etc (BARBIERE, 2005).
De acordo com Scotto et al. (2007), embora as expressões desenvolvimento
sustentável e sustentabilidade apareçam, em geral, associadas a uma qualidade
positiva atribuída a algum fenômeno, proposta ou prática social, a noção de
desenvolvimento sustentável e a idéia de sustentabilidade constituem campos de
disputa sobre diferentes concepções de sociedade e um longo caminho foi
percorrido para possibilitar tanto o surgimento quanto a aceitação da associação
entre desenvolvimento e preservação ambiental por diferentes grupos sociais.
Também para Sachs (2007), muita confusão semântica surgiu do uso vago do
adjetivo “sustentável”, uma vez que “diferentes pessoas atribuem diferentes
significados”.
Assim, um breve retrospecto faz-se necessário para o entendimento do
processo de conscientização ambiental e o surgimento do conceito de
sustentabilidade e desenvolvimento sustentável.
3.3.1 Principais Conferências Internacionais sobre o Meio
Ambiente
Segundo Scotto et al. (2007), “a preocupação com o meio ambiente e os
impactos do modelo de desenvolvimento para o futuro do planeta” levaram a ONU
(Organização das Nações Unidas) a promover a Conferência das Nações Unidas
sobre o Meio Ambiente Humano, em Estocolmo 1972, iniciando um ciclo de
conferências internacionais sobre temas sociais.
Destaca-se, neste ciclo de conferências, a Conferência das Nações Unidas
sobre o Meio Ambiente Humano em 1972 e a Conferência das Nações Unidas sobre
o Meio Ambiente e Desenvolvimento em 1992, dois momentos, marcos da
preocupação com a sobrevivência da humanidade, nos quais as Nações Unidas
reuniram-se para debater questões globais com o desafio de buscar soluções para
os problemas de ordem ambiental que assolam o Planeta (SÃO PAULO, 1997).
44
Em conseqüência da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente
Humano em 1972, e da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e
Desenvolvimento em 1992, as regras internacionais sobre a proteção do meio
ambiente se multiplicaram e tornaram-se cada vez mais abrangentes, voltadas para
um tratamento global dos problemas ambientais (SÃO PAULO, 1997).
3.3.2 A Convenção sobre Controle de Movimentos Transfronteriços
de Resíduos Perigosos – A Convenção da Basiléia –1989
Essa Convenção estabelece obrigações com vistas a reduzir os movimentos
transfronteriços de resíduos perigosos ao mínimo e com manejo eficiente e
ambientalmente seguro. Visa também à minimização da quantidade e toxidade dos
resíduos gerados e seu tratamento ambientalmente seguro e próximo da fonte
geradora, bem como fornecer suporte aos países em desenvolvimento para o
manejo ambientalmente correto desses e outros resíduos e para a implementação
desse acordo. Essa convenção foi adotada em março de 1989 na Basiléia e entrou
em vigor em maio de 1992. O Brasil é signatário da Convenção, que passou a
vigorar neste país em 1992 (SÃO PAULO, 1997).
Em 1996 o Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, no uso de suas
atribuições e competências, publicou a Resolução CONAMA Nº 023/1996, na qual
consta em seu artigo 1º que:
Art. 1
o
Para efeito desta Resolução serão adotadas as seguintes
definições:
a) Resíduos Perigosos - Classe I: são aqueles que se enquadrem em
qualquer categoria contida nos anexos 1-A. a 1-C, a menos que não
possuam quaisquer das características descritas no anexo 2, bem como
aqueles que, embora não listados nos anexos citados, apresentem
quaisquer das características descritas no anexo 2.
b) Resíduos Não Inertes - Classe II: são aqueles que não se classificam
como resíduos perigosos, resíduos inertes ou outros resíduos, conforme
definição das alíneas a, c e d, respectivamente,
c) Resíduos Inertes - Classe III: são aqueles que, quando submetidas a
teste de solubilização, conforme NBR-10.006, não tiverem nenhum de seus
constituintes solubilizados em concentrações superiores aos padrões
especificados no anexo 3.
d) outros Resíduos: são aqueles coletados de residências ou decorrentes
da incineração de resíduos domésticos.
Também, como conseqüência desta Convenção, constituiu-se o Centro
Coordenador da Convenção da Basiléia de Capacitação e Transferência de
Tecnologia na Região da América Latina e Caribe (CRCB-Ur), estabelecido no
Uruguai no final de 1996, que, juntamente com o Centro Nacional de Tecnologias
45
Limpas do Serviço Nacional da Aprendizagem Industrial no Rio Grande do Sul
(CNTL-SENAI/RS/UNIDO/UNEP)
11
, desenvolveu no biênio 2003-2004, o Projeto
“Programa Piloto para Minimização dos Impactos Gerados por Resíduos Perigosos”,
visando abranger os pontos da Declaração de Basiléia a cerca da prevenção, a
minimização e a gestão adequada dos resíduos, levando em consideração os
aspectos sociais, tecnológicos e econômicos, assim como, a promoção e o uso de
técnicas de produção mais limpa e o desenvolvimento de uma metodologia de
trabalho que pudesse ser replicada em outros países da América Latina e Caribe,
resultando, entre outros, na elaboração de um guia para Gestão de Resíduos
Fluidos de Usinagem, o qual apresenta medidas direcionadas para a redução no
descarte dos fluidos de corte, sua reciclagem e recuperação, além de objetivar,
também, a sensibilização das empresas para os problemas potenciais dos fluidos de
usinagem associados à saúde do trabalhador e ao meio ambiente, apresentando
procedimentos preventivos e corretivos (SENAI/RS, 2006).
3.3.3 A Agenda 21, os conceitos de tecnologias limpas e a política
dos 3 Rs
A Agenda 21 é um plano de ação para ser adotado global, nacional e
localmente, por organizações do sistema das Nações Unidas, governos e pela
sociedade civil, em todas as áreas em que a ação humana impacta o meio ambiente.
Constitui-se na mais abrangente tentativa já realizada de orientar para um novo
padrão de desenvolvimento para o século XXI, cujo alicerce é a sinergia da
sustentabilidade ambiental, social e econômica, perpassando em todas as suas
ações propostas (MMA).
Segundo informação contida na Agenda 21, as tecnologias ambientalmente
saudáveis são aquelas que protegem o meio ambiente, são menos poluentes, usam
todos os recursos de forma mais sustentável, reciclam mais seus resíduos e
produtos e tratam os despejos residuais de forma mais aceitável do que as
tecnologias que vieram substituir, sendo que, no contexto da poluição, são
11
A escolha do Centro Nacional de Tecnologias Limpas do Serviço Nacional de Aprendizagem
Industrial no Rio Grande do Sul (CNTL-SENAI/RS) foi pautada na sua qualificação na área de
Produção Mais Limpa. Desde 1995, o CNTL SENAI integra a Rede de Centros Nacionais de
Produção Mais Limpa da Organização das Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial
(UNIDO) e do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), constituindo-se na
instituição suporte de expertise para a Rede Brasileira de Produção Mais Limpa.
46
tecnologias de processos e produtos que geram pouco ou nenhum resíduo, visando
a prevenção da poluição, sendo que, também compreende tecnologias de etapa final
para o tratamento da poluição depois que esta foi produzida (AGENDA 21,1992).
Segundo Barbiere (2005), o conceito sobre tecnologias ambientalmente
saudáveis, é o mesmo do Cleaner Production Programme
12
criado pelo Programa
das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), em 1989, e representa uma
evolução em relação às soluções convencionais baseadas no controle da poluição
no final do processo produtivo, somando-se ainda, a utilização mais eficiente dos
insumos produtivos.
Este conceito preconiza que os produtos devem ser projetados para facilitar a
sua fabricação, utilização e disposição final após a sua vida útil, o que faz com que
os fabricantes continuem responsáveis, ou seja, co-responsáveis pelos seus
produtos mesmo após a sua venda e consumo juntamente com os seus usuários ou
consumidores, sendo que, essa é uma exigência decorrente da necessidade de
ampliar a sustentabilidade dos ecossistemas mediante novas práticas produtivas e
mercadológicas que contemplem: redução da quantidade de insumos e,
conseqüentemente, da geração de resíduos pela adoção de tecnologias de produto
e processo mais eficientes, reutilização e reciclagem de materiais. Ou seja, por meio
do que se convencionou denominar de Política dos três erres (3Rs) (BARBIERE,
2005).
Todas estas prioridades estão recomendadas na Agenda 21 em diversos de
seus 40 capítulos, mas especialmente naqueles tais como: a mudança dos padrões
de consumo em seu capítulo 4; o manejo ambientalmente saudável de resíduos nos
capítulos 19, 20 e 21 e a contribuição das empresas industriais e comerciais em seu
capítulo 30, sendo que, de acordo com os preceitos estabelecidos na Agenda 21, o
manejo ambientalmente saudável dos resíduos deve contemplar não só a sua
disposição final em condições de segurança, ou seu reaproveitamento, mas buscar
as suas causas, procurando mudar os padrões de produção e consumo não
sustentáveis (AGENDA 21, 1992).
12
A expressão cleaner production (produção mais limpa) refere-se a uma ampla abordagem de
proteção ambiental, que considera todas as fases do processo de manufatura e o ciclo de vida do
produto, incluindo o seu uso nos domicílios e locais de trabalho e requer ações contínuas e
integradas para conservar energia e matéria-prima, substituir recursos não-renováveis por
renováveis, eliminar substâncias tóxicas, reduzir os desperdícios e a poluição resultante dos produtos
e dos processos produtivos (PNUMA, 1993 apud BARBIRE, 2005).
47
De acordo com Pereira e Tocchetto (2005), o princípio dos 3Rs constitui-se de
estratégias para diminuir a exploração de recursos naturais e o impacto ambiental
das diversas atividades relacionadas com a vida em sociedade, sendo que, segundo
Barbiere (2005), a idéia central da Política dos três erres (3Rs) consiste em atuar
sobre as causas da degradação ambiental mediante ações preventivas que
minimizem a geração de poluição na fonte, o que significa reduzir a quantidade
utilizada de insumos materiais e energéticos para a geração de um igual volume de
produção.
A minimização da geração de resíduos é uma estratégia importante no
gerenciamento de resíduos e se baseia na adoção de técnicas que possibilitem a
redução do volume e / ou toxidade dos resíduos e, conseqüentemente, de sua carga
poluidora, destacando-se o objetivo da prevenção da geração de resíduos
perigosos, sendo que, deve-se observar, também, as vantagens econômicas das
práticas de minimização de resíduos, uma vez que, oferecem uma possibilidade de
redução de custos de destinação associada à alteração das características
qualitativas e quantitativas dos resíduos e obtenção de receita pela comercialização
dos produtos obtidos no tratamento e/ou separação dos resíduos (CETESB, 1993).
A figura 3 representa a pirâmide de consumo e seus resíduos com os 3Rs de
reduzir, reutilizar e reciclar como alternativa para minimizar os impactos ambientais
sobre o planeta.
Figura 4 – O Planeta Terra e os 3Rs (VICENTE, 2000).
48
De acordo com Pereira e Tocchetto (2005), reduzir envolve atividades e
medidas para evitar o descarte de resíduos; reutilizar ou reusar consiste no
reaproveitamento antes do descarte ou da reciclagem e reciclar é a forma de
reaproveitar os resíduos gerados ou parte destes, no mesmo ou em outro processo
produtivo.
Pode-se dizer que a hierarquia dos 3Rs segue o princípio de evitar a geração,
posteriormente, a reutilização ou reuso e, por último, a reciclagem o que requer
inverter a pirâmide, isto é, colocar em prática a política dos 3Rs significa que a
ordem deve ser reduzir, reusar e reciclar, além disso, deve-se considerar que a
geração de resíduos representa perdas no processo, ineficiência produtiva e custos
ambientais de gerenciamento, ou seja, maior custo de produção (PEREIRA E
TOCCHETTO, 2004).
A figura 4 representa a necessária inversão citada por Pereira e Tocchetto
(2004), isto é, a situação de degradação ambiental no presente é representada pela
pirâmide que tem por base a disposição, o descarte de resíduos; seguido pelo
tratamento, reciclagem e em menor proporção da redução na fonte. A pirâmide
invertida, denominada na figura 4 de futuro, requer a desejável mudança de
paradigma onde a base é a redução na fonte.
Figura 5 - Mudando o paradigma (USEPA, 2002 apud GASI, 2002).
De acordo com Gasi (2002), quando um sistema atinge seus limites, é
necessário mudar o paradigma, isto é, repensar o problema e repensar as soluções.
49
Segundo Tocchetto (2006), atualmente, em função da intensificação do
consumo surgem, também, termos associados à questão do consumo sustentável,
tais como: reconsiderar, repensar ou preciclar os quais tratam de responder à
preferência do consumidor por produtos fabricados por meios produtivos mais
limpos; mais duráveis; embalagens que gerem menos lixo; que gastem menos
energia; tenham menores consumos de matérias primas e insumos.
Essas considerações aparecem também na análise de Barbiere (2005),
conforme segue:
As práticas de produção e consumo que contemplam de modo sistemático a
minimização da geração de poluição na fonte, reutilização e reciclagem de
materiais reduzem as taxas de esgotamento dos recursos não-renováveis e
as necessidades de produção e extração de recursos renováveis,
contribuindo dessa forma para ampliar a sustentabilidade dos sistemas
naturais (BARBIERE, 2005).
3.4 O meio ambiente e a Constituição Brasileira
De acordo com Ignácio (1998), é a partir da Constituição de 1988 que os
assuntos pertinentes ao meio ambiente são tratados com maior profundidade e
atualidade na Carta Magna, uma vez que esta reflete os 26 princípios fundamentais
de proteção ambiental declarados em junho de 1972, durante a Conferência das
Nações Unidas, em Estocolmo, Suécia e, também, modernas constituições de
países que estão mais avançados no combate à poluição ambiental.
Em seu título VIII da Ordem Social, capítulo VI do Meio Ambiente, a
Constituição Federal assegura a todos os brasileiros, por meio de seu artigo 225
que:
Art. 225. Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado,
bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida,
impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e
preservá-lo para as presentes e futuras gerações (BRASIL, 1988).
O capítulo VI do meio ambiente é constituído por seis (06) parágrafos e sete
(07) alíneas pertencentes ao parágrafo 1º, dentre os quais podem ser extraídos e
relacionados com as boas práticas ambientais no uso dos fluidos de corte, os
seguintes:
O artigo primeiro e suas alíneas IV e V:
§ 1º - Para assegurar a efetividade desse direito, incumbe ao Poder Público:
IV - exigir, na forma da lei, para instalação de obra ou atividade
potencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente,
estudo prévio de impacto ambiental, a que se dará publicidade;
V - controlar a produção, a comercialização e o emprego de técnicas,
métodos e substâncias que comportem risco para a vida, a qualidade de
vida e o meio ambiente;
50
O artigo terceiro e suas alíneas IV e V:
§ 3º - As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente
sujeitarão os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e
administrativas, independentemente da obrigação de reparar os danos
causados.
Segundo Ignácio (1998), a Carta Magma Brasileira expressa, ainda, em
outros de seus títulos, textos que valorizam os cuidados com o meio ambiente.
3.5 A legislação ambiental e a definição de meio ambiente
De acordo com a legislação brasileira, Lei Nº 6.938, de 31 de agosto de 1981,
que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de
formulação e aplicação e dá outras providências; meio ambiente é o conjunto de
condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que
permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas (BRASIL, 1981).
A Resolução do CONAMA Nº 306, de 2002 avança em abrangência conforme
pode ser constatado na definição para meio ambiente, que já inclui os termos social,
cultural e urbanística, à definição originalmente editada (BRASIL, 2002).
O Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais (IBAMA) define o
meio ambiente como "tudo aquilo que cerca ou envolve os seres vivos e as coisas,
incluindo o meio social-cultural e sua relação com os modelos de desenvolvimento
adotados pelo homem”. O conjunto de condições, leis, influências e interações de
ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as
suas formas (IBAMA).
Já segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (2004),
meio ambiente é definido como o conjunto dos agentes físicos, químicos, biológicos
e dos fatores sociais susceptíveis de exercerem um efeito direto ou mesmo indireto,
imediato ou em longo prazo, sobre todos os seres vivos, inclusive o homem.
Em texto publicado pela Revista Educação e Pesquisa a professora Lucie
Sauvé, discorrendo sobre educação ambiental cita que:
“O meio ambiente não é simplesmente um objeto de estudo ou um tema a
ser tratado entre tantos outros; nem que é algo a que nos obriga um
desenvolvimento que desejamos seja sustentável. A trama do meio
ambiente é a trama da própria vida, ali onde se encontram natureza e
cultura; o meio ambiente é o cadinho em que se forjam nossa identidade,
nossas relações com os outros, nosso ‘ser-no-mundo’” (SAUVÉ, 2005).
Segundo Lovelok (2006), se à época de Darwin fosse sabido que a vida e o
ambiente estão tão conjugados, Darwin teria visto que a evolução não envolve
51
apenas os organismos, mas toda a superfície do planeta e, então, o Homem poderia
ter enxergado, há mais tempo, a Terra como um sistema vivo e teria sabido que não
se pode poluir o ar ou usar seus oceanos e sistemas florestais meramente como
fonte de produtos para alimentá-lo e abrigá-lo.
Ainda sobre a definição de meio ambiente, nada melhor do que citar o
preâmbulo da “Carta da Terra”, que reflete, traduz e qualifica a significância do meio
ambiente e sua importância para a sobrevivência do planeta:
“Estamos diante de um momento crítico na história da Terra, numa época
em que a humanidade deve escolher o seu futuro. À medida que o mundo
torna-se cada vez mais interdependente e frágil, o futuro enfrenta, ao
mesmo tempo, grandes perigos e grandes promessas. Para seguir adiante,
devemos reconhecer que no meio de uma magnífica diversidade de culturas
e formas de vida, somos uma família humana e uma comunidade terrestre
com um destino comum. Devemos somar forças para gerar uma sociedade
sustentável global baseada no respeito pela natureza, nos direitos humanos
universais, na justiça econômica e numa cultura da paz. Para chegar a este
propósito, é imperativo que, nós, os povos da Terra, declaremos nossa
responsabilidade uns para com os outros, com a grande comunidade da
vida, e com as futuras gerações” (MMA).
3.6 A legislação ambiental federal
A seguir são relacionadas algumas leis e decretos ambientais, de âmbito
federal e de interesse para o gerenciamento de processos de usinagem no que diz
respeito às boas práticas ambientais na utilização de fluidos de corte.
Lei nº 6938/1981 - "Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus
fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências" - Data da
legislação: 31/08/1981 - Publicação DOU, de 02/09/1981(BRASIL, 1981).
Decreto nº 99274/1990 - "Regulamenta a Lei nº 6.902, de 27 de abril de 1981,
e a Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, que dispõem, respectivamente sobre a
criação de Estações Ecológicas e Áreas de Proteção Ambiental e sobre a Política
Nacional do Meio Ambiente, e dá outras providências" - Data da legislação:
06/06/1990 - Publicação DOU, de 07/06/1990 (BRASIL, 1990).
Decreto nº 875/1993 – “Promulga o texto da Convenção sobre o Controle de
Movimentos Transfronteiriços de Resíduos Perigosos e seu Depósito”. (BRASIL,
1993).
Lei nº 9605/1998 - Lei dos Crimes Ambientais - "Dispõe sobre as sanções
penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio
ambiente, e dá outras providências" - Data da legislação: 12/02/1998 - Publicação
DOU, de 17/02/1998 (BRASIL, 1998).
52
Resolução CONAMA nº 003/1990 - "Dispõe sobre padrões de qualidade do
ar, previstos no PRONAR" - Data da legislação: 28/06/1990 - Publicação DOU, de
22/08/1990 (BRASIL, 1990).
Resolução CONAMA nº 023/1996 - "Regulamenta a importação e uso de
resíduos perigosos e dispõe sobre as definições e o tratamento a ser dado aos
resíduos perigosos, conforme as normas adotadas pela Convenção da Basiléia
sobre o controle de Movimentos Transfronteiriços de Resíduos perigosos e seu
Depósito”. Data da legislação: 12/12/1996 - Publicação DOU nº 013, de 20/01/1997.
