Jose Paulo Sant Anna13 de maio de 2019
Hoje, do total de produtos produzidos em PVC no Brasil, apenas 2,6% ainda usam chumbo como elemento estabilizante.
Utilizado em muito maior escala até o início do século (não existem informações exatas sobre tal percentual), o metal pesado possui propriedades consideradas altamente contaminantes.
Por motivos estratégicos ligados à disponibilidade de materiais no mercado brasileiro, a liga Ca/Zn tem sido a mais aproveitada para substituir o chumbo.
Hoje ela é usada em 86,8% das aplicações no mercado nacional.
A boa notícia, obtida a partir de estudo realizado pela MaxiQuim para o Instituto Brasileiro do PVC, foi anunciada ao mercado durante a realização da terceira edição do Viniltec, conferência tecnológica sobre o PVC.
Realizado no último dia 20 de março em São Paulo-SP, o evento contou com palestras de profissionais ligados aos fabricantes da matéria-prima, aditivos, equipamentos, consultores e da academia.
Foi organizado pela Society of Plastics Engineers (SPE) – Seção Brasil.
A história da substituição do chumbo como estabilizante do PVC começou no final dos anos 90, quando o metal pesado se tornou alvo de reclamações mundiais de ambientalistas.
Uma aplicação, em especial, incomodava os críticos.
Os tubos de PVC eram (e são até hoje) fartamente utilizados para o transporte de água potável.
As queixas também atingiam outros segmentos. Na época, a indústria automobilística chegou a ameaçar interromper o uso da resina, o que acabou não acontecendo.
Fornecedores da matéria-prima e transformadores apresentaram trabalhos técnicos para tentar provar aos usuários que a presença do chumbo nos produtos finais não era danosa aos consumidores.
Pelo sim, pelo não, no entanto, essa era uma questão incômoda.
A União Europeia enfrentou o problema e no início deste século tomou a resolução de substituir o chumbo por outros estabilizantes.
Ela anunciou que a partir de 2015 o chumbo seria completamente retirado de todo o produto de PVC produzido no continente europeu. Prometeu e cumpriu.
No Brasil, também no início do século, empresários ligados ao setor decidiram não ficar atrás.
Bahiense: cálcio e zinco têm preferência; cádmio fica fora
"Por mais que mostrássemos a segurança dos produtos finais aos clientes, a presença do chumbo causava danos à imagem da resina", explicou Miguel Bahiense, presidente do Instituto Brasileiro do PVC.
Havia também o problema de que o chumbo adicionado ao PVC precisava ser fabricado, e isso poderia ocasionar danos à saúde dos trabalhadores dessas linhas de produção operadas por outros ramos industriais.
"Não podíamos fechar os olhos para isso".
Capitaneado pelo instituto, as principais empresas presentes no país ligadas aos fornecedores de PVC, de estabilizantes e transformadores iniciaram em 2002 um projeto para adequar o mercado nacional o quanto antes à realidade europeia.
Em 2016 foi realizada uma primeira pesquisa por aqui para medir o avanço da iniciativa. Em 2018 foi feita a segunda pesquisa, cujos resultados foram anunciados na Viniltec.
Números atuais – De acordo com o estudo patrocinado pelo Instituto Brasileiro do PVC, o consumo aparente da resina no Brasil em 2018 ficou em 896,8 mil toneladas.
A extrusão de tubos foi a aplicação que mais consumiu a resina, com 394,2 mil toneladas.
Em segundo lugar, aparece a extrusão de perfis (134,5 mil t), seguida pela calandragem de flexíveis (77,9 mil t), injeção de rígidos (56,2 mil t), extrusão de filmes (55,8 mil t), extrusão de fios e cabos (55,6 mil t), injeção de flexíveis (50,6 mil t) e outras aplicações que utilizam menor quantidade da resina.
Vale ressaltar: o percentual de uso de estabilizantes térmicos na formulação final do PVC varia com a operação de transformação.
No caso da extrusão de tubos, por exemplo, o estabilizante entra em proporção de 2,5% do peso do produto a ser fabricado.
Na extrusão de perfis, esse índice sobe para 3% e na calandragem de flexíveis fica em 2%. Entre os demais processos, as maiores porcentagens são as que se verificam na injeção de rígidos (4,5%) e na injeção de flexíveis (3%).
A substituição do chumbo se encontra em diferentes estágios conforme a operação de transformação avaliada.
No caso da extrusão de tubos, linha de produção que mais consome PVC no Brasil, ela atinge nível considerado de excelência.
Das 9,9 mil toneladas de estabilizantes destinadas para essa aplicação no mercado nacional, apenas 2,4% contêm o metal pesado.
Os demais 97,6% usados são feitos de Ca/Zn. Essas porcentagens, em 2016, eram de 7,2% e 92,8%.
Na extrusão de perfis, das 4 mil t de estabilizantes usadas no ano passado, 6,1% foram de chumbo, 2,5% de estanho e 91,4% de Ca/Zn.
Em 2016, esses números, respectivamente, foram de 8%, 2,5% e 89,5%.
