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III ENCONTRO CIENTÍFICO E SIMPÓSIO DE EDUCAÇÃO UNISALESIANO

Educação e Pesquisa: a produção do conhecimento e a formação de pesquisadores

Lins, 17 – 21 de outubro de 2011

TERRA FULLER: RESÍDUO DESCARTÁVEL OU RECICLÁVEL APÓS SEU

USO NA INDÚSTRIA DO SEBO?

Caroline Stefany Bredariol – caroline-bredariol@yahoo.com.br Cátia Aparecida Vita – catia-vita@yahoo.com.br

Elisama Amoroso Matos – zama-matos@hotmail.com Olayr Modesto Júnior – olayr.modesto@terra.com.br

RESUMO Terra Fuller é uma argila do tipo motmorilonitica que tem várias utilidades desde fins farmacêuticos até na perfuração do poço do petróleo e vem sendo utilizada na clarificação do sebo. Hoje sua destinação, após uso, são os aterros sanitários e lixões o que pode ser economicamente viável para a indústria, porém, não vantajoso para o meio ambiente. Este trabalho busca avaliar a eficiência da terra fuller tratada por calcinação no processo de clarificação do óleo comestível residual. A utilização desse óleo, clarificado com terra fuller reciclada, para outras finalidades evitará seu descarte e trará benefícios para a comunidade em geral. Palavras –chave: Química. Química ambiental. Terra Fuller. Reciclagem.

INTRODUÇÃO

Terra Fuller é o nome comercial da Atapulgita, um argilo-mineral motmorilonítico de estrutura 2:1, composto basicamente por silicato, de alumínio ou magnésio, hidratado.

As argilas sempre foram úteis para a humanidade, como na produção de utensílios domésticos, na construção civil para a produção de objetos cerâmicos (telhas e tijolos) e mais recentemente abriu seu espaço em diversas aplicações tecnológicas. As argilas ocorrem naturalmente na crosta terrestre em pequenos grânulos, adquirem certa plasticidade quando em contato com a água, são constituídas por um grupo de minerais denominados argilominerais. (ARAÚJO, 2009).

Argilominerais são silicatos de alumínio, ferro e magnésio hidratados, que apresentam estruturas cristalinas em camadas, por isso classificado como filossilicatos, em grego, phyllos significa folha ou lamela. As camadas são constituídas por folhas contínuas de SiO4 na forma tetraédrica, ordenados de forma hexagonal, condensados com folhas octaédricas de hidróxidos de metais tri e divalentes. (COELHO; SANTOS; SANTOS, 2007)

Os argilominerais são classificados de acordo com suas composições químicas e estruturas cristalinas, como explicadas por Araújo (2009). Com base na estrutura cristalina podem ser divididos em dois grupos:

- Estrutura 1:1: que são os grupos da caulinita, serpentinas e dos

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argilominerais ferríferos; - Estruturas 2:1: estão os grupos do talco, que incluem a pirofilita, micas,

esmectitas, vermiculitas, cloritas, poligorsquita ou atapulgita e sepiolita. Com base nas composições químicas, os argilominerais são silicatos de

alumínio ou magnésio hidratados podendo conter ainda outros tipos os elementos, como ferro, potássio, lítio e outros.

A Atapulgita consiste em um silicato de magnésio constituído por cristais alongados. Foi Lapparent que nomeou uma terra fuller descoberta no ano de 1935 em Attapulgus, Geórgia (EUA) e em Mormoiron, França de Atapulgita. O novo nome foi aceito pois achava-se que esse mineral era diferente da paligosquita que havia sido descoberta em 1861 nos Montes Urais, União Soviética. Mais tarde descobriu-se que esses minerais faziam parte de uma mesma espécie, sendo provado por técnicas mais adequadas de investigação como: difração de raios- X, microssonda eletrônica e analise termodiferencial. (LUZ; ALMEIDA, 2008)

A Atapulgita quando comparada com outras argilas indústrias, como por exemplo a bentonita e caulinita, apresentam características físico-químicas que são adequadas aos vários usos industriais que estas já eram utilizadas. Alguns desses usos como constituinte de fluido de perfuração, apresentam desempenho semelhante à bentonita, que em alguns aspectos é considerada inferior. Um dos grandes produtores de Atapulgita é os EUA, com lavras nos estados da Florida e Geórgia. No ano de 2006, os EUA produziram cerca de 260 mil toneladas de terra fuller, sendo utilizadas principalmente como: fluido de perfuração; absorventes; como selantes na engenharia civil; carreador de fertilizantes; tinta; emulsão asfáltica; alimentação animal; clarificação, descoramento e filtragem de óleos minerais e como aditivos em cosméticos, produtos farmacêuticos e médicos. (LUZ; ALMEIDA, 2008)

Tanto a atapulgita quanto a sepiolita são constituídas por magnésio, com uma estrutura em canal aberto, formando assim cristais alongados, podendo ocorrer substituições isomórficas parciais do magnésio pelo alumínio ou pelo ferro. Quando ocorrem essas substituições do magnésio pelo alumínio ou ferro, nas camadas octaédricas dos minerais de argila, resultam num acumulo de cargas negativas. Estas associadas a altas superfícies tornam a atapulgita e a sepiolita um solvente para algumas moléculas polares ou íons polares. (LUZ; ALMEIDA, 2008)

Esses dois minerais, mais a bentonita, normalmente apresentam propriedades em comum, como área superficial de média a alta (125 a 210 m2/g), considerável capacidade de sorção e descoramento. A fórmula ideal da atapulgita ou paligorsquita é: R5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O. Onde R é o cátion Mg2+, que pode ser substituído pelo Al3+, Fe3+, Fe2+, na folha octaédrica da camada 2:1. (LUZ; ALMEIDA, 2008)