Esta Resolução possui as seguintes correlações: foi alterada pela Resolução nº
235/98 (alterado o anexo 10) em cumprimento ao disposto no art. 8o da Resolução
no 23/96, foi alterada pela Resolução Nº 244/98 (excluído item do anexo 10), foi
complementada pela Resolução nº 228/97 e revogou a Resolução nº 37/94
(BRASIL, 1996).
Resolução CONAMA nº 237/1997 - "Regulamenta os aspectos de
licenciamento ambiental estabelecidos na Política Nacional do Meio Ambiente e
dispõe sobre a revisão e complementação dos procedimentos e critérios utilizados
para o licenciamento ambiental, assim como, altera a Resolução no 1/86 (revoga os
art. 3º e 7º)”. Data da legislação: 22/12/1997 - Publicação DOU nº 247, de
22/12/1997 (BRASIL, 1997).
Resolução CONAMA nº 357/2005 - "Dispõe sobre a classificação dos corpos
de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece
as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências”.-
Data da legislação: 17/03/2005 - Publicação DOU nº 053, de 18/03/2005 (BRASIL,
2005).
Resolução CONAMA nº 362/2005 - "Dispõe sobre o Rerrefino de Óleo
Lubrificante e sobre o recolhimento, coleta e destinação final de óleo lubrificante
usado ou contaminado”.- Data da legislação: 23/06/2005 - Publicação DOU nº 121,
de 27/06/2005 (BRASIL, 2005).
Resolução CONAMA nº 382/2006 - "Estabelece os limites máximos de
emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas" - Data da legislação:
26/12/2006 - Publicação DOU nº 1, de 02/01/2007 (BRASIL, 2007).
Resolução CONAMA nº 397/2008 - "Altera o inciso II do § 4o e a Tabela X do
§ 5o, ambos do art. 34 da Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente -
CONAMA n
o
357, de 2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e
53
diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as
condições e padrões de lançamento de efluentes”.- Data da legislação: 03/04/2008 -
Publicação DOU nº 66, de 07/04/2008 (BRASIL, 2008).
3.7 A legislação ambiental no Estado de São Paulo
No Estado de São Paulo a Secretaria do Meio Ambiente organiza, coordena e
integra as ações de órgãos e entidades da administração direta, indireta e
fundacional instituídas pelo poder público, assegurada a participação da
coletividade, para a execução da Política Estadual do Meio Ambiente visando a
proteção, controle e desenvolvimento do meio ambiente e uso sustentável dos
recursos naturais, sendo que, conta em sua estrutura administrativa com a
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (SÃO PAULO, SMA).
A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) é a
agência do Governo do Estado de São Paulo responsável pelo controle, fiscalização,
monitoramento e licenciamento de atividades geradoras de poluição, com a
preocupação fundamental de preservar e recuperar a qualidade das águas, do ar e
do solo, sendo que, tornou-se, ao longo de sua existência, uma das cinco
instituições mundiais da Organização Mundial de Saúde (OMS) para questões de
abastecimento de água e saneamento, além de órgão de referência e consultoria do
Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), para questões
ligadas a resíduos perigosos na América Latina (CETESB).
A seguir são relacionados algumas leis e decretos ambientais, no âmbito do
Estado de são Paulo, de interesse para o gerenciamento de processos de usinagem
no que diz respeito às boas práticas ambientais na utilização de fluidos de corte.
Lei nº 997, de 31 de maio de 1976 – “Dispõe sobre a instituição do sistema de
prevenção e controle da poluição do meio ambiente na forma prevista nessa lei e
pela Lei nº 118/73 e pelo Decreto nº 5.993/75” (SÃO PAULO, 1976).
Sendo seus principais objetivos:
“- estabelecer diretrizes para operacionalidade do sistema e proteção,
dispondo sobre conceitos básicos de sustentação do meio ambiente nos complexos
problemas a serem enfrentados de ordem jurídica, técnica e da administração, entre
os quais:
. dispondo sobre o conceito de poluição do meio ambiente, de fontes
poluidoras;
54
. estabelecer exigência para construção, ampliação e reforma para
instalação e funcionamento de fontes poluidoras;
. conferir penalidades por infrações à lei, estabelecendo critérios segundo o
grau de gravidade;
. determinar medidas de emergência a fim de evitar episódios críticos ou
impedir sua continuidade em caso de grave risco iminente para vidas ou recursos
humanos e econômicos”.
Decreto nº 8.468, de 8 de setembro de 1976 - Regulamentação da Lei n° 997,
de 31 de maio de 1976, com 172 artigos e anexos cujas disposições representaram
um instrumento de trabalho com mecanismos ajustados para operação e controle do
meio ambiente (SÃO PAULO, 1976).
Sendo seus principais objetivos resumidos nos títulos, que indicam os
assuntos detalhados no anexo desse decreto:
Proteção ao meio ambiente: define o sistema de prevenção e controle
do meio ambiente; as competências da CETESB;
Poluição das águas: classificação das águas; padrões de qualidade;
padrões de emissão;
Poluição do ar: normas para utilização e preservação do ar: regiões de
controle de qualidade do ar e proibições e exigências gerais; padrões:
padrões de qualidade, padrões de emissão e padrões de
condicionamento e de projeto para fontes estacionárias; plano de
emergência para episódios críticos de poluição do ar;
Poluição do solo;
Licenças e registro: fontes de poluição; licenças de instalação; licenças
de funcionamento; registro; preços para expedição de licenças;
Fiscalização e sanções: infrações e penalidades; procedimentos
administrativos; recolhimento das multas; recursos; disposições finais.
Decreto nº 47.397, de 4 de dezembro de 2002. Dá nova redação ao Título V
e ao Anexo 5 e acrescenta os Anexos 9 e 10, ao Regulamento da Lei nº 997, de 31
de maio de 1976, aprovado pelo Decreto nº 8.468, de 8 de setembro de 1976, que
dispõe sobre a prevenção e o controle da poluição do meio ambiente (SÃO PAULO,
2002).
55
Decreto nº 47.400, de 4 de dezembro de 2002 - Regulamenta dispositivos da
Lei Estadual n° 9.509, de 20 de março de 1997, referentes ao licenciamento
ambiental, estabelece prazos de validade para cada modalidade de licenciamento
ambiental e condições para sua renovação, estabelece prazo de análise dos
requerimentos e licenciamento ambiental, institui procedimento obrigatório de
notificação de suspensão ou encerramento de atividade, e o recolhimento de valor
referente ao preço de análise (SÃO PAULO, 2002).
3.8 A legislação ambiental no Município de Bauru
O Município de Bauru, cidade onde se encontra a Faculdade de Engenharia
de Bauru (FEB) da Universidade Estadual Paulista "Júlio De Mesquita Filho" Campi
de Bauru, possui um Código Ambiental disposto na Lei Municipal nº 4.362 de 12 de
janeiro de 1999 P.32.958/1996, que Disciplina o Código Ambiental do Município e dá
outras providências, sendo que, o Decreto nº 8636 de 2 de dezembro de 1999 P.
28813/99 regulamenta a Lei nº 4362, de 12 de janeiro de 1999 e o anexo I, que
dispõe sobre o Código Ambiental do Município de Bauru (BAURU, 1.999).
Do Código Ambiental de Bauru em seu Livro II, Parte Especial, Título I do
Controle Ambiental foram extraídos alguns artigos de interesse para o
gerenciamento de processos de usinagem no que diz respeito às boas práticas
ambientais na utilização de fluidos de corte.
Em seu artigo 68, incisos I, II e III constam que:
Art. 68 - O lançamento no meio ambiente de qualquer forma de matéria,
energia, substâncias, em qualquer estado físico, prejudiciais ao ar, ao solo,
ao subsolo, às águas, à fauna e a flora deverá obedecer às normas
estabelecidas visando reduzir, previamente:
I - os efeitos impróprios, nocivos ou ofensivos à saúde;
II - os efeitos inconvenientes, inoportunos ou incômodos ao bem-estar
público;
III - os efeitos danosos aos materiais, prejudiciais ao uso e a segurança da
propriedade bem como ao funcionamento normal das atividades da
coletividade.
Em seu artigo 73, incisos IV e V do capítulo II do Ar consta que ficam
vedadas:
III - a emissão visível de poeiras, névoas e gases, excetuando o vapor
d’água;
IV - a emissão de odores que possam criar incômodos a população;
V - a emissão de poluentes.
56
Nos artigos 83; 84; 85; 86; 87 no capítulo III da Água constam que:
Art. 83 - A Política Municipal do Controle de Poluição das águas será
executada pela SEMMA em conjunto com o DAE tem por objetivo:
I - proteger a saúde, o bem-estar e a qualidade de vida da população;
II - proteger e recuperar os ecossistemas aquáticos, com especial atenção
para as áreas de nascentes, os mananciais, várzeas e outras relevantes
para a manutenção dos ciclos biológicos;
III - reduzir, progressivamente, a toxidade e as quantidades dos poluentes
lançados nos corpos d’água;
IV - compatibilizar e controlar os usos efetivos e potenciais da água, tanto
qualitativa quanto quantitativamente;
V - o adequado tratamento dos efluentes líquidos, visando conservar a
qualidade dos recursos hídricos.
Art. 84 - As diretrizes deste Código aplicam-se a lançamentos de quaisquer
efluentes líquidos provenientes de atividades efetiva e potencialmente
poluidoras instaladas no Município de Bauru, em águas interiores,
superficiais ou subterrâneas, diretamente ou através de quaisquer meios de
lançamentos, incluindo redes de coleta e emissários.
Art. 85 - Os critérios e padrões estabelecidos em legislação deverão ser
atendidos, também, por etapas ou áreas específicas do processo de
produção ou geração de efluentes, de forma a impedir a sua diluição e
assegurar a redução das cargas poluidoras totais.
Art. 86 - Os lançamentos de efluentes líquidos não poderão conferir aos
corpos receptores características em desacordo com os critérios e padrões
de qualidade de água em vigor, ou que criem obstáculos ao trânsito de
espécies migratórias.
Art. 87 - As atividades efetivas ou potencialmente poluidoras e de captação,
implementarão programas de monitoramento de efluentes e da qualidade
ambiental em suas áreas de influência, previamente estabelecidos ou
aprovados pela SEMMA e pelo DAE, integrando tais programas numa rede
de informações.
§1º A coleta e análise dos efluentes líquidos deverão ser baseadas em
metodologias aprovadas pelos órgãos competentes.
§2º Todas as avaliações relacionadas aos lançamentos de efluentes
líquidos deverão ser feitas para as condições de dispersão mais
desfavoráveis, sempre incluída a previsão de margens de segurança.
§3º Os técnicos da SEMMA e do DAE terão acesso a todas as fases de
monitoramento que se refere o "caput" deste artigo, incluindo procedimentos
laboratoriais.
Nos artigos 90 e 91 no capítulo IV do Solo consta que:
Art. 90 - A disposição de quaisquer resíduos no solo, sejam líquidos,
gasosos ou sólidos, só será permitida mediante comprovação de sua
degradabilidade e da capacidade do solo de autodepurar-se levando-se em
conta os seguintes aspectos:
I - capacidade de percolação;
II - garantia de não contaminação dos aqüíferos subterrâneos;
III - limitação e controle da área afetada;
IV - reversibilidade dos efeitos negativos.
Art. 91 - Fica vedado no Município de Bauru a técnica de deposição final de
resíduos através de infiltração química no solo.
Em seus artigos 105 e 106, os incisos I, V, VI, VIII, do capítulo VII do Controle
das Atividades Perigosas consta que:
Art. 105 - É dever do Poder Público controlar e fiscalizar a produção, a
57
estocagem, o transporte, a comercialização e a utilização de substâncias ou
produtos perigosos, bem como as técnicas, os métodos e as instalações
que comportem risco efetivo ou potencial para a sadia qualidade de vida e
do meio ambiente.
Art. 106 - São vedados ao Município de Bauru, entre outros que proibir este
Código:
I - o lançamento de esgoto "in natura", em corpos d’água;
V - a utilização de metais pesados em quaisquer processos de extração,
produção e beneficiamento que resultem na contaminação do meio
ambiente natural;
VI - a produção, o transporte, a comercialização e o uso de medicamentos,
agrotóxicos, produtos químicos ou biológicos cujo emprego seja proibido no
território nacional e/ou por outros países, por razões toxicológicas,
farmacológicas ou de degradação ambiental;
VIII- a disposição de resíduos perigosos sem os tratamentos adequados à
sua especificidade.
As atividades ou empreendimentos sujeitos ao licenciamento ambiental no
Município de Bauru encontram-se relacionadas anexo 1 do Código Ambiental do
Município de Bauru conforme citação a seguir:
As atividades ou empreendimentos sujeitos ao licenciamento ambiental do
Município de Bauru/SP:
Oficinas Mecânicas - Serviços de funilaria e pintura - "lava-car" - depósitos
em geral (material de construção, insumos agrícolas, distribuição de gás,
etc.)- Criadouro de animais domésticos e "pets shops" - Marmoraria -
Vidraçaria - Serralheria - Estofadores - Reparos de móveis - Serviço de
pintura de faixas e placas - Recauchutagem de pneus - Borracharia -
Oficinas em geral - Concretera - Restaurantes e lanchonetes - Padarias -
Açougues - Cozinhas Industriais - Casas Noturnas - Postos de Gasolina -
Serviço de recuperação de sucatas - Serviço de recuperação de sucatas -
Serviço de corte de chapas - Serviço de jateamento - Hotéis e motéis -
Laboratórios Fotográficos - Confecções de roupa.
3.9 Obrigações e sanções legais no manuseio de resíduos
perigosos
A preocupação com a questão ambiental, a partir da década de 70, criou uma
série de exigências às atividades potencialmente poluidoras, sendo que, as
indústrias representam o ramo de atividade mais reconhecido como poluente, o que
explica o fato de as exigências de controle ambiental terem atingido as indústrias em
primeiro lugar e serem as indústrias o alvo principal das novas normas que vêm
sendo criadas e que tem que ser obedecidas por todas as atividades que possam
causar algum impacto ambiental ou afetar a saúde da população, independente do
tamanho ou do porte da indústria (FIESP/CIESP, 2004).
Para tratar a questão dos resíduos industriais, o Brasil possui legislação e
normas específicas, tais como na Constituição Brasileira, o Artigo 225 dispõe sobre
a proteção ao meio ambiente (BRASIL. Constituição 1988); a Lei nº 6.938/81, que
estabelece a Política Nacional de Meio Ambiente (BRASIL, 1981); a Lei nº 6.803/80,
58
que dispõe sobre as diretrizes básicas para o zoneamento industrial em áreas
críticas de poluição (BRASIL, 1980); Resolução CONAMA nº 362 de 23 de junho de
2005, que estabelece diretrizes para o recolhimento e destinação de óleo lubrificante
usado ou contaminado (BRASIL, 2005), entre outras, sendo que, além disso, a
questão é amplamente tratada nos Capítulos 19, 20 e 21 da Agenda 21
A Constituição Federal de 1988, em seu Art. 225, parágrafo 3º, estabelece
que:
“As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente sujeitarão
os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e administrativas,
independentemente da obrigação de reparar os danos causados”.
A Lei nº 9.605 de 1998, Lei de Crimes Ambientais, estabelece sanções para
quem praticar condutas e atividades lesivas ao meio ambiente,
Art. 54. “Causar poluição de qualquer natureza em níveis tais que resultem
ou possam resultar em danos à saúde humana, ou que provoquem a mortandade de
animais ou a
§ 2º Se o crime:... destruição significativa da flora:...”.
- “V - ocorrer por lançamento de resíduos sólidos, líquidos ou gasosos, ou
detritos, óleos ou substâncias oleosas, em desacordo com as exigências
estabelecidas em leis ou regulamentos: Pena - reclusão, de um a cinco anos”.
Isso quer dizer que a gestão inadequada de resíduos pode levar seus
responsáveis ao pagamento de multas e a sanções penais (prisão, por exemplo) e
administrativas. Além disso, os danos causados ao meio ambiente, como a poluição
de corpos hídricos, contaminação de lençol freático e danos à saúde, devem ser
reparados pelos responsáveis pelos resíduos. A reparação do dano, na maioria dos
casos, é mais complicada tecnicamente e envolve mais recursos financeiros do que
a prevenção, isto é, do que os investimentos técnico-financeiros na gestão
adequada de resíduos (FIRJAN, 2006).
Assim, de acordo com o guia prático elaborado pela Federação das Indústrias
do Rio de Janeiro, no Brasil, a gestão inadequada de resíduos é crime ambiental e
pode desvalorizar o negócio, ou até mesmo, inviabilizá-lo, e considerando que, por
um lado, a legislação ficou mais restritiva, os órgãos ambientais mais exigentes e a
sociedade mais consciente; por outro lado, o empresário vem percebendo a
importância dessas questões e passou a buscar soluções adequadas que, em
muitos casos, podem resultar em benefícios econômicos concretos para o negócio.
59
No caso da gestão de resíduos sólidos, as boas práticas revelam-se rentáveis para o
empresário, sendo que, as técnicas de redução na fonte, substituição de matéria-
prima, reutilização e reciclagem podem trazer reais benefícios econômicos, além de
evitar a exposição do negócio aos riscos dos passivos ambientais, isto é, a
desvalorização ou perda total da atividade (FIRJAN, 2006).
De acordo com o Art. 11. RESOLUÇÃO CONAMA nº 23, de 12 de dezembro
de 1996 publicada no DOU n
o
13, de 20 de janeiro de 1997, o não cumprimento ao
disposto nesta Resolução sujeitará os infratores às penalidades previstas nos artigos
14 e 15 da Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, alterada pelas Leis nº 7.804, de
18 de julho de 1989 e nº 8.028, de 12 de abril de 1990, sendo que, consta no anexo
1-A, desta Resolução, uma relação de resíduos perigosos – classe I, no qual pode
ser identificado nos itens Y8 e Y9 referente a resíduos oriundos de óleos minerais
não aproveitáveis para o uso a que estavam destinados e misturas ou emulsões
residuais de óleos/água, hidrocarbonetos/água, respectivamente (BRASIL, 1997)
Nesta mesma Resolução pode ser encontrado no anexo 1-B, na relação de
resíduos perigosos classe I de fontes não específicas, correspondente ao anexo A
da NBR-10.004/87, conforme demonstrado na tabela 3.
60
Tabela 3 – Identificação do óleo de corte como resíduo perigoso (Resolução CONAMA, nº 23,
de 12 de dezembro de 1996. ANEXO 1 – B RESÍDUOS PERIGOSOS - CLASSE I DE FONTES NÃO
ESPECÍFICAS (Anexo A da NBR-10.004/87, adaptada)
Indústria
Código do
Resíduo
Perigoso
Resíduo Perigoso
Código
de
Periculosidade
Genérica
F30
Óleo usado incluindo -
- os de uso lubrificante
(motores, engrenagens,
turbinas),
- com fluido hidráulico
(incluindo aquele usado em
transmissão),
- no trabalho com metais
(incluindo para corte,
polimento, usinagem,
estampagem, resfriamento
e cobertura) e
- óleo usado em isolação ou
na refrigeração em que seja
contaminado.
(T)
Legenda: (T) Tóxico, (I) Inflamável, (R) Reativo, (E) altamente tóxico
61
4. ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTAIS NA
UTILIZAÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
Neste capítulo são estudados os aspectos e impactos ambientais na
utilização dos fluidos de corte, apresentando os seus principais aspectos geradores
de efeitos adversos e os impactos ambientais conseqüentes do processo de
utilização de fluídos de corte, assim como, algumas possíveis medidas de prevenção
à poluição.
4.1 Aspectos e impactos ambientais na utilização dos fluidos de
corte
Segundo Tocchetto e Coutinho (2004), o aspecto ambiental é a causa da
ocorrência de possíveis modificações no meio ambiente, enquanto que, impacto
ambiental é qualquer modificação do mesmo, adversa ou benéfica, que resulte, no
todo ou em parte, das atividades, produtos ou serviços de uma organização, isto é, é
a conseqüência, é o efeito, das ações implementadas.
De acordo com Sokovic e Mijanovic (2001), o processo de fabricar um
produto, pela adição de materiais e energia às matérias-primas, inevitavelmente,
gera conflito a respeito das emissões e resíduos resultantes, sendo que, na busca
de soluções e alternativas para aperfeiçoar os processos mecânicos é essencial que
as tentativas convencionais, que visam alcançar uma eficiência máxima em
associação com condições de fabricação econômica, sejam substituídas por novos
métodos, os quais permitam alcançar o menor impacto ambiental em conjunto com
tecnologias apropriadas e condições econômicas aceitáveis.