A substituição foi total nos casos de injeção e calandragem de rígidos.
Na injeção de rígidos, as 2,5 mil t de estabilizantes utilizadas foram de Ca/Zn.
No caso da calandragem, das 320 mil toneladas, 25% foram de Ca/Zn e 75% de estanho, material bastante indicado para a operação.
O consumo de estabilizantes em aplicações de PVC flexível, na casa das 6,2 mil toneladas no ano passado, ficou dividido em 64,3% de Ca/Zn, 31,8% de Ba/Zn, 2% de Ba/Cd/Zn e 1,7% de chumbo.
O cádmio também não é bem-vindo na visão dos especialistas.
"O segmento de calçados substituiu o Ba/Cd/Zn e atualmente utiliza Ba/Zn e Ca/Zn".
De acordo com o presidente do instituto, o Ca/Zn vem ampliando participação, não vem sendo utilizado apenas em calçados a serem exportados. Algumas empresas já o aproveitam nas linhas voltadas ao mercado interno.
"Apesar do descrédito de muitos quando iniciamos essa caminhada, os resultados alcançados demonstram o sucesso de nosso esforço", orgulha-se Bahiense.
"O objetivo do instituto e de seus parceiros agora é dar prosseguimento a esse trabalho até eliminar completamente o uso de estabilizantes com algum tipo de restrição".
Lançamento – O lançamento feito pela Braskem do novo grade de PVC Norvic SP 750RA foi tema de uma das palestras da Viniltec.
A origem do desenvolvimento do produto tem a ver com a entrada em vigor, no último mês de agosto, da norma ABNT NBR 14285, que estabelece exigências e requisitos de desempenho e durabilidade para os perfis rígidos de PVC utilizados em forros instalados nos tetos de edificações residenciais ou comerciais.
Esses forros atuam protegidos das intempéries e desempenham funções de acabamento interno do teto e/ou ocultamento de redes e de estruturas dos telhados.
Com a nova norma, aumentaram as exigências do desempenho do material a ser usado nessa aplicação.
Entre outras características, ele precisa apresentar maior resistência ao impacto e estabilidade dimensional e menor velocidade de envelhecimento.
Para chegar à composição ideal, a alternativa para os fabricantes de forros é adicionar cargas minerais ao PVC na quantidade adequada, de forma a atingir os resultados esperados.
De acordo com o engenheiro de aplicação e desenvolvimento de mercado da Braskem, Emerson Madaleno, essa não é uma tarefa simples.
Durante o processo de fabricação dos perfis, da introdução da matéria-prima na extrusora até a obtenção do produto final, a resina passa por etapas de compactação, gelificação e degasagem, que precisam ocorrer dentro de padrões rigorosos para evitar prejuízos na qualidade do produto final.
Nesse cenário, qualquer variação no teor de cargas pode provocar problemas.
Os dissabores podem acontecer tanto se a máquina for alimentada de forma manual, quando as cargas são adicionadas ao PVC em um misturador posicionado próximo à extrusora, quanto nos processos de alimentação automatizados.
"O Norvic SP 750RA já vem preparado com a quantidade de cargas adequada às necessidades dos transformadores. Ele tem a característica de compósito, com pouca variação significativa de formulação", garante Madaleno.
Para o engenheiro, também apresenta ótima processabilidade, permite rápida gelificação e fluidez elevada, além de gerar peças com brilho e boa estabilidade térmica.
Roscas e cilindros – A LGMT, empresa nacional com fábrica em Piracicaba-SP, além de oferecer linhas completas de extrusão se tornou conhecida pela fabricação e recuperação de conjuntos de roscas e cilindros para as operações de extrusão e injeção.
O diretor da empresa, Alexandre Miotto, falou em sua palestra sobre a importância que os transformadores devem dar à perfeita seleção e manutenção desses componentes.
Cada material a ser transformado, entre eles o PVC, tem suas especificidades, o que exige estudo caso a caso para se chegar ao melhor desempenho desses conjuntos.
O diretor apresentou alguns tipos de revestimentos oferecidos pela empresa que podem ser aplicados nas roscas.
Existem os indicados para a crista do filete (parte mais elevada da espiral) e os voltados para a parte lateral do filete e núcleo da rosca.
A empresa oferece três tipos de revestimentos oferecidos para serem aplicados na crista.
O 06, formado por uma liga bimetálica, é apropriado para roscas que operam com materiais dotados de abrasividade baixa ou média.
"Nem sempre os materiais de maior dureza são os que desgastam mais as roscas, os de média ou baixa podem provocar estragos maiores em alguns casos", adverte Miotto.
Ele pode ser aplicado tanto em roscas novas como no processo de recuperação.
O 08 é indicado para roscas novas ou na recuperação de usadas que trabalham com materiais muito abrasivos.
Por fim, a empresa oferece o grade Especial para a recuperação de cristas de roscas que trabalham com materiais com reduzido índice de abrasividade.
Como as características finais da rosca revestida com o Especial são similares às das roscas nitretadas originais da máquina, esse revestimento não é adequado para revestir roscas novas.