No município de Guadalupe/PI foram estudadas ocorrências de atapulgita. Os minerais encontrados na argila da região foram: atapulgita, caulinita, esmectita, ilita e clorita, predominando atapulgita seguido de caulinita. Apesar de atapulgita e sepiolita estarem normalmente associadas, por serem dois minerais similares, como falado anteriormente, não se registrou presença de sepiolita no município de Guadalupe. No entanto a flutuação no teor de Mg revela um zoneamento químico. Embora não tenha sido encontrada, a presença de sepiolita em Guadalupe não pode ser descartada. (LUZ; ALMEIDA, 2008)

METODOLOGIA

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As etapas deste trabalho foram empreendidas no laboratório de analises

químicas do UNISALESIANO. Para a construção do padrão de cor, foi feito um tratamento seriado de

amostras de óleo residual, cada uma com 100g, com massa de terra fuller virgem variando de 1 a 7g.

Para a reciclagem térmica, separaram-se porções de 10 g de terra fuller utilizada na clarificação de sebo, individualmente cada porção foi calcinada a 500 ºC, e teve sua massa aferida em intervalos de 30 minutos até peso constante.

Para a avaliação da eficiência da reciclagem pesaram-se 100 g de óleo bruto filtrado, em seguida adicionou-se 7 g da argila reciclada, a mistura foi aquecida a 75 °C, e foi agitada magneticamente por 5 minutos. Em seguida a mistura foi filtrada e o óleo tratado teve sua cor avaliada com os óleos clarificados pela terra fuller virgem.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os passos experimentais iniciais desta pesquisa foram: estabelecer um padrão de coloração para a ação da terra fuller sobre óleo comestível residual, reciclagem de terra fuller residual por tratamento térmico e avaliação da terra fuller reciclada em comparação com a terra fuller virgem.

Para se estabelecer o padrão de coloração que permitiria avaliar a qualidade da terra fuller reciclada, foram utilizadas 7 amostras em triplicata de 100 g de óleo residual. Estas foram tratadas serialmente com terra fuller virgem, variando-se a massa entre 1 e 7 g. Os resultados desse tratamento de clarificação podem ser vistos tanto na Figura 1.

Figura 1. Tubos de ensaio contendo amostras de óleo comestível residual. Da esquerda para a direita, 1 a 7 g de terra fuller virgem. O último 7 g de terra fuller reciclada.

Para avaliação do efeito da calcinação sobre a perda de massa de matéria

graxa, tomou-se 6 amostras de terra fuller que seria descartada após seu uso para clarificação de sebo bovino. O tratamento térmico consistiu em aquecer cada amostra a 500 ºC, mantendo essa temperatura por 30 min. Em seguida a cápsula de porcelana contendo a amostra era retira da mufla e esta era mantida em dissecador

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para resfriamento até temperatura ambiente; a massa era então aferida e a cápsula voltava para a mufla a 500 ºC para novo ciclo de tratamento.

A figura 2 mostra a perda de massa das amostras em três ciclos de tratamento.

Figura 1. Perda de massa em 6 amostras de terra fuller residual. Observa-se, na Figura 1, que a 500 ºC, 30 minutos de tratamento foram

suficientes para eliminar praticamente toda a matéria orgânica presente nas amostras. Notou-se também alteração na coloração das amostras, de uma tom cinza chumbo para um marrom claro, porém, não voltando à tonalidade original que é esverdeado. Isto demonstra que ainda pode haver material a ser retirado ou uma alteração estrutural da argila pela ação térmica.

Por fim, avaliou-se a eficiência do processo de reciclagem, procedendo-se a clarificação de amostras de óleo residual com 7 g de terra fuller reciclada. O resultado pode ser visto no tubo de ensaio mais a direita da Figura 1. Onde se comprova que 7 g de terra fuller reciclada por calcinação a 500 ºC equivale a 3 g de terra fuller virgem

CONCLUSÕES

O trabalho ainda está em desenvolvimento, porém, já permitiu chegar a algumas conclusões.

Comprovou-se que o tratamento térmico elimina aproximadamente 40% dos resíduos presentes na terra fuller utilizada para clarificação de sebo.

Comprovou-se também que a terra fuller reciclada tem uma ação clarificante equivalente a aproximadamente 40% da terra fuller virgem.

Como os resíduos presentes na terra fuller, desse seguimento industrial, são de natureza orgânica, a própria empresa geradora poderia utilizá-la como combustível para caldeira e reutilizá-la antes de descartá-la.

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Os próximos passos desta pesquisa será o tratamento da terra fuller em temperatura mais elevada, o tratamento com solvente orgânico e o tratamento da argila calcinada com solvente orgânico.

REFERÊNCIAS

ARAÚJO, C. M. Estudo sobre argilas. 2009. Disponível em <http://www.ojs.ufpi.br/index.php/ matagal/article/viewFile/238/291>. Acesso em: 02 jul. 2011. COELHO, A. C. V.; SANTOS, P. S; SANTOS, H. S. Argilas Especiais: o que são, caracterização e propriedades. Química Nova, São Paulo, 2007. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n5/a42v30n5.pdf>. Acesso em: 08 Jan. 2011. LUZ, A. B.; ALMEIDA, S. L. M. Atapulgita e Sepiolita. Centro de Tecnologia Mineral – Ministério da Ciência e Tecnologia, Rio de Janeiro, Nov. 2005. Disponível em: <http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2008-162-00.pdf>. Acesso em: 08 Jan. 2011.