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), até o início dos anos noventa os
impactos ambientais das práticas industriais não eram considerados um fator
significativo para a tomada de decisões técnicas em processos de fabricação,
entretanto este modo de agir mudou devido à opinião pública e severa
regulamentação governamental. Além disso, as companhias identificaram relação de
custo benefício advindo das práticas ambientalmente sadias, isto é, das boas
práticas ambientais, tais como reciclagem e reutilização de materiais.
De acordo com Teixeira (2007), devido aos aspectos toxicológicos, às
condições de manuseio e uso, os fluidos de corte possuem elevado potencial de
impacto ambiental, tais como: vazamentos durante armazenagem e transporte,
62
contaminação atmosférica etc. e, além disso, representa uma ameaça à saúde do
trabalhador, uma vez que pode causar males tais como: doenças pulmonares e
irritações na pele, sendo que, leis ambientais cada vez mais rígidas, tais como a Lei
nº 9.605 de 1998, Lei de Crimes Ambientais, exigem providências no sentido de
reduzir o impacto ambiental dos processos produtivos e apontam o potencial de
vantagens, a curto e longo prazo, que podem ser atingidos com a redução do uso
dos fluidos de corte.
A figura 5 mostra que trabalhadores, materiais, água, energia e conhecimento
representam as entradas nos processos de fabricação, cujas saídas resultantes são
os produtos, serviços e resíduos diversos, sendo que, segundo Sokovic e Mijanovic
(2001), em muitos casos os processos de fabricação não são adequadamente
limpos e produzem substâncias que poluem o ar, a água e o solo, devido à
negligência tecnológica, problemas não solucionados dos processos de fabricação e
do comportamento humano.
Erro!
Figura 6 - Processos de fabricação poluindo o meio ambiente (SOKOVIC E MIJANOVIC, 2001).
Já a figura 6 representa, o processo de retificação focando especificamente a
entrada de materiais necessários para a fabricação do produto final desejado na
saída deste processo (INET, 200O).
Ocorre que, de acordo com Sokovic e Mijanovic (2001), se por um lado se
obtém o resultado do trabalho representado pelo design do produto com todas as
suas características requeridas, tais como, qualidade, eficiência econômica e
desejável reciclabilidade, por outro lado, emissões e materiais residuais indesejáveis
Material
Energia
Água
Conhecimento
Trabalhadores
Produtos
Serviços
Resíduos
Efluentes
Resíduos Especiais
Eliminação
Processos de
Fabricação
63
também são produzidos, sendo que, suas características em termos de tipo,
quantidade e condições são influenciadas pelo processo.
Figura 7 - Diagrama de caracterização das entradas e saídas dos processos de retificação (INET,
2000; adaptada).
Na figura 6 um destaque especial para a saída da emulsão de fluido de corte
na condição de emulsão degradada e contaminada, o que ocorre, segundo Sokovic
e Mijanovic (2001), por que os fluidos de corte mudam suas características originais
durante sua utilização no processo de usinagem e ao longo da vida útil devido ao
desenvolvimento de substâncias e reações secundárias, corpos estranhos (sujeira) e
microorganismos, o que, de acordo com Silva (2002) requer controle rigoroso dos
fatores que afetam a estabilidade dos fluidos de corte.
Segundo Ignácio (1998), um tratamento inadequado dos fluidos de corte
durante o seu período de vida, além de prejudicar o desempenho de suas
propriedades, pode agravar o processo de emissões e resultar em perdas mediante
a formação de gases; espumas; névoas; neblina e precipitados; oxidação dos
fluidos; lançamento de fluidos para fora do sistema de circulação, conforme
representado na figura 7.
Partículas de metal
contaminado com pó
abrasivo
Retificação
Desengorduramento
(quando aplicável)
Metal
Água
Óleos de
máquina
Discos Abrasivos
Emulsão
Emulsão
degradada e
contaminada
Discos abrasivos
usados
Óleos de
máquina
degradados
Aditivos
Agentes
desengordurantes
Banho desengordurante
contaminado
Produto
final
Partículas de metal
contaminado com pó
abrasivo
Retificação
Desengorduramento
(quando aplicável)
Metal
Água
Óleos de
máquina
Discos Abrasivos
Emulsão
Emulsão
degradada e
contaminada
Discos abrasivos
usados
Óleos de
máquina
degradados
Aditivos
Agentes
desengordurantes
Banho desengordurante
contaminado
Produto
final
64
Figura 8 – Efeitos adversos dos fluidos de corte sobre o meio ambiente (IGNÁCIO, 1998).
A figura 7 representa as inteirações dos fluidos de corte com o meio ambiente
e as possibilidades de causar poluição do ar, água e solo, o que requer e justifica
implementação de boas práticas ambientais na utilização deste insumo na indústria
metal-mecânica.
Sobre emissões e perdas, Bell et al. (1999) desenvolveram um modelo
quantitativo que permite um entendimento do mecanismo básico pelo qual os fluidos
de corte escapam da área de corte, potencializando os riscos de contaminação tanto
ambiental quanto para a saúde ocupacional no ambiente da oficina, e que, pode ser
utilizado para estimar a quantidade de fluido sobre o chão da oficina ou para planejar
os parâmetros do processo visando a minimização da quantidade de fluido que
escapa da zona de corte.
vapores fumaças gases fumos
FLUIDOS DE CORTE
Efeitos adversos na atmosfera
efluentes sólidos e líquidos
Degradação do solo e dos recursos hídricos
vapores fumaças gases fumos
FLUIDOS DE CORTE
Efeitos adversos na atmosfera
efluentes sólidos e líquidos
Degradação do solo e dos recursos hídricos
65
4.1.1 Aspectos toxicológicos
O potencial genotóxico e os riscos de tumores associados com a exposição
aos fluidos de corte encontram-se sob debate, sendo que, tanto o aumento quanto o
decréscimo de incidências de tumores em pessoas que trabalham com fluidos de
corte são reportadas e acompanhadas com interesse pela indústria metal mecânica
(HVBG, 1996; SCHROEDER et al., 1997 apud KLEBER, FÖLLMANN,
BLASZKEWICZ, 2004).
Segundo Bartz (2001), na composição dos fluidos de corte foram identificados
os seguintes grupos de substâncias causadoras de efeitos adversos: Nitrosaminas
(N-Nitrodietanolaminas), formaldeídos, substâncias orgânicas contendo parafinas
cloradas e bifenis policlorados, substâncias orgânicas contendo fósforo,
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (benzo(a)pireno), substâncias contendo
boro, chumbo, zinco-ditiofosfatos etc., os quais foram categorizados como
substâncias problemáticas para a saúde e o meio ambiente, sendo então removidas
e /ou substituídas ao longo do tempo.
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), dentre as substâncias perigosas,
as nitrosaminas estão entre as mais tóxicas e foram identificadas como
cancerígenas. As nitrosaminas são formadas nos fluidos de corte pela reação entre
o nitrito de sódio, um inibidor de corrosão e as etanolaminas, sendo que, a névoa
formada durante a operação de retificação representa sérios riscos à saúde devido à
exposição dermatológica e respiratória. Ressalta-se que, nos EUA, o nitrito de sódio
teve seu uso industrial proibido.
Conforme Howes, Tönshoff e Heuer (1991), outras substâncias perigosas
encontradas em fluidos de corte ou produzidas durante a operação de retificação,
incluem os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e os hidrocarbonetos clorados.
De acordo com Bartz (2001), os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos
podem ser trazidos para dentro dos fluidos de corte por meio dos óleos básicos,
sendo que, o benzo(a)pireno está definitivamente classificado como gerador de
câncer em animais de laboratório. Também segundo Binghanm et al (1980 apud
NASH et al., 1996), o potencial carcinogênico dos hidrocarbonetos minerais é
creditado à presença de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos contaminantes, tais
como o benzo(a)pireno.
66
Segundo Bartz (2001), também o formaldeído é uma substância suspeita pelo
seu potencial cancerígeno e pode estar presente nos fluidos de corte como biocidas.
Já os compostos orgânicos contendo fósforo, tais como o tricresilfosfato, utilizados
como agentes antidesgaste e extrema pressão, por razões toxicológicas,
recomenda-se verificar se o referido composto é livre de O-cresol.
Segundo Goh and Gan, 1994; Zissu, 2002, apud Baynes et al. (2005),
solventes clorados e desengraxantes, tais como tricloroetileno (TCE) são
freqüentemente utilizados em operações de usinagem para remover os resíduos de
fluidos de corte da superfície do metal, sendo que há registros de dermatites
ocupacionais que podem estar associadas às inteirações solvente-óleo na pele dos
trabalhadores e, de acordo com Phoon et al., 1984; Zhu et al., 2005, apud Baynes et
al., 2005, além do já conhecido efeito cancerígeno, o tricloroetileno causa reações
de irritação da pele, necroses epidérmicas e, mais recentemente, citotoxidade
associada ao estresse oxidativo.
Ainda segundo Baynes et al. (2005), a substância Triazina (1,3,5-trietil
hexahidro-S-triazine) que é freqüentemente adicionada às formulações de fluidos de
corte como biocida/preservativo, não somente causa dermatites ocupacionais, como
também, segundo Baynes et al. (2003) é mais rapidamente absorvida através da
pele do que muitos outros aditivos. Sendo que, conforme demonstrado por Baynes
et al. (2005), a repetida exposição dérmica a solventes tais como o tricloroetileno
pode ter um significativo efeito na permeação de substâncias tais como a triazina.
De acordo com Fuchs and Kern, 1998; Boh, 1996; Nachbar and Korting, 1995;
Applegate et al., 1994; Picardo et al., 1992 Cetinkale et al., 1999; Freitas et al., 1998;
Rezazadeh and Athar, 1997; Passi et al., 1998 apud Shvedova et al. (2002),
relatórios publicados indicam fortemente que o estresse oxidativo representa um
importante papel na causa das dermatites, queimaduras, psoríases e
carcinogênesis.
Ocorre que a complexa natureza dos fluidos de corte prontamente produz
oxigênio reativo na pele resultando em danos para a integridade das proteínas,
lipídeos e ácidos nucléicos da pele, sendo que este resulta em recrutamento de
macrófagos e neutrófilos, os quais intensificam os danos e, indicando que a pele é
muito sensível ao estresse oxidativo (FUCHS et al., 1989; DARR AND FIDOVICH,
1994; SHINDO et al., 1993 apud SHVEDOVA et al., 2002).
67
Assim sendo, de acordo com Bartz (2001), os produtos toxicológica e
ecologicamente questionáveis deverão ser excluídos de utilização, sendo que, além
dos requerimentos técnicos, os aspectos de toxicologia e medicina do trabalho
exercerão continuamente uma importante influência sobre o desenvolvimento e
formulação dos fluidos de corte e os altos custos de descarte direcionarão maior
ênfase para a manutenção do fluido e o uso de produtos com vida útil mais longa e
consistente desempenho.
4.1.2 Resíduos Perigosos
Resíduos perigosos podem ser definidos como aqueles que exibem algumas
das seguintes características: inflamabilidade, corrosividade, reatividade ou toxidade
(U.S. EPA, 1986 apud HOWES, TÖNSHOFF E HEUER, 1991).
Países tais como a Austrália, os Estados Unidos, a Alemanha e o Japão
possuem leis que identificam as substâncias perigosas e um conjunto de normas e
procedimentos para seu uso e descarte (WESTERN AUSTRÁLIA WATER
AUTHORITY, 1990; U.S. EPA, 1987B et al. apud HOWES, TÖNSHOFF E HEUER,
1991), assim como, normas e procedimentos padrão, foram desenvolvidos na
Comunidade Européia e em outros países, visando à proteção de trabalhadores
contra as substâncias perigosas no local de trabalho (EUROPAEISCHEN
GEMEINSCHAFT 1980, 1988; LEITER AND FASTENAU 1990 apud HOWES,
TÖNSHOFF E HEUER, 1991).
É reconhecido que os fluidos de usinagem quando inapropriadamente
manuseados e descartados representam sérios perigos e riscos, uma vez que,
representam significativo impacto sobre o ar, o solo e água. (BRINKSMEIER, 1993
apud HANDBOOK OF MACHINING WITH GRINDING WHEELS, 2007).
Segundo Howes et al. (1991), há registros históricos que evidenciam
incidentes envolvendo substâncias perigosas e, por isso, leis e regulamentações têm
sido publicadas globalmente visando controlar os tipos e níveis de sustâncias
perigosas lançadas no meio ambiente. Países como a Austrália e Estados Unidos
têm uma legislação que responsabiliza os fabricantes de materiais perigosos, desde
a produção do insumo até a sua disposição final, conhecida por responsabilidade do
“berço à cova”, conforme fluxo demonstrado na figura 08 (GEHRING 1982,
WESTERN AUSTRALIA WATER AUTHORITY, 1990 APUD HOWES ET AL., 1991).
Além disso, em países como o Japão e a Alemanha incentivos são concedidos às
68
companhias para implementação de reciclagem e programas de minimização de
resíduos (U.S. EPA, 1987a apud HOWES et al., 1991).
Tipo de Resíduo
Agenciador do
descarte
Destinação
Impacto ambiental
REUSO
Figura 9 - “Responsabilidade do berço à cova”. Fabricantes conservam a responsabilidade pelo
resíduo desde a geração até o descarte (HOWES, 1991; adaptada).
A figura 8 representa esquematicamente o fluxo de acompanhamento do
resíduo desde a sua geração até a destinação final, o qual deve ser realizado por
transportadores licenciados que assegurem que nenhum desastre ambiental ocorra
ao longo do percurso (HOWES, TÖNSHOFF E HEUER, 1991).
Dentre os resíduos perigosos, segundo Runge e Duarte (1990), são
amplamente conhecidos os aspectos negativos dos óleos e solventes clorados, que
além de incluírem sérios riscos à saúde, por decomposição e formação de vapores
clorídricos, também têm fácil penetração no solo, onde se conservam e podem se
acumular por longos períodos, além de atingirem facilmente os lençóis freáticos
contaminando-os.
4.1.3 Emissões atmosféricas
De acordo com Dunlap (1997 apud FILHO, 2006), um estudo conduzido pela
Universidade de Harvard, para General Motors e United Auto Workers, concluiu que
existem efeitos adversos sobre a saúde dos operários os quais foram atribuídos ao
longo tempo de exposição aos fluidos de corte integrais, solúveis e sintéticos.
Efluente
líquido
Coleta
de
Resíduo
Reciclagem
Incinerador
Resíduo de
óleo
Municipalidade
Aterro
Ar
Esgoto
Rios, lagos
etc.
Planta de
usinagem
Solo
Água
Atmosfera
Resíduo sólido de
fluido de corte
69
Segundo Bell (1999), os fluidos de corte, freqüentemente, produzem névoas,
fumaças, gases, salpicos e outras partículas que são incompatíveis com o meio
ambiente fabril e representam riscos à saúde ocupacional, sendo que, segundo
Hallock et al. (1994); Greaves (1997 apud BELL, 1999), em estudos realizados na
indústria automobilística, os trabalhadores expostos aos aerossóis de óleos
integrais, óleos emulsificáveis e fluidos de corte sintéticos foram <1,0 mg/m³.
De acordo com U.S. Departament of Health and Human Services,
Occupational Exposure to Metalworking Fluids (1998 apud BELL, 1999), os
requerimentos estabelecidos na NIOSH (National Institute for Occupational Safety
and Health) para a concentração de emissões de fluidos corte no meio ambiente
industrial é de 0,5 mg/m³, para o nível de exposição permissível por pessoa.
Entretanto, segundo Bell (1999), a quantidade de fluido que escapa da zona
de corte para o ambiente fabril depende fortemente das propriedades do fluido e dos
parâmetros operacionais de usinagem, sendo essencial entender o mecanismo de
fuga das emissões, assim como, a determinação da quantidade emitida.
Figura 10 Emissões de resíduos de fluidos de corte (ALVES, 2006).
A figura 9 representa as possíveis inteirações entre o ambiente de utilização
dos fluidos de corte, o trabalhador e o impacto sobre o meio ambiente, sendo que, o
70
contato prolongado do operador se dá por meio dos respingos e salpicos, inalação
de vapores, névoas e fumaça e tem demonstrado causar problemas tais como:
dermatite, inflamações cutâneas, hiper-pigmentação, alergias, doenças respiratórias,
irritações nas mucosas do nariz, garganta e olhos, sendo que, alguns aditivos
usados na formulação dos fluidos de corte são suspeitos de serem cancerígenos (EL
BARADIE, 1996; BYRNE, 1996; ROSSMORE, 1995 apud FILHO, 2006).
Além de tudo isso, de acordo como Marano (1997 apud FILHO, 2006), as
emissões atmosféricas podem causar danos ambientais que extrapolam os limites
da fábrica, uma vez que as fugas de parte da névoa e dos vapores gerados no
ambiente de trabalho podem provocar a contaminação do ar de regiões vizinhas e,
até mesmo, ser carreados pelas águas das chuvas até o solo.
4.2 Principais impactos ambientais na utilização de fluidos de corte
Segundo Tan et al (2002), durante o processo de usinagem, o fluido de corte
é uma das principais causas de poluição ambiental, uma vez que provocam
impactos ambientais tais como emissão de gases tóxicos, resíduos sólidos e
efluentes líquidos oleosos perigosos, os quais podem poluir os recursos hídricos, o
solo e o ar.
De acordo com Howes et al. (1991), os impactos ambientais causados pelos
fluidos de corte podem ser observados em dois ambientes, sendo eles: ambiente
externo à fábrica, isto é, impacto sobre a ecologia, e no ambiente interno, isto é, na
fábrica.
Também Oliveira e Alves (2007), sugerem que ao se avaliar os impactos
gerados pela utilização dos fluidos de corte, deve-se considerar dois principais
efeitos, quais sejam: os efeitos nocivos à atmosfera, tanto interna quanto externa, e
a degradação do solo e recursos hídricos; além disso, de acordo com Kleber,
Föllmann, Blaszkewicz (2004), doenças de pele e pulmonares podem ocorrer entre
os trabalhadores expostos aos fluidos de corte.
71
Figura 11 Geração e emissão de resíduos em uma indústria metal-mecânica (OLIVEIRA E ALVES,
2007).
A figura 11 representa a geração e emissão de resíduos em uma típica
indústria metal-mecânica, tais como emissões atmosféricas, resíduos sólidos
impregnados de óleo de corte e efluentes líquidos, decorrentes do processamento
de matérias-primas, consumo de energia e de mão-de-obra.
Segundo Oliveira e Alves (2006), a elaboração de um balanço ambiental,
econômico e tecnológico do processo produtivo, no qual sejam registrados, todos as
entradas e saídas de energia, materiais, assim como, dos resíduos gerados;
possibilita o estabelecimento de controle sobre os parâmetros de cada operação e a
escolha da estratégia mais adequada para a redução de resíduos e seus impactos
ambientais.
4.2.1 Efeitos adversos à saúde e à segurança do trabalhador
Segundo Fusse (2005), os fluidos de corte usados em ambientes de
fabricação podem trazer efeitos adversos à saúde dos operadores de máquinas,
sendo que, segundo Ignácio (1998), dos materiais utilizados em processos de
usinagem, os óleos solúveis concentrados demonstram ser menos nocivos do que
os óleos puros, entretanto, ambos oferecem riscos à saúde do trabalhador
especialmente quando reagem com os mais variados materiais usinados.
72
Segundo Tan et al (2002), durante o processo de usinagem a aplicação do
fluido de corte produz três principais tipos de danos: o primeiro é que a toxidade dos
aditivos causa danos à saúde das pessoas; a segunda é que a ação de degradação
do óleo mineral e dos biocidas causa danos à pele e a terceira é aquela em que as
misturas de óleo mineral e alcalescência causam danos ao aparelho respiratório.
Os danos mais comumente relatados são problemas dermatológicos
(BENNETT, 1983; GADIAN, 1983 apud HOWES, TÖNSHOFF e HEUER, 1991), mas
efeitos respiratórios e pulmonares também são detectados, devido à exposição
prolongada aos fluidos de corte (BADEN, 1990 apud HOWES, TÖNSHOFF e
HEUER, 1991).
Trabalhadores expostos aos aerossóis dos fluidos de corte apresentaram
mais sintomas respiratórios, tais como: tosse, muco e rijeza torácica do que aqueles
submetidos a uma condição controlada (JARVHOLM et al., 1982; ROBERTSON et
al, 1988; KENNEDY et al., 1989; SPRINGE et al., 1997 apud LINNAINMAA et al.,
2003).