"Hoje em dia está cada vez mais raro os transformadores usarem esse tipo de matéria-prima, em quase todas as aplicações são aproveitados PVC dotados com cargas".
Outros três produtos da empresa são para as laterais dos filetes e núcleos das roscas.
O revestimento X é para as que operam em contato com materiais com elevado índice de abrasividade.
O E para matérias-primas que tendem a aderir ao núcleo da rosca.
"Por diminuir o coeficiente de atrito do material do núcleo, a aplicação do E precisa ser estudada com cuidado para não prejudicar o funcionamento da linha de produção".
O K é para produtos com elevadíssimo índice de abrasão, como nos casos da transformação de materiais com 60% de fibra, por exemplo.
"É indicado para roscas com pequenas dimensões".
Carbonato de cálcio – A seleção correta do tipo de carbonato de cálcio a ser usado como aditivo em compostos de PVC voltados para a produção de peças rígidas foi tema de três palestras do evento.
Mais do que coincidência, o fato demonstra a importância dada pelos especialistas ao assunto. Uma boa escolha na hora de realizar a formulação traz muitas vantagens aos transformadores.
Entre os convidados do ramo, uma constatação unânime. Utilizar carbonato de cálcio com tamanho de partículas homogêneas melhora a produtividade.
Por suas propriedades, o uso de carbonatos mais finos, com menores partículas, é tendência mundial.
Com os grãos menores é possível aumentar o teor de carga no composto da matéria-prima e, em paralelo, obter plastificação mais homogênea nas máquinas de transformação, que passam a operar com menor variação de temperaturas.
As peças finais ganham maior resistência mecânica e melhor acabamento.
Lairton Goulart Leonardi, diretor da consultoria Solvo, destacou que algumas das principais características desse minério.
Explicou que existem duas categorias do carbonato de cálcio, as naturais, retirados em jazidas na natureza e conhecidas como GCC, e o obtido em laboratórios através da síntese de hidróxido de cálcio com gás carbônico, o PCC – este último não é aproveitado em escala significativa pela indústria do plástico.
Os naturais são subdivididos em quatro categorias, a partir de critérios como o seu material de origem: calcítico cristalino, calcítico magnesiano, calcítico cretáceo (conhecido como chalk) e calcítico óptico.
"Entre os naturais, nem todos os tipos são utilizados pela indústria do plástico", explica Leonardi.
O mais procurado pelo setor é o calcítico cretáceo.
De acordo com as características físicas e os formatos e tamanhos dos grãos, são feitas as seleções para as diversas aplicações.
No caso do cretáceo, por exemplo, partículas de 1,2 a 2,5 micrômetros são indicados para tubos e conexões.
O calcítico magnesiano, com grãos de 1,2 a 1,9 micrômetros, podem ser aproveitados em compostos para a fabricação de forros ou perfis rígidos, entre outras linhas de produtos.
A Imerys, gigante mundial no segmento de minérios não metálicos para a indústria, marcou presença.
Elton Belomi, gerente comercial, destacou um trabalho realizado pela empresa no exterior que comprova a eficiência do uso de grãos menores do mineral na obtenção de peças plásticas de maior qualidade.
"O uso de partículas menores do minério proporciona vantagens, como melhor processabilidade e ganho de propriedades mecânicas e aparência nas peças finais", resume.
Adriano Rudnick, especialista técnico da multinacional suíça Omya, produtora mundial de derivados de carbonato de cálcio, reforçou a tese.
Ele também ressaltou as vantagens do uso de partículas revestidas com estearinas, que trazem ganhos de processabilidade nos compostos em várias situações.
Incêndios e laboratório – Entre as resinas, o PVC está entre as que apresentam propriedades mais adequadas à segurança cobrada pelos especialistas em combate a incêndios.
A tese foi defendida em palestra proferida por Edson Polistchuck, presidente da SPE – Seção Brasil.
"Essa é uma característica muito importante para uma matéria-prima aproveitada em diversos produtos da construção civil".
Entre os vários tópicos comentados pelo técnico, destaque para o fato do PVC apresentar baixo potencial de ignição e permitir a extinção do fogo com maior facilidade do que outros materiais.
Ele também dificulta a propagação das chamas e conta com baixo teor de liberação do calor. Sobre a liberação de fumaças tóxicas quando em combustão,
Polistchuck explica que o PVC apresenta propriedades similares às de todos os plásticos.
"Um dos gases mais letais, o monóxido de carbono, é liberado durante a queima de todos os materiais, plásticos ou não".
A pesquisadora Izabel Fernanda Machado apresentou aos representantes da indústria presentes no evento um resumo da possibilidade dos trabalhos oferecidos pelo Laboratório de Fenômenos de Superfície da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
Dotado com vários equipamentos valiosos para trabalhos de tribologia, nome dado ao estudo do atrito, lubrificação e desgaste de materiais durante a execução de tarefas industriais, o laboratório pode produzir estudos os mais variados.
Entre eles, por exemplo, a pesquisa e seleção dos materiais e revestimentos mais adequados presentes em moldes nas máquinas de transformação.