(1) Departamento de Mecânica, Instituto de Engenharia Mecânica, Escola Federal de Engenharia de Itajubá, Av. BPS, 1303, Bairro Pinheirinho, Itajubá - MG, CEP: 37500-903.
Palavras-chave: resíduos industriais, co-processamento, dispersão atmosférica.
Resumo
A geração de resíduos perigosos é um sério problema ambiental da atualidade e tem se agravado ainda mais com a disposição inadequada desses em aterros, sem nenhum tratamento para a imobilização de seus constituintes perigosos.
Uma das alternativas para o problema é o co-processamento de resíduos industriais em processos de alta temperatura, notadamente nos fornos rotativos da indústria de cimento, atividade que mostra-se estratégica para o controle ambiental.
As vantagens do co-processamento sobre a incineração convencional são inúmeras, podendo-se destacar: as altas temperaturas envolvidas, que garantem a destruição das substâncias orgânicas; elevado tempo de residência do gás, e a alta turbulência, que promove uma combustão mais completa e redução dos níveis de emissões de poluentes. Além disso, as cinzas e escórias residuais da combustão são incorporadas ao clínquer, promovendo a imobilização de metais pesados e eliminando, conseqüentemente, a necessidade de disposição. Apesar dessas vantagens, o co-processamento de resíduos não deve ser utilizado indiscriminadamente, pois muitos tipos de resíduos não se prestam à queima por este processo.
Para se avaliar os níveis de poluição atmosférica em conseqüência da emissão de poluentes, deve se conhecer os mecanismos de dispersão. Assumindo que dado poluente está sendo emitido para a atmosfera, é necessário saber seu trajeto até que este atinja o solo Para este estudo foi utilizado o Modelo Gaussiano de Dispersão da Pluma, que é um modelo matemático relativamente simples que é aplicado para fontes emissoras pontuais.
Uma das suposições fundamentais deste modelo é considerar que, dentro de curtos intervalos de tempo (como algumas horas), a taxa de emissão do poluente e as condições meteorológicas permanecem constantes. A poluição do ar é representada por uma pluma idealizada que vem do topo de uma chaminé. Um dos cálculos primários é a altura efetiva da chaminé, pois, como os gases liberados estão aquecidos, a pluma quente será empurrada para uma certa altura acima do topo da chaminé. Este deslocamento vertical é calculado a partir da velocidade e temperatura dos gases de saída e da temperatura ambiente.
Uma vez que a pluma alcançou sua altura efetiva, a dispersão começa em três dimensões, em função da velocidade média do vento que sopra através da pluma. A dispersão na direção horizontal e na direção vertical será governada pelos coeficientes de Dispersão Lateral da Pluma. A dispersão lateral depende de um dado conhecido como a Classe de Estabilidade de Pasquill, que é uma medida da estabilidade relativa do ar circunvizinho. O modelo assume que a concentração máxima ocorre no centro da pluma.
O modelo gaussiano foi implementado em linguagem Fortran, e fornece, a partir das informações de entrada descritas anteriormente, a concentração máxima do poluente ao longo da trajetória da pluma.
O gráfico a seguir, gerado pelo programa, mostra a concentração de antimônio, emitido pela chaminé de uma cimenteira a uma taxa de 1,8µmg/s, para as seis classes de estabilidade de Pasquill. As condições estabelecidas foram: velocidade do vento de 2 m/s; velocidade de saída dos gases de 7 m/s; altura da chaminé de 50 m; diâmetro da chaminé de 3 m; temperatura ambiente de 25ºC; temperatura dos gases de saída de 100ºC.
As taxas de emissão de metais típicas para processos de co-processamento em fornos de cimento foram testadas com o modelo e verificaram-se concentrações inferiores aos limites estabelecidos para a MEI (Máxima Exposição Individual). Tal fato demonstra, em mais um aspecto, a viabilidade da atividade de co-processamento.