A exposição aos aerossóis dos fluidos de corte tem sido associada com o
aumento de ocorrências de asma, hipersensibilidade e diminuição da função
pulmonar (HENDY et al., 1985; ROBINS et al., 1997; HODGSON, 2001 apud
LINNAINMAA et al., 2003), assim como, vários estudos epidemiológicos
demonstraram estatisticamente significativo aumento em casos de câncer de
esôfago, estomago, pâncreas, laringe, colo e reto devido à prolongada exposição às
névoas dos fluidos de corte (GUNTER e SUTHERLAND, 1999).
Segundo Lonon et al. (1999 apud LINNAINMAA et al., 2003) bactérias gram-
negativas são contaminantes mais comuns nos fluidos de corte, entretanto, pequeno
número de bactérias gram-positivas e outros componentes microbiológicos
desconhecidos também têm sido detectados nos fluidos de corte usados.
A bactéria gram-negativa contém endotoxinas em sua parede celular, sendo
que as endotoxinas são liberadas das células bacterianas durante a atividade de
crescimento ou quando a célula se decompõe, sendo que grande quantidade de
endotoxinas pode causar efeitos adversos agudos e crônicos à saúde humana tais
como: febre e distúrbios respiratórios (DOUWES E HEEDERIK, 1997 apud
LINNAINMAA et al., 2003).
73
Alguns distúrbios respiratórios, tais como: a síndrome da poeira orgânica
tóxica, a asma ocupacional e a bronquite crônica; podem ser causadas ou induzidas
pela exposição às endotoxinas (JACOBS, 1989 apud LINNAINMAA et al., 2003).
De acordo com Mirer (2003 apud Kleber, Föllmann, Blaszkewicz, 2004),
recentes estudos epidemiológicos sugerem que a carcinogenicidade humana é
ainda a principal preocupação associada aos trabalhadores usuários de fluidos de
corte aquosos.
A Lei Federal nº 2.312/54, regulamentada pelo Decreto nº 49.974/61: dispõe
sobre o dever do Estado quanto à defesa e proteção da saúde do indivíduo.
4.2.2 Efeitos adversos no transporte dos fluidos de corte
Os fluidos de uso industrial podem ser perigosos durante o transporte, pelo
risco de acidente com prejuízo ao meio ambiente, sendo que, para reduzir os efeitos
de acidentes ambientais e realizar este transporte com segurança, existe legislação
que determina a capacitação da transportadora e do transportador (BIERMANN,
2006).
Esta atividade, no Brasil, está regulamentada pela Agência Nacional de
Transportes Terrestres do Ministério dos Transportes (ANTT), pela Resolução ANTT
nº 420, de 12 de fevereiro de 2004, que aprova as Instruções Complementares ao
Regulamento do Transporte Terrestre de Produtos Perigosos (BRASIL, 2004).
4.2.3 Efeitos adversos no descarte
De acordo com Chen et al. (2007), mesmo quando as opções de reciclagem
são utilizadas, os fluidos de corte têm uma vida útil finita.
Segundo Kobya et al. (2007), o principal problema é que os fluidos de corte
tornam-se contaminados com o uso, perdendo suas propriedades e efetividade,
sendo necessário realizar reposição por fluidos novos e conseqüentemente
descartar o resíduo gerado.
De acordo com Sokovic e Mijanovic, 2001; Greeley e Rajagopalan (2004
Apud Kobya et al., 2007), as quantidades de resíduo de fluido de corte geradas
pelas operações de usinagem crescem a cada ano, constituindo um sério perigo
para o meio ambiente devido ao seu alto teor de surfactantes e grande quantidade
de poluentes orgânicos, sendo que esses fluidos requerem tratamento prévio que
74
atenda aos padrões de descarte para lançamento na rede de esgoto, os quais estão
sujeitos às leis local e estadual.
Segundo a Revista Meio Ambiente Industrial (2001 apud Catai, 2004), a
poluição gerada pelo descarte de uma tonelada por dia de óleo usado para o solo ou
cursos de água, equivale ao esgoto doméstico de 40 mil habitantes e a queima
indiscriminada do óleo usado, sem tratamento prévio de desmetalização gera
emissões significativas de óxidos metálicos, além de outros gases tóxicos, como a
dioxina e óxidos de enxofre.
Conforme Belkacem et al. (1995), o tratamento para descarte dos fluidos de
corte emulsionáveis envolve uma operação para separar a fase oleosa da fase
aquosa e então cada fase é tratada separadamente, sendo que, os métodos de
tratamento podem ser por meio de processos térmicos, os quais requerem alto
consumo de energia, químicos, baseados em uma desestabilização química da
emulsão, ou físicos, por separação mecânica, com membranas de ultrafiltração.
Os resíduos sólidos, tais como os cavacos impregnados de óleo de corte
oferecem riscos durante o transporte e a armazenagem, uma vez que, segundo Filho
(2006), ocorrem armazenagem dos cavacos em depósitos a céu aberto, o que
possibilita que a água proveniente das chuvas arraste para o solo e sistemas de
água pluvial, fluvial e subterrâneo, diversos contaminantes e compostos constituintes
dos fluidos de corte que são solúveis ou emulsionáveis em água, causando sérios
danos ambientais.
4.2.4. Medidas de prevenção à poluição por fluidos de corte
De acordo com Oliveira e Alves (2007), a necessidade da indústria metal
mecânica se adequar ambientalmente em virtude das legislações vigentes e da
demanda por produtos e processos considerados “verdes”, tem feito com que muitas
empresas revejam seus processos, assim como, tem motivado a busca por
metodologias de gestão ambiental, objetivando adequar o processo de usinagem
mediante a redução dos fluidos de corte.
Além disso, segundo Kobya et al. (2007), atualmente há, também, um
considerável interesse em identificar novas tecnologias capazes de atender a
padrões de tratamento mais rigorosos para os fluidos de corte ao, ainda, inevitável
final de sua vida útil.
75
Conforme Bienkowski (1993) e Rios (2002), Runge e Duarte (1989), durante o
processo de usinagem, medidas de prevenção à poluição por fluidos de corte podem
ser adotadas mediante a implementação de um bom programa de manutenção, que
englobe o acompanhamento, controle e adoção de procedimentos periódicos e ou
diários de manutenção, tais como: a limpeza da máquina e das linhas de
alimentação do fluido e dos reservatórios; evitar a utilização de madeiras e outros
materiais orgânicos no sistema; realizar a esterilização do sistema mediante a
utilização de biocidas e se for preciso, utilizar detergentes para a remoção de
depósitos gordurosos; remover os cavacos, sistematicamente, a fim de evitar focos
de microorganismos; manter a higiene do local de trabalho etc.
Também para Dandolini (2007), o ponto principal tanto para pequenas e
médias empresas, quanto para grandes empresas do setor metal-mecânico é a
existência ou não de um plano de controle operacional a fim de evitar impactos
negativos ao ambiente, como limpeza das instalações, que é um fator importante
para que não haja descarte prematuro do fluido de corte; manutenção preventiva de
máquinas e equipamentos; medidas corretivas com relação aos poluentes que estão
sendo gerados e a educação ambiental dos funcionários que precisam saber o
porque que certos procedimentos devem ser modificados.
De um modo geral, as empresas já perceberam a importância de considerar
os aspectos ecológicos na sua cadeia produtiva, sendo que, a empresa que não
conseguir adequar seu sistema produtivo às exigências ambientais internacionais
estará com seu mercado reduzido em um futuro bem próximo (TEIXEIRA, 2007).
Este assunto será abordado, neste estudo, com maior foco, no capítulo 4 que
trata das boas práticas ambientais na utilização de fluidos de corte.
76
5. BOAS PRÁTICAS AMBIENTAIS NA
UTILIZAÇÃO DOS FLUIDOS DE CORTE
Os próximos itens apresentam conceitos sobre gestão ambiental e
informações sobre boas práticas que podem ser adotadas visando um
gerenciamento ambientalmente melhor para o uso dos fluidos de corte em
operações de usinagem de metais.
Segundo Greeley e Rajagopalan (2004), para combater a elevação dos
custos e os encargos ambientais, as companhias têm focado na melhoria do
gerenciamento dos fluidos de corte, enfatizando a racionalização do uso do produto,
controle do processo e reciclagem.
5.1 Gestão ambiental
Gestão ambiental, do ponto de vista empresarial, é a gestão cujo objetivo é
conseguir que os efeitos ambientais não ultrapassem a capacidade de carga do
meio onde se encontra a organização, ou seja, obter-se um desenvolvimento
sustentável (REIS, 2005).
Para Cajazeira (2004), com a evolução dos eventos em torno do
desenvolvimento sustentável, as empresas, de um modo geral, e principalmente
aquelas com maior potencial de degradação ambiental, passam a lidar com uma
diversidade de partes interessadas, a legislação ambiental cresce em quantidade e
complexidade, assim como, surgem consumidores que levam em conta as
características ambientais para selecionar produtos e serviços, investidores
começam a se preocupar com os passivos ambientais e cuidar do meio ambiente
melhora a reputação das empresas e favorece o seu desempenho financeiro e
mercadológico.
Além disso, de acordo com Tocchetto (2006), a introdução da variável
ambiental no sistema de gestão de empresas de alto impacto ambiental torna-as
mais eco eficientes, proporcionando vantagens, tais como o aumento de rendimento
das matérias-primas, a redução da geração de resíduos perigosos, a diminuição dos
custos de produção e do tratamento e disposição, além de ganhos consideráveis
para a saúde dos trabalhadores, meio ambiente e da população.
Assim, de acordo com Dairot (2001), na busca pela qualidade de produtos,
processos e serviços e ao atendimento às pressões exercidas pelos diversos
77
agentes interessados, surge, nas empresas, uma nova dimensão que é a qualidade
ambiental; dimensão esta que requer mudança de cultura e de procedimentos das
organizações que se reflita na minimização ou eliminação dos impactos ambientais
negativos causados por suas atividades produtivas, mediante melhoria do
desempenho ambiental de seus produtos, processos e serviços, sendo que, as
decisões e ações empresariais precisam integrar a busca da qualidade ambiental às
atividades de rotina da empresa, passando a tratar as questões ambientais por meio
de um sistema organizado, isto é, um Sistema de Gestão Ambiental (SGA).
Um Sistema de Gestão Ambiental (SGA) é um sistema que identifica
oportunidades de melhoria para redução de impactos ambientais gerados dentro da
Empresa e para funcionar adequadamente o sistema exige o comprometimento da
Empresa com o meio ambiente e a elaboração de planos, programas e
procedimentos específicos (CNTL, 2003).
Segundo Oliveira (2007), um SGA deve ter três pilares de sustentação, sendo
eles a prevenção da poluição, atendimento da legislação ambiental vigente e
melhoria contínua do Sistema.
De acordo com o CNTL (2003), a elaboração de planos, programas e
procedimentos específicos requer a homogeneização de conceitos, ordenação de
atividades e criação de padrões e procedimentos que sejam reconhecidos pelos
diferentes agentes que estejam envolvidos com alguma atividade produtiva que gere
impacto ambiental, isto é, um sistema de gestão ambiental requer uma norma
ambiental.
5.2 Normas da gestão ambiental
Conforme Reis (2005), o processo de gestão ambiental está profundamente
vinculado a normas legais que são elaboradas pelas instituições públicas
(prefeituras, governos estaduais e federal) sobre o meio ambiente e que fixam os
limites aceitáveis de emissão de substâncias poluentes, definem em que condições
serão descartados os resíduos, proíbem a utilização de substâncias tóxicas, definem
a quantidade de água que pode ser utilizada e o volume de esgoto que pode ser
lançado.
Já as normas da gestão ambiental surgiram para tentar estabelecer um
conjunto de procedimentos e requisitos que relacionam o meio ambiente com os
projetos, desenvolvimento, planejamento, fornecedores, produção e serviços pós-
78
venda das empresas, podendo ser aplicadas em qualquer atividade econômica,
fabril ou prestadora de serviço, especialmente naquelas cujo funcionamento ofereça
risco ou gere efeitos danosos ao meio ambiente (CNTL, 2003).
As normas ISO são normas ou padrões desenvolvidos pela Internacional
Organization for Standartization (ISO), organismo internacional não governamental
com sede em Genebra e que no Brasil tem como única representante a ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas), sendo que, as normas ISO 14000 são
uma família de normas que buscam estabelecer ferramentas e sistemas para a
administração ambiental de uma organização, objetivando a padronização de
algumas ferramentas-chave de análise, tais como a auditoria ambiental e a análise
do ciclo de vida e que têm como eixo central a norma ISO 14001, que estabelece os
requisitos necessários para a implantação de um Sistema de Gestão Ambiental
(SGA) (REIS, 2005)
Segundo Cajazeira (2004), a série de normas ISO 14000 buscou o
alinhamento com a série de normas sobre Qualidade, a série ISO 9000, explicitando
assim a necessidade de integração entre os conceitos de qualidade e de meio
ambiente, sendo que, a certificação pela ISO 14001:2004 é uma validação
reconhecida das conformidades de uma organização de seu Sistema de Gestão
Ambiental (SGA) em relação aos padrões dessa norma, por uma empresa
certificadora independente e a auditoria de certificação tem como objetivo verificar se
o SGA da organização está conforme os padrões da ISO 14001:2004.
A versão brasileira da norma ISO 14001:2004 é a NBR ISO 14001: 2004,
sendo que, tanto as versões internacionais quanto a brasileira tiveram suas
primeiras versões em 1996, ambas passaram por uma atualização em 2001 e
tiveram uma nova versão em 2004, sendo que, entre os benefícios para a empresa
certificada está a satisfação de necessidades contratuais principalmente para
exportação; expansão de mercados e da base de clientes; maior competitividade;
melhoria da imagem principalmente para clientes, fiscalização, funcionários,
investidores e para as comunidades envolvidas com a empresa (BISPO, 2006).
Importante observar que, segundo Oliveira (2007), um Sistema de Gestão
Ambiental não necessita obrigatoriamente seguir a recomendação da norma
ambiental ISO 14001, isto é, um SGA pode ter sua estruturação diferenciada
daquela determinada na norma ISO 14001.
79
Em estudos realizados por Dandolini (2007), ficou constatada uma relação de
que quanto maior a empresa quer por motivos legais ou filosofia de trabalho da
planta matriz, maior o grau de preocupação ambiental, enquanto pequenas e médias
empresas ainda não se importam devidamente com os resíduos provenientes do
setor produtivo e na melhoria contínua de sistemas de gestão ambiental, sendo que,
a principal diferença entre essas empresas, além da filosofia de conscientização
ambiental, é o investimento que se tem nas grandes empresas objetivando
pesquisas e experimentações de novas tecnologias, as quais obtêm produtos menos
agressivos ao ambiente.
5.3 Metodologias de gestão ambiental
De acordo com Reis (2005), um dos aspectos mais relevantes da gestão
ambiental empresarial é a gradativa compreensão de que a adoção de medidas que
visam a uma maior eficiência na prevenção da contaminação é vantajosa não só do
ponto de vista de se evitarem problemas ambientais, mas também porque resultam
em aumento da competitividade.
Segundo Tocchetto (2004), metodologias tais como: Waste Minimization
(Minimização de Resíduos ou simplesmente Minimização), Best Available
Techniques “– BAT, (Melhores Técnicas Disponíveis), Descarte Zero, Produção
Limpa, Produção Mais Limpa e Tecnologias Limpas”; que permitem a introdução de
estratégias preventivas de reuso, de recuperação e de redução, possibilitam a
prevenção do impacto ambiental do processo, reduzindo a geração de resíduos e
racionalizando o consumo de recursos naturais, uma vez que, à medida que a
prevenção vai sendo priorizada no processo, a reciclagem externa vai diminuindo ou
sendo eliminada, permitindo ainda, a introdução do conceito de ciclo de vida no
sistema de produção, oferecendo uma resposta efetiva para atingir a
sustentabilidade.
80
5.4 Produção mais Limpa (P+L)
De acordo com o Relatório sobre Produção mais Limpa e Consumo
Sustentável na América Latina e Caribe (São Paulo, 2004) a definição para
Produção Mais Limpa é aquela adotada pelo PNUMA, conforme segue:
O conceito de Produção Mais Limpa (P+L) foi definido pelo PNUMA, no início
da década de 1990, como sendo a aplicação contínua de uma estratégia ambiental
preventiva integrada aos processos, produtos e serviços para aumentar a eco-
eficiência e reduzir os riscos ao homem e ao meio ambiente. Aplica-se a:
Processos produtivos: inclui conservação de recursos naturais e energia,
eliminação de matérias-primas tóxicas e redução da quantidade e da toxicidade dos
resíduos e emissões;
Produtos: envolve a redução dos impactos negativos ao longo do ciclo de vida
de um produto, desde a extração de matérias-primas até a sua disposição final, e
Serviços: estratégia para incorporação de considerações ambientais no
planejamento e entrega dos serviços.
O Centro Nacional de Tecnologias Limpas (SENAI-RS, 2003) adota a
seguinte definição:
Produção mais Limpa é a aplicação de uma estratégia técnica, econômica e
ambiental integrada aos processos e produtos, a fim de aumentar a eficiência no uso
de matérias-primas, água e energia, por meio da não geração, minimização ou
reciclagem dos resíduos e emissões geradas, com benefícios ambientais,
econômicos e de saúde ocupacional.
A figura 12 representa a evolução das empresas rumo à Produção mais
Limpa, segundo as argumentações do Centro Nacional de Tecnologias Limpas
(2006), ressaltando as diferenças de atuação entre a abordagem das ações de fim-
de-tubo e aquela apresentada pela Produção mais Limpa, destacando que enquanto
a primeira dedica-se à solução do problema sem questioná-lo, a segunda realiza um
estudo direcionado para as causas da geração do resíduo e o entendimento das
mesmas, priorizando a ações de Produção mais Limpa tanto aquelas focadas no
processo, tais como reciclagem interna; boas práticas operacionais e substituição
de.matérias-primas, como aquelas que visam o ciclo de vida do produto tais como a
modificação tecnológica e modificações no produto
81
Figura 12: Evolução das empresas rumo à Produção mais Limpa (CNTL, 2006).
De acordo com o CNTL (2003), a metodologia de gestão ambiental P+L,
quando devidamente implementada, privilegia as soluções voltadas para a
prevenção e minimização, uma vez que, sugere que as empresas atuem na fonte
geradora, buscando alternativas para o desenvolvimento de um processo eco-
eficiente, resultando na não geração dos resíduos, redução ou reciclagem interna e
externa, além disso, esta contribui de forma efetiva para a solução do problema
ambiental, e, apesar de ser mais complexa, uma vez que exige mudança no
processo produtivo e/ou a implementação de novas tecnologias, permite uma
redução permanente dos custos gerais, incorporando os ganhos ambientais,
econômicos e de saúde ocupacional.
Conforme Reis (2005), há um diferencial significativo, em termos de
competitividade, na implementação de uma tecnologia de final do processo produtivo
ou de prevenção da contaminação, uma vez que a tecnologia que recorre à
diminuição da contaminação no final do processo produtivo, retendo os resíduos,
implica em uma perda de competitividade, enquanto que a prevenção da
contaminação ao longo do processo produtivo aumenta a competitividade.
A figura 13 mostra os três níveis e as principais estratégias para minimização
de resíduos com vistas à identificação de oportunidades de Produção mais Limpa,
sendo que é importante que as medidas sejam focadas no nível 1 e somente após
82
esgotadas as medidas neste nível é que os níveis 2 e 3 devem ser trabalhados, uma
vez que os custos crescem nesta ordem (CNTL, 2003)
Figura 13 – Identificação de oportunidades de PmaisL. (CNTL, 2003)
A identificação de oportunidades de minimização de resíduos requer, antes de
tudo, entendimento do processo e envolvimento das pessoas que detêm o
conhecimento das diferentes etapas do sistema produtivo (ROCCA ET AL., 1993).
De acordo com o Centro Nacional de Tecnologia Limpa (2006), os caminhos
que direcionam o processo de usinagem à PmaisL são basicamente dois: aumento
da vida dos fluidos de usinagem e introdução de novas tecnologias, isto é, aquelas
que não utilizam ou utilizam pouco fluido, sendo que, o aumento da vida útil dos
fluidos é a medida mais eficaz para reduzir a geração de resíduos.
Assim, aplicando-se o conceito da PmaisL ao gerenciamento dos fluidos de
corte, segundo Oliveira e Alves (2007), um exemplo de redução no fonte por meio de
modificação no produto é a otimização no projeto da peça buscando-se trabalhar
com peças com dimensões mais próximas possíveis ao do trabalho acabado, uma
vez que assim, gerar-se-á uma quantidade menor de cavacos ao final do processo.
Já para a redução na fonte por modificação no processo existem três
possibilidades, quais sejam: boas práticas operacionais (procedimentos preventivos
na seleção, durante a utilização, durante a recuperação, tratamento e descarte final);
83
substituição de matérias-primas (pode-se buscar substituir fluidos de base mineral
por fluidos de base vegetal; substituir constituintes agressivos à saúde e segurança
ocupacional etc.) e por modificação tecnológica (existem técnicas que minimizam ou
até mesmo eliminam o uso de fluidos de corte tais como: mínima quantidade de
lubrificante, usinagem a seco, usinagem a laser e usinagem de precisão) (CNTL,
2006; OLIVEIRA E ALVES, 2007).
Segundo Oliveira e Alves (2007), uma vez esgotadas as alternativas de
reduzir os resíduos na fonte, aplica-se à reciclagem interna por meio de sistemas de
tratamento e reciclagem capazes de remover os contaminantes e reajustar a
concentração do fluido antes do seu retorno à máquina.
Ao final da vida útil, quando não for viável a reciclagem, no caso dos fluidos
integrais, podem ser enviados para rerrefino, adotando-se assim a estratégia do
reuso de resíduos e emissões por meio da reciclagem externa (Runge e Duarte,
1990).
5.5 Boas práticas ambientais, indicadores de desempenho e
benchmarking ambiental.
Segundo Lavorato (2004), “independente do modelo de gestão adotado, é
imperativo a aferição dos resultados, pois de outra forma perde-se a garantia de
comprovação da eficiência do modelo”, sendo que, mediante este requisito, os
modelos de gestão sugerem a adoção de indicadores de desempenho como forma
de aferição e análise para tomadas de decisão e ajustes que se fizerem necessários.
Indicadores de desempenho são entendidos como expressões quantitativas
ou qualitativas que fornecem informações sobre determinadas variáveis e suas inter-
relações, ou seja, informações indispensáveis para processos de melhoria contínua
nas empresas (LAVORATO, 2004).
Lavorato (2004), defende a idéia do Benchmarking entre empresas de setores
correlatos e define: “Benchmarking trata-se de uma ferramenta que serve para
descobrir, analisar, comparar, aprender com empresas líderes em seus segmentos,
métodos e processos competitivos, e assim adaptar este novo conhecimento nos
próprios processos para aumentar a competitividade de seu negócio”.
84
5.6 Boas práticas ambientais no gerenciamento dos fluidos de
corte
Atualmente, segundo Simon (1999 apud Fusse, 2001), confirmando a
tendência de preocupação com o meio ambiente na utilização de fluidos de corte,
constata-se ênfase dada à tecnologia ambiental no que diz respeito às máquinas-
ferramenta, buscando-se um processo de usinagem menos agressivo ao meio
ambiente, tais como: tecnologias relacionadas com a usinagem a seco, usinagem
com mínima quantidade de fluido de corte, usinagem com ar resfriado etc., assim
como, novos métodos para manuseio e tratamento dos cavacos que facilitam o
descarte, recuperam o fluido de corte e reduzem a necessidade de espaço e a
influência do calor na máquina e na peça usinada.
De acordo com Sheng e Srinivasan (1995), em operações de usinagem, as
inteirações entre os aspectos térmicos, mecânicos e químicos do processo na
geração dos resíduos são complexas, entretanto, devido às severas
regulamentações ambientais, assim como a crescente preferência dos consumidores
por produtos “verdes”, os fabricantes têm buscado meios pro ativos de redução tanto
da quantidade quanto do impacto gerado pelos resíduos, mediante a melhoria dos
projetos, processos e gerenciamento.
Segundo Teixeira Filho (2006), os custos relativos aos fluidos de corte, tais
como àqueles decorrentes da aquisição, armazenamento, manutenção e descarte;
assim como os perigos à saúde ocupacional e a pressão de legislações cada vez
mais severas com os descartes industriais, têm obrigado as empresas a se
aprofundarem nas questões de compatibilidade ambiental de suas produções.
De acordo com o Centro Nacional de Tecnologia Limpa cada tipo de fluido é
recomendado para determinada operação, sendo esta competência exclusiva do
fabricante, que orienta a correta diluição que cada fluido deve seguir, bem como a
utilização correta de aditivos e de biocidas. Os riscos e efeitos adversos podem ser
geralmente evitados, seguindo-se as precauções e procedimentos resumidos nas
Fichas de Informações de Segurança dos Produtos (FISPQ).
85
Figura 14 – Cadeia produtiva dos fluídos de corte, desde a sua elaboração até o seu descarte, e sua
interação com o meio ambiente. (Runge e Duarte,1990).
A figura 14 representa, a cadeia produtiva dos fluidos de corte desde a sua
elaboração até o seu descarte final e a sua inteiração com o meio ambiente,
considerando que em um processo de usinagem, os fluidos de corte são uma parte
integrante dos processos de fabricação de peças mediante a remoção de cavacos,
dentro do sistema que compreende a máquina operatriz, as ferramentas de corte, as
peças em produção e o fluido de corte, as inteirações com meio ambiente resultam
em efeitos adversos por motivos tais como: o óleo integral não é biodegradável, as
86
emulsões e fluidos sintéticos possuem uma gama diversificada de produtos químicos
em sua composição que requer tratamento e que, se lançados nos recursos hídricos
ou no solo, podem provocar danos ao ecossistema e à população, pode haver
comprometimento do ar em decorrência dos aerossóis e dos vapores gerados pelo
contato com superfícies quentes das peças e ferramentas empregadas. (RUNGE e
DUARTE, 1990).
Nos próximos itens deste capítulo serão abordadas algumas boas práticas
operacionais que podem resultar em um bom gerenciamento ambiental dos fluidos
de corte.
5.6.1 Selecionar com visão ambiental
De acordo com Tan et al (2002), selecionar fluido de corte visando o
gerenciamento ambiental é um problema complexo devido à multiplicidade de
objetivos envolvidos na tomada de decisão.
Com as crescentes exigências e regulamentações governamentais,
certificações ambientais, consumidores focados em produtos verdes e preocupação
a respeito da exposição dos trabalhadores aos fluidos de corte, os fabricantes
devem considerar uma ampla variedade de novas características para tomar suas
decisões e escolhas dos fluidos adequados (EPPERT J. J., GUNTER K. L.,
SUTHERLAND, J.W., 2001).
Segundo El Baradie (1997), há uma grande variedade de fluidos de corte e de
métodos de aplicação disponíveis para aplicação industrial, entretanto, justificativas
econômicas e de seleção não são tão racionais quanto poderiam ser.
Conforme Axinte D., Axinte M. e Tannock J.D.T. (2003), os fluidos de corte
para processos de usinagem devem ser selecionados objetivando a diminuição dos
custos com as ferramentas, ao mesmo tempo em que consegue alta qualidade da
superfície usinada e diminui os impactos ambientais, sendo que, é uma difícil tarefa
identificar o melhor fluido de corte, especialmente quando vários e diferentes
métodos de usinagem são empregados na mesma máquina-ferramenta.
Segundo Silva, Bianchi e Aguiar (2001), para uma seleção correta de um
fluido de corte é necessário definir os parâmetros prioritários para a operação de
usinagem que será desenvolvida e que está associada a uma série de fatores inter-
relacionados, tais como: aspectos econômicos, tipo de máquina operatriz, custos
relacionados aos procedimentos de descarte (aspecto ambiental), tipo de sistema de
87
circulação de fluido de corte, segurança e saúde ocupacional, contaminação do
fluido, meios de controle, método de aplicação do fluido, severidade da operação,
tipos de operação, materiais usinados, compatibilidade do metal com o fluido,
diminuição das energias de retificação etc.
De acordo com Eppert J. J., Gunter K. L., Sutherland, J.W. (2001), o esquema
tradicional de seleção de fluidos de corte não reconhece a complexidade associada
aos conceitos ambientais, de saúde e segurança ocupacional e o papel das
propriedades termofísicas que influenciam na performance do processo.
Conforme Chen et al (2007), considerando que o custo com o descarte dos
fluidos de corte pode se tornar maior do que o seu custo de compra, a tratabilidade
do fluido de corte esgotado está se tornando, cada vez mais, o principal critério de
seleção deste insumo.
Segundo Eppert J. J., Gunter K. L., Sutherland, J.W. (2001), recentes
discussões na indústria automobilística indicam que, atualmente, as decisões de
seleção dos fluidos de corte têm sido freqüentemente baseadas na facilidade com
que poderão ser tratados, tanto quanto nos benefícios esperados para o processo,
assim, além dos padrões técnicos, tais como a capacidade de refrigeração e de
redução da tensão superficial, os quais estão ligados à performance do processo, os
fabricantes devem prevenir-se com novas métricas relacionadas às considerações
ambientais e de saúde e segurança ocupacional, tais como: toxidade, flamabilidade
e tratabilidade.
Com este intento, Eppert J. J., Gunter K. L., Sutherland, J.W. (2001),
desenvolveram um modelo, baseado em um método estatístico, onde sugerem que
os fluidos de corte sejam categorizados em grupos de análise (Clusters analysis), os
quais maximizam as similaridades dos fluidos sem grupo, assim como, maximizam
as diferenças entre os fluidos de mesmos grupos, permitindo que a seleção seja
realizada de acordo com os atributos desejados, tanto aqueles que visam a
performance do processo: densidade, viscosidade, tensão superficial etc., como
podem ser estendidos para os parâmetros ambientais e de saúde e segurança
ocupacional, tais como: de toxidade, flamabilidade e tratabilidade.
Também Tan et al (2002), apresentam um modelo para seleção ótima de
fluido de corte visando o gerenciamento ambiental, no qual consideram três objetivos
como fatores críticos para a seleção, sendo eles: a qualidade, o custo e o impacto
ambiental, quando no modelo tradicional de seleção considera-se apenas a
88
qualidade e o custo. Segundo esses autores, a fórmula proposta pelo modelo prevê
maximizar a qualidade, minimizar os impactos ambientais e minimizar os custos.
5.6.2 Reduzir na fonte o consumo dos fluidos de corte
Segundo Jarrard (1993), Hydrick (1994), Lukas (1994), devido às severas
regulamentações ambientais, limites cada vez mais restritos para descarte na rede
de esgoto, elevação dos custos dos fluidos de corte, somados aos conceitos de
responsabilidade ambiental e aumento do custo com a disposição final; as
vantagens econômicas associadas com o prolongamento da vida útil dos fluidos de
corte tornaram-se aparente e o gerenciamento dos fluidos de corte tornou-se uma
alternativa atrativa para a prevenção da poluição.
Também segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), as regulamentações
ambientais e o crescimento da demanda pela engenharia de alta performance levou
ao desenvolvimento do conceito de gerenciamento dos fluidos de corte, o qual
refere-se a um gerenciamento integrado, em todos os estágios de produção aos
quais os fluidos de corte estão relacionados.
Segundo Bienkowski (1993), Jarrard (1993), Koelsch (1994), um programa
efetivo de prevenção à poluição pode manter o fluido limpo por mais tempo,
prolongando sua vida útil, reduzindo o resíduo gerado, reduzindo as obrigações
ambientais devido à redução do resíduo gerado e redução do descarte externo.
Além disso, os autores acrescentam, ainda, fatores tais como: é mais fácil estar em
conformidade com as regulamentações ambientais; as máquinas ficam limpas,
requerendo menos manutenção e reparos e prolongando a vida útil das ferramentas
de corte; promove um ambiente e trabalho mais saudável e seguro para o operador
da máquina.
Segundo Runge e Duarte (1990), o aumento da vida útil do fluido de corte
resultam em redução de custo, tanto de recompra do insumo quanto de descarte do
fluido de corte usado.
De acordo com Silliman (1992), pelo menos três oportunidades podem ser
consideradas para a implementação de um programa de gerenciamento dos fluidos
de corte, tais como: desenho apropriado na fase de construtiva da máquina-
ferramenta poderá evitar perdas na utilização; minimizar o resíduo gerado mediante
instalação de um sistema de filtração e reciclagem e finalmente, depois das ações
mencionadas, mesmo havendo redução drástica da quantidade de resíduo gerada,
89
ainda assim, o resíduo resultante deverá ser devidamente tratado e descartado de
maneira eficiente e de acordo com a legislação aplicável.
Os próximos itens apresentam ações de boas práticas de fabricação que
poderão resultar em efetiva redução do consumo do fluido de corte na fonte,
tornando-se, conseqüentemente, atitudes de boas práticas ambientais na utilização
dos fluidos de corte em operações de usinagem.
5.6.2.1 Monitoramento, manutenção e prolongamento da vida útil.
Segundo Lukas (1994), o monitoramento e a manutenção da qualidade do
fluido são elementos cruciais para o sucesso de um programa de redução do
consumo de fluidos de corte na fonte, sendo que, importantes aspectos do
monitoramento incluem passos tais como: inspeções do sistema, medidas e ajustes
periódicos dos parâmetros tais como a concentração, o pH e o crescimento
microbiológico, assim como, correção apropriada de biocidas, remoção de óleo
contaminante e dos cavacos.
5.6.2.1.1 Estocagem
Segundo Silliman (1992), o controle de qualidade dos fluidos de corte começa
com boas condições de estocagem, sendo a temperatura um parâmetro que deve
ser observado e as temperaturas extremas devem ser evitadas. Além disso, os
fluidos de corte solúveis em água requerem mais cuidados na estocagem do que os
óleos integrais, uma vez que, devido à complexidade da composição química dos
fluidos emulsificáveis, estes são mais propensos às mudanças físicas resultantes de
temperaturas muito altas muito baixas de estocagem.
5.6.2.1.2 Preparação do fluido de corte
De acordo com El Baradie (1996), os óleos solúveis formam uma emulsão de
gotículas, sendo a água a fase contínua na emulsão óleo em água. A emulsão
somente é estável se alguns cuidados forem tomados e o óleo for adicionado à água
com constante agitação, sendo que, a água nunca deverá ser adicionada ao óleo,
uma vez que poderá resultar na formação de uma emulsão invertida, isto e, água
dispersa em óleo. Além disso, El Baradie (1996) recomenda que a água, o óleo e os
tanques de diluição utilizados sejam limpos e de qualidade apropriada.
90
Segundo Runge e Duarte (1990), a preparação de fluidos de corte solúveis
em água requer unidades compactas para o preparo e manutenção e podem
consistir de itens tais como: aparelhos dosadores de fluido de corte concentrado;
aparelhos para a compensação de propriedades tais como pH e concentração;
misturadores para o preparo de emulsões homogêneas; unidade para o preparo da
água (deionização); tanques para emulsão nova, para o abastecimento das
máquinas; tanque para emulsões sujas, com filtragem e agitação; separadores com
bomba para a separação de óleo contaminante e impurezas sólidas; central elétrica
com todos os comandos e controles necessários para a operação da unidade.
Hidal et al. (2004), propõem para fins de preparação e reposição de novas
emulsões e como atitude de boa prática ambiental, o reuso da água permeada
resultante de um processo de tratamento que utiliza a ultrafiltração e a nanofiltração,
o que possibilita economizar água e reduzir o resíduo a ser descartado.
5.6.2.1.3 Concentração do fluido de corte
Segundo Silva, Bianchi e Oliveira (2005), a concentração dos fluidos de corte
solúveis varia conforme o tipo de produto em uso e suas aplicações específicas,
sendo que, o limite inferior não deve ser ultrapassado, uma vez que, este limite se
refere à mínima concentração de utilização do fluido em condições que mantenham
suas propriedades lubrificantes e anticorrosivas de projeto.
De acordo com Rossmoore (1995), Runge e Duarte (1990) a alteração da
concentração devido às perdas do processo e evaporação da água deve ser
corrigida, sendo que, o monitoramento pode ser realizado por meio da determinação
da concentração utilizando-se métodos tais como: refratometria, titulação, quebra
ácida, entre outros.
5.6.2.1.4 Controle do pH, acidez e alcalinidade
Segundo el Baradie (1996), a concentração do íon hidrogênio, a qual é
usualmente expressa como um valor de pH é a medida da acidez ou da alcalinidade
de uma solução, sendo que o pH 0 representa extrema acidez; pH 7 representa
neutralidade e pH 14 representa extrema alcalinidade.
De acordo com Silva et al (2002), o valor do pH é um forte indicativo do nível
de ataque bacteriano presente na emulsão e da queda das propriedades
anticorrosivas da mesma, uma vez que a acidulação gradual da emulsão ocorre,
91
principalmente, devido à geração, pelas bactérias, de subprodutos ácidos
provenientes do metabolismo de seus nutrientes.
Segundo el Baradie (1996), estudos indicam que as bactérias raramente se
desenvolvem em pH acima de 8,8 e, de acordo com Runge e Duarte (1990), a faixa
de pH entre 6 e 8 é favorável ao crescimento das bactérias.
Conforme El Baradie (1996), se o pH cai abaixo de 8,5 a probabilidade de
ataque corrosivo aumenta e, além disso, o crescimento microbiológico provoca
odores desagradáveis e causa quebra da emulsão.
Runge e Duarte (1990) recomendam que o pH das emulsões seja controlado
diariamente e mantido entre 9 e 10,5, sendo que, segundo El Baradie (1996)
estudos indicam que o pH ideal situa-se na faixa de 9 a 9,3, mas que, entretanto, em
climas quentes uma faixa mais alta é adotada por que o crescimento de bactérias é
favorecido pelo calor.
Sendo assim, Runge e Duarte (1990) indicam os seguintes critérios quanto ao
controle do pH das emulsões/soluções:
pH > 8,7 => A emulsão está satisfatória para continuar em uso e deve-se
apenas adicionar pequenas quantidades de biocidas para a manutenção preventiva.
pH entre 7,8 e 8,7 => Deve-se adicionar biocidas em quantidades suficientes
para o controle das bactérias e outros materiais para corrigir a emulsão.
pH < 7,8 => Trocar a emulsão.
5.6.2.1.5 Controle Microbiológico e a utilização de biocidas
De acordo com Rossmoore (1990) o grande conteúdo de água presente nos
fluidos emulsificáveis é o principal fator que contribui para a biodegradação, sendo
que, os agentes químicos antimicrobiológicos tornaram-se parte integrante dos
fluidos de corte desde as primeiras notícias sobre a atividade microbiológica.
Conforme Rossmoore e Rossmoore (1995), a demanda por biocidas eficazes
são significantes e em geral espera-se que apresente compatibilidade com todos os
tipos de fluidos, tempo de vida útil maior do que a taxa de reposição e que sejam
efetivos contra todo tipo de microorganismos associados com a deterioração,
somando-se ainda, fatores importantes tais como: ser aprovados por agências
reguladoras, assim como, pelos comitês de saúde e segurança ocupacional e com
tudo isso, contribuindo minimamente para o custo da operação de usinagem.
92
Também Runge e Duarte (1990) citam que a quantidade de biocida a ser
adicionada encontra limitações tais como: custo, estabilidade do fluido concentrado
e os efeitos da concentração excessiva sobre a saúde ocupacional, fatores estes,
que indicam que as emulsões em uso devem receber adições controladas e
compatíveis de biocidas.
Rossmoore e Rossmoore (1995) realçam que uma avaliação econômica
incorreta na compra do biocida ou na decisão de reposição poderá acarretar em uma
seqüência de eventos tais como: o crescimento microbiológico causará queda de
eficiência e o fluido poderá vir a ser descartado, implicando em custos de reposição
e disposição; limpeza e recarga do sistema, perda de produtividade, além de
provocar odores desagradáveis, doenças ocupacionais e corrosão das máquinas-
ferramentas, sendo que, esta lista é mais do que suficiente para que se dê
cuidadosa atenção para as determinadas considerações econômicas na seleção dos
biocidas e no controle da biodegradação dos fluidos de corte.
Assim, segundo Runge e Duarte (1990), a adição dos biocidas no início do
uso do fluido de corte é o momento ideal, sendo que, a reposição deve ocorrer
periodicamente, objetivando as menores variações possíveis do pH e da contagem
de microorganismos, uma vez que, este procedimento evitará a necessidade de
adicionar materiais para elevar o pH e para reforçar as propriedades anticorrosivas.
Conforme Runge e Duarte (1990), é conveniente seguir as recomendações do
fabricante do fluido de corte quanto ao tipo mais indicado de biocida e, além disso, é
importante observar que os biocidas devem ser adicionados sempre nas
quantidades requeridas, uma vez que, tratamentos incorretos, em níveis inferiores,
resultam no aparecimento de cepas resistentes aos biocidas e excessivos, podem
causar problemas de pele nos operadores das máquinas operatrizes.
Rossmoore e Rossmoore (1995) realçam, por fim, que o impacto ambiental
pode ser reduzido pela degradação (bioremediação) do fluido de corte, usado e
esgotado, pelos mesmos microorganismos que causaram a degradação inicial.
5.6.3 Reusar os fluidos de corte (Reciclagem interna)
De acordo com El Baradie (1996), um sistema de clarificação dos fluidos de
corte é uma parte essencial de boas práticas em processos de usinagem, sendo
que, em plantas modernas, os equipamentos de clarificação são altamente
93
desenvolvidos podendo ser instalados, tanto individualmente quanto em unidades
centrais de suprimento.
Para El Baradie (1996), o termo clarificação abarca uma variedade de
técnicas desde a filtração ortodoxa até a separação magnética ou por centrifugação,
sendo que, algumas vezes, utiliza-se uma combinação de técnicas.
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), os sistemas de purificação de
fluidos de corte separam os contaminantes líquidos e sólidos e podem ser baseados
em processos de separação mecânica, tais como: sedimentação, flotação, filtração,
centrifugação e separação magnética, sendo que, segundo Runge & Duarte (1990),
a decantação e a filtração são os processos mais utilizados na reciclagem de fluidos.
De acordo com El Baradie (1996), a seleção do equipamento e do processo
dependerá da análise de vários fatores, tais como: tipo e volume de fluido de corte,
proporção de contaminantes presentes e serão escolhidos de acordo com a
classificação do contaminante que será removido, sendo que, segundo Runge e
Duarte (1990), os sistemas de purificação dos fluidos de corte podem ser individuais
ou centralizados e têm os seguintes objetivos:
Reduzir a mão-de-obra com limpeza dos reservatórios;
Maior controle e possibilidade de correção dos parâmetros de
qualidade dos fluidos de corte;
Separar, eficientemente, os finos metálicos e os resíduos de rebolos,
entre outros contaminantes e obter conseqüente redução dos refugos e
melhoria das peças produzidas;
Aumentar a vida útil do fluido de corte, obtendo redução do custo de
reposição e de descarte de fluidos de corte usados.
A figura 15 (IAMS & WRTT, 2003) ilustra os diferentes processos de
separação utilizados para remover partículas dos fluidos de corte.
A figura 15 demonstra que o processo de separação mecânica para remoção
de partículas pode ocorrer mediante um processo de filtração ou separação
magnética ou por gravidade.
94
Figura 15 – Processos e Equipamentos utilizados para remover partículas dos fluidos de corte
(HOWES, TÖNSHOFF E HEUER, 1991; adaptada).
Nos próximos itens serão apresentados alguns desses métodos de
tratamento utilizados para remoção dos contaminantes sólidos existentes nos fluidos
de corte durante sua utilização.
5.6.3.1 Sedimentação
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), a sedimentação é a técnica de
separação mais simples.
Os sistemas de separação de partículas por gravidade mais simples
consistem de um tanque de sedimentação onde os resíduos são decantados pela
ação da gravidade e podem ser removidos utilizando-se barras raspadoras afixadas
a uma corrente que raspa o fundo do tanque e removem os resíduos mediante um
plano inclinado em um dos lados do tanque. Este sistema pode ser sensivelmente
melhorado acrescentando-se, no tanque de sedimentação, uma parede divisória que
separe o fluido sujo do fluido limpo e uma chicana dividindo a superfície do fluido
Filtro à
Pressão
Barreiras
Permanentes
:
- Telas
metálicas
- Grades
- Correames
- saco
Barreiras
Descartáveis:
- Terras
diatomáceas
- Elementos
filtrantes de:
Celulose /
Laminado
Tecido /
Cartuchos /
Saco
Filtros à
Vácuo
Remoção de Partículas
Filtração
Separação
Gravidade
eeee
Magnética
Gravidade Induzida
Sedimentação
Ciclones
Centrífuga
s
Flotação
Tanques
Reservatórios
Tanques de
Sedimentação
Separadores Magnéticos
Barreiras
Permanentes
- Telas
metálicas
- Grades
-correames
Barreiras
Descartáveis:
- Terras
diatomáceas
- Elementos
filtrantes de:
Celulose /
Laminado
95
para fins de separação do óleo sobrenadante e resíduos flutuantes (Runge & Duarte,
1990).
Segundo Evans, 1990 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991), a técnica de
separação por meio de tanques de sedimentação apresentam desvantagens tais
como: os tanques são volumosos, as limalhas de ferro ficam impregnadas de óleo e
há uma tendência de efetividade somente para partículas grandes.
5.6.3.2 Flotação
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), a flotação é um processo no qual
o fluido de corte é aerado para se conseguir a separação dos contaminantes, sendo
que, durante a aeração, o fluido de corte e as finas partículas de substâncias
contaminantes, tais como finos de metal, aderem às bolhas de ar e são carreadas
para a superfície onde são mecanicamente escumadas para fora.
Este processo de remoção é usado depois que as partículas maiores e mais
pesadas já foram removidas pela sedimentação (IOWA WASTE REDUCTION
CENTER, 2003).
Conforme Eckhardt, 1983; Knobloch, 1979 apud Howes, Tönshoff e Heuer
(1991), sistemas de flotação são freqüentemente utilizados para remover óleo
hidráulico que tenha sido carreado para dentro do sistema de recirculação do fluido
de corte e de acordo com Vahle, 1984 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991), o óleo
escumado do fluido é removido para um tanque de sedimentação, para fins de
remoção da água e finos residuais, sendo depois purificado em centrífugas ou
equipamentos de filtração para reciclagem ou reuso.
5.6.3.3 Filtração
Segundo Runge & Duarte (1990), os equipamentos utilizados na filtração são
filtros que possuem meios porosos através dos quais o fluido passa, por meio da
força da gravidade, pressão, ou vácuo (sucção). Sendo que, segundo Joseph, 1987;
Berger e Creps, 1990 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991), como o próprio nome
indica, os filtros por gravidade utilizam a gravidade para forçar o fluido através do
meio filtrante, enquanto que, nos filtros por pressão o fluido é forçado a atravessar o
meio filtrante utilizando um sistema de bombeamento e no caso dos filtros a vácuo o
fluido é succionado para possibilitar sua passagem através do meio filtrante.
96
De acordo com Queiroz (2001), os meios filtrantes têm a função de reter as
partículas de matérias indesejáveis utilizando-se filtros reutilizáveis ou descartáveis,
sendo que, o meio filtrante reutilizável pode ser de metal, cintas ou telas e o meio
filtrante descartável pode ser de papel, algodão, fibras sintéticas e outros materiais.
Aplica-se, também, um meio filtrante que utiliza materiais inorgânicos, tal
como a terra diatomácea (DICKENSON, 1992 apud QUEIROZ 2001; EVANS, 1990
apud HOWES, TÖNSHOFF E HEUER 1991), sendo que esse tipo de filtragem é
indicado para a remoção de partículas muito finas como as que são eliminadas
durante o processo de retificação. Entretanto, Howes, Tönshoff e Heuer (1991)
alertam para a desvantagem da utilização de terras diatomáceas, uma vez que este
tipo de meio filtrante pode retirar, também, os aditivos de extrema pressão (EP) e os
emulsificadores, descaracterizando, assim, os lubrificantes.
Runge & Duarte (1990) recomendam que se tome cuidado na seleção do
meio filtrante, uma vez que, fibras de celulose e de raion tendem a atrair e absorver
água enquanto as fibras sintéticas, tais como polietileno, polipropileno e poliéster
tendem a repelir água, mas a atrair e absorver óleo, sendo que, dependendo do tipo
de fluido de corte filtrado as características de filtração do meio poderão ser
adversamente afetadas.
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), as crescentes exigências legais,
assim como, o aumento dos custos de descarte dos resíduos dos fluidos de corte
levou as indústrias a buscar filtros mais eficientes e duráveis tais como os filtros
reutilizáveis, os quais permitem a adaptação de um sistema de contra-lavagem para
limpeza e regeneração do meio filtrante, objetivando, assim, segundo Queiroz
(2001), evitar que o meio filtrante também se transforme em mais um tipo de resíduo
industrial.
Figura 16 - Filtro a gravidade com reservatório e painel elétrico (KABELSCHLEPP DO BRASIL).
97
A figura 16 representa um filtro à gravidade com reservatório e painel elétrico
KABELSCHLEPP, sendo que, segundo o fabricante, os filtros automáticos à
gravidade consistem de uma armação de aço soldada e uma esteira transportadora
de tela de arame que conduz o tecido filtrante através de uma cava de filtragem; um
motoredutor, afixado num dos suportes laterais do rolo do tecido filtrante, que
acionará o avanço da esteira, sendo que, os conjuntos são automáticos, com painel
de comando central para avanço do tecido filtrante, bomba de alimentação e alarme
sonoro indicativo do término da bobina de tecido.
Figura 17 Filtros a vácuo (KABELSCHLEPP DO BRASIL).
A figura 17 representa os filtros a vácuo KABELSCHLEPP, sendo que,
segundo o fabricante são equipamentos universais que podem ser utilizados para
óleo de corte e de retifica, emulsões ou soluções aquosas, independente do material
a ser usinado ou da operação a ser efetuada.
5.6.3.4 Centrifugação
De acordo com Silliman (1992), a centrifugação é um processo de
sedimentação acelerado utilizado para separação de sólidos contidos em líquidos,
sendo que, segundo Sluhan (1988), as centrífugas utilizam a alta rotação para
desenvolver a força centrífuga necessária para remoção dos contaminantes.
Separadores centrífugos podem remover tanto líquidos quanto sólidos
contaminantes, separando o fluido sujo em três fases, segregando o fluido limpo do
óleo e sólido contaminantes (BROWARZIK e KREBS, 1990 APUD HOWES,
TÖNSHOFF E HEUER, 1991).
98
Segundo Evans, 1990 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991), as centrífugas
ocupam menos espaço do que os tanques de sedimentação porque a força
centrífuga pode ser muito maior do que a força gravitacional, sendo que, de acordo
com Evans, 1990 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991) usando este método,
pequenas partículas podem ser removidas e uma alta proporção de fluido
recuperada.
Na centrifugação, o fluido entra em alta rotação e as partículas mais leves são
expelidas e as mais pesadas são retidas na superfície das paredes da centrífuga
(Figura 17), sendo que, utilizando-se esse método, partículas metálicas podem ser
removidas e uma quantidade maior de fluido de corte pode ser recuperada
(BROWARZIK e KREBS, 1990 apud Queiroz, 2001).
A figura 17 ilustra um esquema de funcionamento de uma centrífuga.
Figura 18 - Princípios de uma separadora centrífuga (Browarzik e Krebs, 1990 apud Queiroz, 2001).
A - entrada do fluido de corte sujo, B - acúmulo das partículas pesadas pela
ação da força centrífuga, C - retorno do fluido limpo para a centrífuga e D - saída dos
fluidos limpos (BROWARZIK & KREBS, 1990).
Na figura 18, a qual representa o princípio de funcionamento de uma
centrífuga, o fluido sujo entra através do orifício (A), as partículas mais pesadas são
acumuladas na extremidade (B) e o líquido mais limpo e de menor densidade, é
retirado pelo orifício (D). Através do orifício (C) uma parte do líquido não utilizado
99
pela máquina-ferramenta retorna para centrifuga. A rotação da centrífuga faz com
que o líquido limpo (mais leve) se concentre no seu vão central, sendo retirado pelo
orifício (D), para novamente ser utilizado pela máquina ferramenta.
Uma aplicação prática da centrifugação é a separação dos cavacos do fluido
de corte, sendo que, o cavaco, ao ser vendido, adquire melhores preços e o fluido
de corte, antes desperdiçado, agora retorna ao sistema de refrigeração (DESMET,
1995 apud QUEIROZ, 2001).
Há, também, a possibilidade de utilização do processo de centrifugação
mediante equipamentos tais como o hidrociclone, nos quais o fluido usado é
bombeado tangencialmente dentro de um vaso cônico formando um vórtice que cria
um vácuo no eixo do vaso e leva o fluido limpo para o topo enquanto os sólidos
contaminantes são atirados para a parede do vaso e descartados por gravidade pelo
fundo (VDI 1987 a, KNOBLOCH 1979, VAHLE 1984 apud HOWES, TÖNSHOFF e
HEUER, 1991).
5.6.3.5 Separação magnética
De acordo com Howes, Tönshoff e Heuer (1991), esta classe de separadores
utiliza forças magnéticas para remover, do fluido de corte, partículas sólidas
contaminantes magnetizáveis.
Segundo Runge e Duarte (1990), separadores magnéticos removem ligas
ferrosas e outras ligas magnéticas por meio de um tambor rotativo magnetizado ou
correias magnetizadas, sendo que o fluido de corte flui próximo à superfície do
tambor, que gira vagarosamente e atrai as partículas metálicas, levando os cavacos
para cima e para fora da área de fluxo de fluido e no topo do tambor um dispositivo
raspador remove as partículas. Finalizando o sistema, segundo El Baradie (1996), as
partículas removidas são coletadas em um tipo de caçamba para disposição final.
De acordo com Silliman (1992), Runge e Duarte (1990), os separadores
magnéticos são mais adequados e eficientes quando utilizados para fluidos de baixa
viscosidade e fluidos de corte aquosos.
Os separadores magnéticos são limitados em tamanho e capacidade de fluxo
de fluido, sendo necessário, algumas vezes, utilizar baterias de separadores
magnéticos para clarificar sistemas maiores (RUNGE E DUARTE, 1990).
100
Figura 19 Separador magnético “Kabelschkepp” contra acúmulos de impurezas em líquidos
(KABELSCHLEPP DO BRASIL).
A figura 19 representa um tipo de separador magnético que consiste em uma
carcaça não magnética de alumínio, rotor magnético com imãs, moto redutor e um
arrastador de latão, com abas laterais altas, montado na carcaça do separador
magnético.
Figura 20 – Separador Magnético (TARTEC Indústria e Comércio Ltda).
A figura 20 demonstra um separador magnético automático que pode ser
fornecido completo e que, segundo o fabricante TARTEC Indústria e Comércio Ltda,
utilizado em retíficas e laminação de aços a frio, para retirada de lamas e carepas
ferrosas.
101
Figura 21 - Filtro a gravidade com separador magnético, reservatório e painel elétrico
(KABELSCHLEPP DO BRASIL).
A figura 21 representa um filtro à gravidade com reservatório e painel elétrico
KABELSCHLEPP, sendo que, segundo o fabricante, opcionalmente, pode ser
acoplado de separadores magnéticos para aumentar a eficiência da limpeza dos
líquidos, em especial na remoção de partículas de ferros-magnéticos.
Figura 22 - Caçamba basculante para coleta de cavacos de máquinas operatrizes (KABELSCHLEPP
DO BRASIL).
A figura 22 apresenta uma caçamba basculante para fins de coleta de
cavacos de máquinas operatrizes KABELSCHLEPP, sendo que, segundo o
fabricante, é projetada para recolher cavacos, peças, retalho de chapa e resíduos
industriais recicláveis.
102
Figura 23– Filtro a tambor tipo ecológico (TARTEC Indústria e Comércio Ltda)
A figura 23 demonstra um filtro a tambor tipo ecológico que, segundo o
fabricante TARTEC Indústria e Comércio Ltda., apresenta as vantagens de não
utilizar papel filtrante descartável, o que possibilita reduzir o custo operacional; usar
tela de nylon permanente, que não requer manutenção; além de ocupar reduzido
espaço fabril e não necessitar utilizar trocador de calor devido ao seu volume de
reservatório limpo ( http://www.tartec.com.br/galeria-1/b_f-tamboreco.jpg)
5.6.4 Reciclar os fluidos de corte (Reciclagem externa)
De acordo com Oliveira e Alves (2007), uma vez esgotadas a possibilidade de
reuso por meio da reciclagem interna ainda se pode agregar valores aos resíduos
gerados, comercializando os cavacos limpos com outras empresas ou sucateiros e
os fluidos de corte com uma empresa que faça o rerrefino.
A reciclagem externa aplica-se aos fluidos de corte integrais que, segundo
Runge e Duarte (1990), podem ser vendidos para a rerrefinação.
A Resolução do CONAMA nº 362/2005 dispõe sobre o rerrefino de óleo
lubrificante e determina que todo óleo lubrificante usado ou contaminado deverá ser
recolhido, coletado e ter destinação final, de modo que não afete negativamente o
meio ambiente e propicie a máxima recuperação dos constituintes nele contidos, na
forma prevista nesta Resolução (BRASIL, 2005).
103
Esta resolução considera que a reciclagem do óleo lubrificante usado ou
contaminado é instrumento prioritário para a gestão ambiental, assim como, todo o
óleo lubrificante usado ou contaminado deve obrigatoriamente ser recolhido e ter
destinação adequada, de forma a não afetar negativamente o ambiente, sendo
proibidos quaisquer descartes em solos, águas subterrâneas, no mar e em sistemas
de esgoto ou evacuação de águas residuais (REVISTA MEIO AMBIENTE
INDUSTRIAL).
Nesta Resolução do CONAMA nº 362/2005 constam artigos que reforçam a
política da reciclagem, de minimização da geração de resíduos perigosos, tais como:
- os óleos lubrificantes utilizados no Brasil devem observar, obrigatoriamente,
o princípio da reciclabilidade;
- para fins desta Resolução, não se entende a combustão ou incineração de
óleo lubrificante usado ou contaminado como formas de reciclagem ou de
destinação adequada;
- os óleos lubrificantes usados ou contaminados não rerrefináveis, tais como
as emulsões oleosas e os óleos biodegradáveis, devem ser recolhidos e
eventualmente coletados, em separado, segundo sua natureza, sendo vedada a sua
mistura com óleos usados ou contaminados rerrefináveis;
- o resultado da mistura de óleos usados ou contaminados não rerrefináveis
ou biodegradáveis com óleos usados ou contaminados rerrefináveis é considerado
integralmente óleo usado ou contaminado não rerrefinável, não biodegradável e
resíduo perigoso (classe I), devendo sofrer destinação ou disposição final compatível
com sua condição;
- os óleos básicos procedentes do rerrefino deverão se enquadrar nas normas
estabelecidas pelo órgão regulador da indústria do petróleo e não conter substâncias
proibidas pela legislação ambiental;
- o rerrefinador deverá adotar a política de geração mínima de resíduos
inservíveis no processo de rerrefino, sendo que, o resíduo inservível gerado no
processo de rerrefino será considerado como resíduo classe I salvo comprovação
em contrário com base em laudos de laboratórios devidamente credenciados pelo
órgão ambiental competente;
- os resíduos inservíveis gerados no processo de rerrefino deverão ser
inertizados e receber destinação adequada e aprovada pelo órgão ambiental
competente.
104
De acordo com a Portaria Interministerial nº 464/2007, "os produtores e os
importadores de óleo lubrificante acabado são responsáveis pela coleta de todo óleo
lubrificante usado ou contaminado, ou alternativamente, pelo correspondente custeio
da coleta efetivamente realizada, bem como sua destinação final de forma
adequada”.(BRASIL, 2007).
5.6.5 Tratamento do resíduo e disposição final dos fluidos de corte
De acordo com Howes, Tönshoff e Heuer (1991), a quantidade de resíduo de
fluido de corte pode ser substancialmente reduzida mediante um efetivo sistema de
reciclagem, uma vez que o sistema de reciclagem permite a utilização do fluido de
corte durante um maior período de tempo, entretanto, mesmo nos melhores casos, o
fluido se degradará a ponto de se tornar unutilizável, chegando ao fim de sua vida
útil e necessitando ser devidamente tratado e descartado com segurança.
Segundo Burke (1991), para melhor entendimento sobre o tratamento de
resíduos de fluidos de corte deve-se considerar três categorias de dados, sendo
eles:
1 - O tipo de resíduo que entra no sistema de tratamento (afluente), tais como:
óleos integrais, óleos emulsificáveis, fluidos de corte semi-sintéticos, fluidos de corte
sintéticos, detergentes e solventes de limpeza etc., isto é, um afluente residual típico
conterá uma mistura de produtos o que exige a categorização para determinar o
tratamento adequado.
2- A qualidade desejada para a água que sairá do sistema de tratamento
(efluente) dependerá da destinação deste efluente, isto é, se será lançado em curso
d’água superficial; em rede pública; para a atmosfera, via incineração ou evaporação
ou utilizada para reciclagem. Esses efluentes são regulamentados por legislações
federais, estaduais e municipais, ressaltando-se que as exigências legais para os
efluentes lançados em cursos d’água superficiais são mais severas do que para
aqueles destinados à rede pública.
3 - O tipo e método de tratamento, sendo que, segundo Burke (1991), há
muitos e diferentes métodos de tratamento para fluido de corte.
105
5.6.5.1 Tipos de Resíduo
Segundo Burke (1991), um afluente residual típico conterá uma mistura de
produtos o que exige a categorização para determinar o tratamento adequado.
5.6.5.1.1 Resíduo de óleos de corte integrais
De acordo com Howes, Tönshoff e Heuer (1991), os óleos de corte integrais
têm uma vida útil mais longa do que as emulsões e podem ser mais facilmente
reciclados.
Segundo Runge e Duarte (1990), os óleos integrais usados podem ser
comercializados para re-refinação ou podem ser regenerados pelo próprio usuário,
pelo fabricante do fluido ou por uma companhia especializada, sendo que, conforme
Howes, Tönshoff e Heuer (1991), o reciclador pode retornar o óleo recondicionado
para o usuário.
Conforme El Baradie (1996), os problemas com o descarte de óleos integrais
podem ser minimizados adotando-se um equipamento de recuperação, isto é, uma
pequena planta de reciclagem de óleo integral, que esteriliza o óleo e remove os
contaminantes mediante aplicação de calor, sedimentação, centrifugação e
reposição da base concentrada, restaurando assim a qualidade necessária para uso.
De acordo com Koch e Weidel, 1988; Möller, 1985 apud Howes, Tönshoff e
Heuer (1991), se não for possível reciclar o óleo integral para reuso como fluido de
corte, ele poderá ser utilizado como material combustível para produção de energia,
sendo que, segundo Runge e Duarte (1990), a utilização do óleo integral em
caldeiras deve preencher requisitos legais, tais como: estar seco e isento de
partículas suspensas; não conter cloro; não possibilitar a formação de dioxinas e ser
adequadamente diluído no óleo combustível.
5.6.5.1.2 Resíduo de emulsões e soluções de corte
De acordo com Silliman (1992), severas legislações ambientais proíbem o
descarte de fluidos aquosos usados sem um extensivo e adequado tratamento.
Conforme El Baradie (1996), o problema para o descarte dos fluidos
emulsificáveis esgotados é intensificado porque eles contêm uma grande quantidade
de água e apresentam pequeno valor de recuperação.
106
Segundo Runge e Duarte (1990), Burke (1991), Howes, Tönshoff e Heuer
(1991), El Baradie (1996), há necessidade de se separar o óleo da água antes do
descarte, sendo que, para cada tipo de fluido aquoso a ser descartado, aplicam-se
parâmetros específicos quanto ao processo de separação a ser adotado e, além
disso, de acordo com Silva, Bianchi e Oliveira (2005), a seleção do processo a ser
adotado depende de uma análise econômica criteriosa, onde o volume de material a
ser descartado é um fator preponderante.
5.6.5.1.3 Composição e descarte dos resíduos sólidos
De acordo com Silva, Bianchi e Oliveira (2005), os resíduos sólidos em fluidos
de corte são compostos por partículas metálicas; partículas abrasivas; partículas de
resíduos de sais da água, que usualmente se concentram durante o uso; partículas
resultantes da degradação biológica, resultante da combinação de H
2
S, que é um
subproduto do metabolismo de bactérias anaeróbias, com íons ferrosos, tornando as
emulsões com um aspecto acinzentado e da proliferação de fungos que gera um
material entrelaçado e filamentoso; assim como, por contaminantes externos, tais
como poeira; óleo contaminante; soluções de limpeza; materiais orgânicos entre
outros; sendo que, a remoção desses resíduos sólidos pode ser efetuada utilizando-
se sistemas de purificação de fluidos de corte, individuais ou centralizados e
processos de separação, tais como a decantação, escumação e filtração positiva,
conforme tratado anteriormente.
Quanto às borras resultantes dos diferentes métodos de tratamento de
resíduos líquidos dos fluidos de corte, segundo Runge e Duarte (1990), elas têm que
ser descartadas em depósitos especiais ou queimadas em instalações especiais,
conforme a legislação em vigor.
5.6.5.2 Métodos de tratamento de emulsões e soluções de corte
Segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), o processo de tratamento para os
fluidos aquosos são inevitavelmente mais complexos do que aqueles empregados
para os óleos integrais e segue os seguintes estágios:
Quebra da emulsão,
Separação do óleo,
Tratamento da fase aquosa,
Tratamento da fase oleosa, seus precipitados e da borra saturada.
107
De acordo com VDI, 1987 b; Knobloch 1979; Möller, 1985; Spei e Wehle
1987; Sedelies et al. 1989; Burke 1991 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991),
muitos métodos são usados para quebrar as emulsões e separar a água do óleo,
tais como: métodos mecânicos, físico-químico, térmico e biológico, sendo que, em
muitos casos, é comum a prática combinada de vários desses métodos, sendo que,
no caso dos fluidos de corte sintéticos, isto é, das soluções verdadeiras, pela
característica intrínseca de rejeitarem óleo contaminante, o estágio de quebra dos
sistemas usados para o descarte das emulsões.
5.6.5.2.1 Métodos mecânicos
Runge e Duarte (1990), Howes, Tönshoff e Heuer (1991), citam a ultrafiltração
como alternativa de processo físico para separação das fases aquosas e oleosas
dos fluidos de corte emulsificáveis, uma vez que o princípio de funcionamento das
membranas de ultrafiltração se baseia nos diferentes tamanhos moleculares do óleo
e da água.
De acordo com Burke (1991), as técnicas de separação de fluidos de corte
por membranas filtrantes enquadram-se em três categorias:
Microfiltração para partículas de 10
-1
a 8,0 micra
Ultrafiltração para partículas de 10
-3
a 10
-1
micra
Osmose Reversa para partículas de 10
-4
a 10
-3
micra
Sendo que, na microfiltração a membrana não é suficientemente fechada para
promover a adequada separação, especialmente no caso dos fluidos semi-sintéticos
e sintéticos e, no outro extremo, as membranas de osmose reversa são facilmente
obstruídas por moléculas orgânicas, especialmente as de óleo.
Assim, de acordo com Burke (1991), as membranas de ultrafiltração são as
mais adequadas e que oferecem a melhor desempenho de separação e vida útil de
membrana, sendo que, o tratamento do resíduo por ultrafiltração é um processo que
ocorre a baixa pressão, utilizando um tanque, bomba, pré-filtro e a membrana de
ultrafiltração, interconectados por um sistema de tubulação.
Entretanto, segundo Howes, Tönshoff e Heuer (1991), Burke (1991), a
ultrafiltração apresenta limitações técnicas e econômicas relevantes e que precisam
ser analisadas, tais como: grandes quantidades de óleo livre ou alta concentração
de sólidos poderá causar obstrução irreversível dos microporos da membrana e
também solventes do tipo que atacam materiais plásticos poderão destruir as
108
membranas; a temperatura do fluido não poderá exceder a 40°C e as mesmas
deverão ser mantidas limpas quando fora de uso ou poderá ocorrer crescimento de
bactérias que provocarão um entupimento irreversível, além disso, certos compostos
orgânicos dissolvidos e de baixo peso molecular poderão passar através da
membrana e representar significativos problemas de poluição.
Hilal et al. (2004), propõem um sistema no qual as membranas de
ultrafiltração são instaladas como um estágio de pré-tratamento seguido de uma
membrana de nanofiltração que confere ao permeado um polimento tal que remove
a turbidez e baixa a COD, permitindo o reuso do permeado resultante para
elaboração de uma nova partida de fluido de corte, reduzindo a quantidade de água
consumida e de resíduo a ser descartado.
5.6.5.2.2 Métodos químicos e físico-químicos
De acordo com Burke (1991), a maior parte dos resíduos de fluidos de corte é
mais tratada por meio de algum processo químico do que por quaisquer outras
formas de tratamento combinado, isto ocorre devido à adaptabilidade do processo
tanto aos grandes volumes quanto a pequenas quantidades de resíduos; sendo que
os processos químicos podem ser separados em duas categorias básicas, quais
sejam: a separação por meio de adição de ácidos e sais inorgânicos e o método que
utiliza polímeros.
Segundo Runge e Duarte (1990), nos processos químicos adicionam-se
ácidos para quebrar as emulsões pela degradação dos emulgadores, sendo que, a
reação química pode ser reforçada pela adição de sais metálicos e o óleo
demulgado é retirado da superfície do fluido, no reservatório de tratamento de
emulsão.
Conforme Burke (1991), no processo químico que utiliza polímeros o conceito
básico é similar ao método químico convencional, isto é, adiciona-se alta carga de
cátions para fins de desestabilização das cargas aniônicas, sendo que, a principal
diferença é que os polímeros baseiam-se em compostos orgânicos com altas cargas
que poderão ser catiônicas, aniônicas ou não-iônicas, o que dá flexibilidade e
possibilita a escolha do produto polimérico de acordo com a carga residual a ser
tratada. Além disso, segundo Koch e Weidel 1988; Wehle, 1988 apud Howes,
Tönshoff e Heuer (1991), não há aumento da presença de sais na água residual e a
quantidade de borra oleosa formada é menor do que a do método tradicional,
109
entretanto, segundo Burke (1991), os polímeros são caros o que poderá resultar em
elevação dos custos do tratamento dos resíduos.
Segundo Runge e Duarte (1990), nos processos físico-químicos, a reação
química é auxiliada pelo aquecimento da emulsão, que, uma vez pré-quebrada, é
separada em óleo e água em coluna de separação ou separadores, sendo que, a
água separada é neutralizada e os sais usados para a quebra precipitam-se em
forma de hidróxidos metálicos que, por sua vez, adsorvem o óleo remanescente na
água.
5.6.5.2.3 Métodos térmicos
Segundo Runge e Duarte (1990), a quebra térmica é um processo físico que
dispensa produtos químicos e na qual a água é retirada da emulsão por meio de
evaporação seguida de condensação e de um segundo estágio de evaporação,
enquanto o óleo permanece como resíduo uma vez que seu ponto de ebulição é
mais elevado.
Conforme Evans, 1990; Möller, 1985 apud Howes, Tönshoff e Heuer (1991),
Runge e Duarte (1990), as vantagens desse processo é que não há produção de
borras e a pureza da água separada.
De acordo com Burke (1991), o método da evaporação é considerado
apropriado para pequenos volumes de resíduo e apresenta como vantagens
resultados consistentes para uma ampla variedade de fluidos e também o fato de ser
um processo simples e de fácil entendimento e manutenção; entretanto, apresenta
algumas desvantagens tais como: apresenta alto consumo de energia consumida
por litro evaporado, requer muito espaço por volume diário de fluido tratado e os
vapores podem ser corrosivos e liberar maus odores, especialmente se fluidos
sulfurizados passam pelo evaporador.
5.6.5.2.4 Métodos biológicos
De acordo com Möller, 1985 apud Queiroz (2001), a principal limitação da
utilização de métodos biológicos como alternativa de tratamento de fluidos de corte é
a quantidade de biocidas encontradas nesses fluidos, uma vez que, o princípio
básico do seu funcionamento é o desenvolvimento de microorganismos que
eliminem os resíduos indesejáveis.
110
6. REDUZIR, REUSAR, RECICLAR - O
PRINCÍPIO DOS 3Rs NA UTILIZAÇÃO DE FLUÍDOS
DE CORTE NOS PROCESSOS DE USINAGEM
Neste capítulo é realizada uma correlação entre os estudos relacionados às
boas práticas ambientais e à prática dos 3Rs na utilização de fluidos de corte em
operações de usinagem.
6.1 Hierarquia no gerenciamento de resíduos
Segundo Barbiere (2005), Tocchetto (2004), os 3Rs significam Reduzir,
Reusar e Reciclar.
Figura 24 - A hierarquia no gerenciamento de poluentes (CETESB, 2002)
A figura 24 representa a abrangência das metodologias de gerenciamento de
resíduos que pode ser adotada por qualquer empresa e destaca que o princípio dos
111
três Rs (3Rs), preconizado pela Agenda 21 (BARBIERE, 2005), é a base para
evoluir para Prevenção da Poluição (P2) e para a Produção Mais Limpa (P+L),
sendo que o Programa de Prevenção à Poluição (P2), refere-se a qualquer prática,
processo, técnica e tecnologia que visem à redução ou eliminação em volume,
concentração e toxidade dos poluentes na fonte geradora, o que inclui também,
modificações nos equipamentos, processos ou procedimentos, reformulação ou
replanejamento de produtos, substituição de matérias-primas, eliminação de
substâncias tóxicas, melhorias nos gerenciamentos administrativos e técnicos da
empresa e otimização do uso das matérias-primas, energia, água e outros recursos
naturais (CETESB, 2002).
6.2 O princípio dos 3Rs na utilização dos fluidos de corte
Este estudo localizou vários trabalhos publicados na literatura pesquisada que
apontam para a preocupação com o meio ambiente e para a busca de soluções para
minimizar e até eliminar os impactos adversos provocados pela utilização dos fluidos
de corte.
Nos itens seguintes algumas dessas evidências foram correlacionadas com
princípio dos 3Rs.
6.2.1 Primeiro R - REDUZIR
De acordo com Barbiere (2005), Tocchetto (2004), reduzir ou redução na
fonte ou minimizar a geração envolve atividades e medidas para evitar o descarte de
resíduos, isto é, reduzir refere-se à quantidade e práticas que reduzem a toxicidade,
o que exige a adoção de providencias tais como, aperfeiçoamento dos processos
produtivos para torná-los mais eficientes; revisão dos projetos dos produtos para
facilitar a sua produção e ampliar o seu desempenho; utilização de matérias-primas
com maior grau de pureza; eliminação ou minimização de materiais perigosos;
recuperação das águas utilizadas nos processos; manutenção preventiva;
procedimentos para conservação de energia; gestão de estoques que minimize as
perdas por quebra em manuseio, obsolescência e perecibilidade; realização de
monitorias e auditorias em bases sistemáticas; treinamento e conscientização dos
operadores, transportadores, fornecedores, empreiteiros e usuários.
112
6.2.1.1 Redução na fonte mediante modificação no produto fluido
de corte
Uma das alternativas de redução na fonte consiste na modificação do
produto, o que significa buscar matérias-primas mais puras, substituir materiais
tóxicos presentes na formulação objetivando que parâmetros relativos ao meio
ambiente, aumento de produtividade e a saúde do operador sejam atingidos.
Segundo De Chiffre e Belluco (2002), uma das mais obvias mudanças
possíveis para tornar um fluido de corte ambientalmente amigável e seguro para o
operador são a redução ou a eliminação de aditivos perigosos tais como os
compostos halogênicos utilizados para extrema pressão, triazinas e aminas, assim
como, a substituição total ou parcial dos fluidos de baseados em óleo mineral por
produtos mais biodegradáveis, tais como os óleos vegetais e ésteres.
Alves e Oliveira (2006), reportam a experiência e os resultados do
desenvolvimento de um novo fluido de corte para processos de retificação que
utilizam rebolos de nitreto de Boro cúbico (CBN) capaz de promover um bom
desempenho mecânico e baixo custo de aplicação, assim como, atender as
exigências ambientais, conforme resumo descrito a seguir:
A base do fluido desenvolvido é uma combinação de óleo vegetal sulfonado
com alta concentração de água para retificação com CBN em alta velocidade,
possibilitando obter alta lubrificação e boa performance sobre retificação com CBN.
Os testes demonstraram que a aplicação da formulação, em retificações com CBN,
resulta em um processo com desempenho equivalente aquele obtido utilizando-se
óleo mineral puro. Os parâmetros avaliados foram: desgaste radial do rebolo e a
rugosidade da peça. Análises químicas mostram que o novo fluido é não-tóxico e de
fácil biodegrabilidade (ALVES e OLIVEIRA, 2006).
John et al. (2004) investigaram e descreveram um método para a formulação
de emulsões de óleo vegetal em água, conforme descrito a seguir:
As emulsões foram preparadas utilizando-se vários surfactantes, e a
estabilidade dessas emulsões foram testadas mediante a variação de suas
quantidades. Os efeitos dos diferentes surfactantes utilizados para produzir as
emulsões, tanto com óleo de soja regular quanto modificado, são discutidos. As
propriedades dessas emulsões foram testadas por métodos químicos e físicos
quanto à estabilidade e aplicação como um fluido de usinagem de metal. Diagramas
113
de fase foram criados para determinar o efeito do óleo, água e taxas de surfactantes
na formação da emulsão. O estudo produziu informações úteis para o
desenvolvimento de sistemas baseados em emulsões a base de água com óleos
vegetais modificados e diferentes agentes de atividade superficial (JOHN ET AL.,
2004).
De Chiffre e Belluco (2002), investigaram o desempenho de dois diferentes
grupos de fluidos de corte, aquosos e integrais, utilizando formulações baseadas em
óleo minerais, vegetais e sintéticas, quando aplicados em diferentes operações de
corte, tais como: torneamento, furação, mandrilhamento e rosqueamento, com
respeito à vida da ferramenta, às forças de corte e à qualidade do produto no que se
refere a acuracidade dimensional e integridade da superfície, para quatro diferentes
tipos de materiais, porém com ênfase para o aço inoxidável austenítico. Utilizaram
como referência, para ambos os grupos, fluido de corte convencional baseado em
óleo mineral. Com o aço inoxidável austenítico, os fluidos de corte resultaram em
diferentes magnitudes de eficiência dependendo da operação e da escolha dos
parâmetros de corte. Como uma tendência geral, os fluidos aquosos classificaram-se
na mesma ordem, independente da operação de corte. O que indica que é possível
uma redução do fluido de corte testando métodos selecionados por operação.
Entretanto, isto não pode ser generalizado, uma vez que a classificação do
desempenho dos óleos de corte integral não é independente das operações de
corte. Acrescenta-se que, para os testes conduzidos utilizando-se aço inoxidável
austenítico, os óleos vegetais e ésteres apresentaram melhor desempenho em todas
as operações, tanto quando utilizados no grupo aquoso quanto no grupo integral.
6.2.1.2 Redução na fonte mediante substituição de matérias-primas
que entram no processo
Novaski e Rios (2002), apresentaram uma alternativa para os sistemas de
remoção de cavacos que necessitam de fluido de corte em abundância, sugerindo a
utilização de lubrificante sintético, que, segundo os autores, apresenta melhor
desempenho e não gera grande quantidade de resíduos, conforme descrito a seguir:
O ensaio de furação com brocas helicoidais de metal duro revestidas com TiN
realizado em aço inox austenítico apresentou redução significativa do desgaste VB,
quando este foi processado utilizando-se fluido sintético em comparação com o
sistema refrigerado por um fluido semi-sintético. Uma maior durabilidade da
114
ferramenta acarreta significativos ganhos no sistema produtivo reduzindo o custo do
mesmo (Novaski e Rios, 2002).
6.2.1.3 Redução na fonte mediante modificação de tecnologia –
novas tecnologias para aplicação dos fluidos de corte
Usinagem a seco
De acordo com Chakraborty et al. (2008), a usinagem a seco e semi-seco
está se tornando, de modo crescente, cada vez mais atraente para a industria de
corte de metal, nos Estados Unidos e pelo mundo inteiro, visando reduzir os efeitos
prejudiciais dos fluidos de corte tradicionais e os custos associados com a compra,
com o uso e com o descarte desses fluidos, além de atender aos novos padrões
estabelecidos pela National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH),
Occupational Safety and Health Administration (OSHA) E ISO 14001.
De acordo com o manual elaborado pelo Iowa Waste Reduction Center, 2003,
a usinagem a seco apresenta vantagens tais como ser uma produção limpa, sem
geração de resíduos, e, em alguns casos, mais precisão na usinagem. Além disso,
os problemas causados pela exposição dos trabalhadores aos fluidos de corte são
eliminados e a reciclagem é mais simples por que os cavacos gerados não
apresentam óleo residual e podem ser misturados com outras sucatas de metal
(IOWA WASTE REDUCTION CENTER, 2003).
Entretanto, de acordo com o manual elaborado pelo Iowa Waste Reduction
Center, 2003, a usinagem a seco exige um alto investimento de capital em máquinas
e ferramentas específicas para este tipo de operação, além disso, devido às
condições mais severas de trabalho necessitam de reposição mais freqüente.
Porém, se os custos verdadeiros do gerenciamento dos fluidos de corte forem
considerados na decisão final, é possível que a usinagem a seco seja competitiva.
De acordo com Teixeira et al. (1997), a usinagem a seco se apresenta como a
melhor alternativa para resolver os problemas causados pelos fluidos de corte,
porém a usinagem a seco não consiste em simplesmente interromper a alimentação
de fluido de corte de um determinado processo, mas sim exige uma adaptação
compatível de todos os fatores influentes neste processo, figura (Klocke et al., 1996).
Na usinagem a seco não se verificam as funções primárias dos fluidos de corte, ou
seja, refrigeração, lubrificação e transporte de cavacos, sendo que, a usinagem a
115
seco exige a introdução de medidas adequadas que possam compensar a falta das
funções primárias do fluido de corte.
Figura 25 Fatores influentes na usinagem a seco (Klocke et al., 1996)
As restrições a usinagem a seco podem ser as exigências de qualidade da
peça, mas também podem resultar através de determinados materiais (peça-
ferramenta) e/ou combinações de processos. Percebe-se através da atual situação
da usinagem a seco, que muitos processos não são possíveis de serem realizados
devido à atual concepção e desenvolvimento em que se encontram as ferramentas
(Klocke et al., 1996 apud Teixeira el al., 1997).
Figura 26 - Fresamento a seco (SUPERTEC Usinagem Técnica Industrial apud CNTL, 2006).
116
Mínima quantidade de lubrificante (MQL)
De acordo com Suda (2002), em princípio as operações a seco deveriam ser
a melhor solução para os problemas ambientais que envolvem os processos de
usinagem de metais, entretanto, algumas vezes, essas operações não são tão
efetivas quando a alta eficiência de usinagem, ao melhor acabamento superficial e
as severas condições de corte são requeridas, sendo que, para essas situações,
operações utilizando quantidades muito pequenas de fluidos de corte, tais como, os
sistemas de mínima quantidade de lubrificação (MQL), representam um significante
papel em uma série de aplicações práticas.
Segundo Heisel et al. (1998 apud Catai, 2004), a MQL é um elo entre a
usinagem a seco e aplicação convencional, sendo que, na aplicação convencional
do fluido de corte há uma inundação intensa da superfície usinada, enquanto que
nos sistemas em que se empregam a MQL o fluido é colocado em contato apenas
com a área de corte definida entre ferramenta-peça-cavaco, sendo que, o sistema de
MQL é constituído de aspersão de óleo (fluido de corte) e ar comprimido na região
de corte, e geralmente o primeiro faz a lubrificação e o segundo a refrigeração do
processo de corte. A seguir são apresentadas algumas vantagens em relação à
utilização dos sistemas de MQL frente à aplicação de fluidos de corte de forma
convencional:
Em relação ao volume da peça usinada, a quantidade de fluido utilizada na
MQL é muitas vezes menor do que na lubri-refrigeração convencional; os fluidos de
corte não consumidos aumentam a necessidade de manutenção e problemas de
despejo; materiais de filtragem e reciclagem de manutenção dos lubrificantes podem
ser evitados; as peças que passam por este processo de usinagem ficam quase
secas, sendo que desta forma, uma operação de lavagem é quase desnecessária;
devido ao baixo conteúdo de óleo restante no cavaco, a sua recuperação não é
justificável; uma grande vantagem é que a aplicação de biocidas e preservativos
pode ser eliminada, pois apenas a quantidade de fluido de corte que será utilizada
em um turno de trabalho deverá ser colocada no reservatório do sistema (HEISEL
ET AL., 1998, apud CATAI, 2004).
Silva et al. (2005), reportam a experiência e os resultados de um estudo sobre
o modo de ação da técnica de MQL sob diferentes condições de lubrificação e
resfriamento na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340
temperado e revenido comparado-a à aplicação convencional, utilizando-se como
117
ferramentas de corte um rebolo convencional de óxido de alumínio (Al2O3) e um
rebolo superabrasivo de CBN. Segundo os autores, umas séries de teste
preliminares foram realizadas para determinar o melhor lubrificante e a melhor taxa
de fluxo de ar para a realização da experiência. Conforme relato expresso na
conclusão dos autores, as análises dos vários resultados obtidos indicaram que a
técnica de MQL pode ser aplicada eficientemente em processos de retificação
promovendo ganhos ambientalmente amigáveis e tecnologicamente relevantes, uma
vez que, os valores da rugosidade e do desgaste diametral do rebolo tiveram uma
redução substancial comprovando a excelente propriedade de lubrificação desta
técnica. Dentre outras vantagens apresentadas neste estudo e que comprovaram a
eficiência da aplicação do processo de MQL (SILVA et al., 2004).
6.2.2 Segundo R – REUSAR – Reciclagem interna
Reutilizar ou reusar consiste no reaproveitamento antes do descarte ou da
reciclagem fora do processo, ou seja, reusar refere-se a reciclar, no processo,
materiais, que conservam suas propriedades ou características originais mesmo
após terem sido usados, para usos idênticos ou semelhantes como é o caso das
embalagens retornáveis.
No caso dos fluidos de corte, independentemente de todo o esforço
empregado para prolongar a vida útil do fluido de corte, a qualidade do fluido
chegará a um ponto no qual a rotina de manutenção não será mais efetiva, sendo
que, neste estágio o fluido necessitará ser reciclado para separar e eliminar os
contaminantes e poder ser reutilizado ou descartado (IOWA WASTE REDUCTION
CENTER, 2003).
De acordo com o manual do Iowa Waste Reduction Center (2003), a chave
para uma reciclagem efetiva é saber quando reciclar, uma vez que o fluido de corte
deverá ser reciclado antes de tornar-se significativamente degradado, sendo que
com excessiva contagem de bactérias ou concentração de óleo de lubrificação da
máquina não mais poderá ser recuperado e por isso mesmo o monitoramento da
atividade microbiológica, concentração, pH e nível de contaminantes são aspectos
críticos no gerenciamento dos fluidos de corte.
De acordo com El Baradie (1996), o conceito de usinagem limpa requer um
processo de usinagem que utilize uma quantidade mínima e/ou o uso de fluidos de
corte ambientalmente amigáveis, sendo que, com este foco publicou um trabalho
118
sobre tecnologias de usinagem limpa que abrange a manutenção, reciclagem e
descarte dos fluidos de corte.
Para El Baradie (1996), a reciclagem dos fluidos de corte pode resolver os
problemas com o descarte dos resíduos, reduzir custos e livrar da preocupação com
problemas de poluição, sendo que, o autor propõe um sistema de reciclagem
fechado que possui elementos para remoção dos cavacos e limalhas, promover a
limpeza do fluido, puxar, armazenar e bombear o fluido para dentro e fora da
máquina de usinagem, além disso, o sistema de reciclagem pode ser usado para
máquinas separadas ou em um sistema central.
O prolongamento da vida do fluido de corte e a minimização e /ou redução
dos seus resíduos depende dos sistemas de reciclagem, do descarte, do tratamento
dos resíduos e de sua disposição final (QUEIROZ, 2001).
A vida útil dos fluidos de corte pode ser prolongada eliminando-se seus
contaminantes e reciclando o fluido clarificado, o que pode ser feito durante a
operação ou por lotes, individualizado por máquina ou utilizando um sistema
centralizado (IAMS & WRTT, 2003).
Segundo Runge & Duarte (1989) e Iowa Waste Reduction Center (2003), há
uma grande variedade de tipos de equipamentos de reciclagem para remoção de
partículas, clarificação e purificação dos fluidos de corte, sendo que, a escolha do
equipamento de reciclagem dependerá da necessidade e objetivos da operação e
dos recursos financeiros disponíveis.
6.2.3 Terceiro R – RECICLAR - reciclagem externa ou reciclagem
fora do processo
Reciclar fora do processo ou reciclagem é a forma de reaproveitar os resíduos
gerados ou parte destes, no mesmo ou em outro processo produtivo, isto é, reciclar
envolve reprocessar alguns produtos ou substâncias para reaproveitamento externo
ou interno, isto é,
A reciclagem é a transformação dos resíduos em novas matérias-primas,
envolvendo a coleta de resíduos, processamento e comercialização. A reciclagem
reduz a necessidade de espaços destinados aos lixos domésticos e industriais, e o
seu processamento geralmente exige menos insumos, comparativamente ao
processamento para obtenção de materiais originais (BARBIERE, 2005).
119
O (terceiro) 3º R se aplica aos óleos integrais ao fim de sua vida útil e, de
acordo com Runge & Duarte (1990), poderão ser vendidos para rerrefinação ou ser
regenerados pelo próprio usuário, pelo fabricante do fluido ou por uma companhia
especializada.
Os fluidos de usinagem integrais, quando mantidos livres de contaminantes,
podem ser utilizados por longo período de tempo, entretanto, o acúmulo de
contaminação provoca a deterioração dos aditivos e das propriedades dos fluidos
integrais, contribuindo para abreviar a vida útil, sendo assim, nas reciclagens desses
fluidos retiram-se os contaminantes e substituem-se os aditivos que se degradaram
e então o fluido recuperado pode voltar a ser utilizado e quando não for mais viável a
reciclagem ou a reutilização, o fluido deverá ser enviado para rerrefino (CNTL,
2006).
Os óleos usados de base mineral não são biodegradáveis e podem ocasionar
sérios problemas ambientais quando não adequadamente dispostos, sendo que, a
poluição gerada pelo descarte de 1 t/dia de óleo usado para o solo ou cursos d'água
equivale ao esgoto doméstico de 40 mil habitantes e a queima indiscriminada do
óleo lubrificante usado, sem tratamento prévio de desmetalização, gera emissões
significativas de óxidos metálicos, além de outros gases tóxicos, como a dioxina e
óxidos de enxofre (REVISTA MEIO AMBIENTE INDUSTRIAL).
120
6.3 O princípio dos 3Rs e a P+L na utilização dos fluídos de corte
A CETESB dissemina e incentiva a adoção de medidas de Produção mais
Limpa nas indústrias do Estado de São Paulo
Esta pesquisa identificou algumas medidas pró-ativas no que diz respeito à
utilização dos fluídos de corte pela indústria mecânica no Brasil, associadas ao
conceito de produção mais limpa com foco no princípio dos 3Rs. Os casos que
foram publicados pela CETESB e tratam justamente do assunto objeto deste
trabalho, isto é, a questão dos aspectos ambientais dos fluidos de corte utilizados
nos processo de usinagem e as possibilidades de minimização dos impactos dos
mesmos sobre o meio ambiente, pela adoção de um modelo de gestão baseado no
princípio dos 3Rs (Reduzir, Reusar e Reciclar). Estes casos de sucesso são relatos
de empresas do Estado de São Paulo que adotaram esta postura pró-ativa por
entenderem que a poluição nada mais é do que a matéria-prima que foi adquirida e
passou pelo processo produtivo consumindo energia e mão-de-obra, e não agregou
valor como produto, tendo então que ser descartada de modo adequado, com custos
de tratamento, transporte e disposição final.
6.4 P+L CASO DE SUCESSO: Reuso de óleos e emulsões na
indústria mecânica
Relato apresentado, em julho de 2002, por uma indústria mecânica de grande
porte, localizada no Vale do Paraíba, com atuação no mercado internacional e
produção média anual de 192.000 motores, 216.000 transmissões e 860.000
componentes de chassis. Segundo a empresa, a oportunidade foi identificada nos
processos de usinagem de peças metálicas na fabricação de motores, transmissões
e componentes de chassis que geravam um total médio de 375 t/mês de cavacos
metálicos, provenientes dos diferentes tipos de processos e impregnados com
diferentes tipos de óleos e emulsões oleosas de corte, os quais eram depositados
em 03 caçambas móveis, para separação do óleo/emulsões pelo processo de
decantação, gerando um volume decantado na ordem de 35,2 t/mês. Os
óleos/emulsões decantados eram drenados e conduzidos para um canalete
impermeabilizado interligado à rede coletora de efluentes industriais e, por
gravidade, seguiam para a ETE – estação de Tratamento de Efluentes. Uma vez
identificada a oportunidade as seguintes medidas foram tomadas pela empresa:
121
reavaliação dos tipos de óleos/emulsões de corte utilizados em cada etapa do
processo e separação dos mesmos em oito famílias de óleos. A partir daí implantou-
se uma coleta seletiva dos cavacos metálicos impregnados com óleos/emulsões
coletados em 08 caçambas móveis, sendo que 05 delas foram cedidas pela empresa
coletora de cavacos em regime de parceria. Também foi necessário construir sete
novos mini-tanques em alvenaria, com capacidade de 250 litros cada,
impermeabilizados e revestidos com chapa metálica de aço para receber as oito
famílias de óleos/emulsões, decantadas nas caçambas móveis, para que pudessem
ser separados, bombeados e armazenados em contêineres e analisados quanto às
características e propriedades físico-química para verificação e eventual ajuste das
condições técnicas. A partir desta determinação os óleos/ emulsões são reutilizados
no processo de corte de que foram originário ou encaminhado para outros
equipamentos dentro da empresa, cujas operações permitissem o uso de
óleo/emulsões de corte com características menos exigentes. Caso não
apresentassem condição de uso, eram enviados para a ETE. Consta no relato que a
implantação das medidas, no que se refere às obras civis, treinamento de pessoal e
estabelecimento de logística com a empresa que faz remoção dos cavacos, ocorreu
ao longo dos meses de fevereiro, março e abril de 2002, entrando em regime de
operação em maio/2002 e totalizando um investimento de R$10.000,00 com
previsão de retorno de 01 mês. Os resultados obtidos indicaram: redução na compra
de óleo para corte na ordem de 1.400 litros/mês, representando uma economia de
aproximadamente R$ 11.000,00/mês; redução média de 1% no consumo de água da
unidade industrial, representando 20.000 litros água/mês e uma economia de cerca
de R$ 78,00/mês; redução de 88% da quantidade de óleo enviada para a ETE, com
redução de 3% do volume geral de efluentes líquidos a serem tratados, gerando
uma economia de 3% no consumo de produtos químicos utilizados na ETE, ou seja,
R$ 120,00/mês. No relato deste caso consta ainda como ações futuras que a
empresa pretendia em médio prazo instalar uma estação de secagem de cavacos e
de regeneração de óleos de corte para seu melhor aproveitamento.
Consta, ainda, no referido endereço eletrônico da CETESB, um outro caso de
sucesso de gerenciamento ambiental de fluidos de corte, sendo este da divisão de
transmissões de uma indústria metalúrgica da região de Campinas, referente a
trabalhos realizados em outubro de 2003 com Reciclagem de óleos de corte,
hidráulicos e lubrificantes.
122
6.5 Identificando os 3Rs como base para a P+L na utilização dos
fluidos de corte em processos de usinagem
Figura 27 "– Identificação de oportunidades de PmaisL.- adaptada (CNTL, 2003)
PRODUÇÃO MAIS LIMPA
Modificação
no produto
Minimização de
resíduos e emissões
Reutilização de
resíduos e emissões
Substituição de
matérias-primas
Modificação
de tecnologia
Redução
na fonte
Reciclage
m interna
Boas práticas ambientais,
operacionais, de higiene e
saúde e segurança no
trabalho.
Modificação
no processo
1º R º
Reduzir
2º R
Reusar
3º R
Reciclar
Reciclagem
externa
Ciclos
biogênicos
Recuperação das águas
utilizadas nos processos;
Procedimentos para
conservação de energia;
Aperfeiçoamento dos
processos produtivos;
Seleção dos fluidos de
corte com visão ambiental
Desenvolvimento de novos fluidos
de corte com características de
biodegrabilidade e não tóxico.
Revisão dos projetos dos produtos
(peças) para facilitar a sua produção
e ampliar o seu desempenho.
Recirculação e
tratamento > vida útil
Rerrefinação
Utilização de matérias-
primas com maior grau
de pureza;
Eliminação de materiais
perigosos;
MQL
Usinagem
a seco
123
A figura 27 representa, segundo o CNTL (2003), os passos para identificação
de oportunidades para implementação de um programa de P+L, sendo que, esta
figura foi adaptada para identificar os 3Rs como base para a P+L em empresas que
utilizam fluidos de corte em seus processos de usinagem, conforme destacado nos
balões explicativos que indicam algumas ações representando cada um dos 3Rs.
De acordo com Gonçalves, Bianchi e Aguiar (2007), muitos dos aspectos dos
problemas ambientais associados aos fluidos de corte podem ser evitados ou
controlados durante a sua seleção, aplicação e descarte, assim como, por meio do
desenvolvimento de novos fluidos e métodos de lubrificação e refrigeração menos
agressivos ao meio ambiente, além de investimento em treinamento e capacitação,
das pessoas envolvidas nos processos de usinagem, voltados para a formação de
uma nova cultura na indústria metal-mecânica.
124
7 CONCLUSÕES
Este estudo permitiu identificar, na literatura, evidências de que existe reação
por parte de segmentos interessados em processos de usinagem, no sentido de
buscar alternativas para a adequação dos requisitos técnicos de aplicação dos
fluidos de corte ao atendimento das rigorosas exigências da legislação ambiental em
processos de usinagem.
Este estudo proporcionou, também, constatar evidências de atitudes pró-
ativas de pesquisadores no sentido do desenvolvimento de novas tecnologias e
produtos menos poluentes, assim como, dos representantes de setores das
indústrias na elaboração de manuais e guias de utilização de fluidos de corte com
ênfase na manutenção, no combate ao desperdício, no prolongamento da vida útil,
melhor desempenho e na divulgação de modelos de gestão ambiental que
incentivam e privilegiam soluções técnicas ambientalmente menos agressivas.
A elaboração deste estudo também confirma a percepção de que a adoção,
pela indústria mecânica, de um gerenciamento voltado para as boas práticas
ambientais e fundamentado na aplicação do princípio dos 3Rs, é capaz de minimizar
os impactos negativos que podem ser provocados pelo descaso e/ou pela utilização
pouco eficiente dos fluidos de corte e dos recursos naturais, descaso este que
podem levar a vida no planeta a uma situação insustentável e ter como resultado a
extinção de espécies da fauna e da flora, a degradação de ambientes naturais, a
contaminação do solo e das águas, bem como vários problemas para a saúde
humana.
Entretanto mesmo considerando todas as pesquisas, desenvolvimentos e
esforços empregados para redução do consumo de fluidos de corte, ainda assim, é
necessário mais investimento e pesquisas, assim como, conscientizar e incentivar
medidas pró-ativas no sentido de implementação efetiva de boas práticas
ambientais, desde as grandes empresas até as pequenas oficinas, para assegurar
que a produção dos bens que necessitam de processos de usinagem seja realizada
com qualidade, respeito ao meio ambiente, à segurança e à saúde do trabalhador.
A leitura deste estudo contribui para informar e conscientizar a respeito dos
impactos ambientais que podem ser gerados pelo uso indevido de fluido de corte e
suas conseqüências legais.
125
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Considerando que este trabalho confirma a percepção de que a adoção, pela
indústria mecânica, de um gerenciamento voltado para as boas práticas ambientais
e fundamentado na aplicação do princípio dos 3Rs, é capaz de minimizar os
impactos negativos que podem ser provocados pelo descaso e/ou pela utilização
pouco eficiente dos fluidos de corte e dos recursos naturais; o objetivo para o
próximo trabalho seria verificar, utilizando o método de pesquisa survey seguido de
estudo de casos, se empresas do Município de Bauru e/ou Região, que trabalham
com processos de fabricação e utilizam fluidos de corte em seus processos de
usinagem, adotam boas práticas ambientais fundamentadas no princípio dos 3Rs.
O passo seguinte seria propor um modelo de gestão e/ou gerenciamento dos
fluidos de corte fundamentado na aplicação do princípio dos 3Rs como base para a
implementação da P + L.
126
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