Preocupados com aspectos ambientais relacionados com a recuperação de solventes e, também, com os riscos envolvidos em experimentos trivialmente executados em disciplinas de Química Orgânica Experimental, utilizamos critérios numéricos para avaliá-los e determinar a viabilidade de se adotarem práticas alternativas, em ambas as frentes. Neste contexto, comparamos, do ponto de vista ambiental, a viabilidade de recuperação de alguns solventes, por destilação, no Setor de Tratamento de Resíduos e Solventes (STRES), com a incineração completa dos mesmos materiais, em incinerador industrial. Para isto, procedemos à separação, por destilação, dos componentes de algumas misturas de solventes. Após determinação das composições dos destilados, por cromatografia em fase gasosa, inserimos os dados obtidos no software ECOSOLVENT para comparamos os impactos ambientais (considerando o EI99 como indicador da Avaliação do Ciclo de Vida) destas destilações com os das incinerações das misturas brutas. Para a maior parte dos casos, foi constatado um menor impacto ambiental para os processos de destilação, justificando-se a continuidade dos trabalhos do STRES. Quanto aos experimentos de Química Orgânica Experimental, combinamos a pontuação de riscos sugerida pela National Fire Protection Association-USA, com o critério de Economia Atômica, tanto para os processos tradicionais como para as modificações sugeridas. Estas últimas levaram, numericamente, a riscos menores, sem alteração das Economias Atômicas. / Concerned with environmental issues related to the recovery of solvents and also to the risks involved in trivial Experimental Organic Chemistry practices, we used numerical criteria to evaluate the feasibility of adopting alternative practices on both fronts. In this context, we compared, from the environmental point of view, the recovery feasibility of some solvents, by distillation, at the Setor de Tratamento de Resíduos e Solventes (STRES), with their complete incineration in an industrial incinerator. Therefore, we proceed to the separation, by distillation, of the components of some mixtures of solvents. After determining the composition of the distillates, by gas chromatography, we input the obtained data into the ECOSOLVENT software in order to compare the environmental impacts (considering the EI99 indicator for the Life Cycle Assessment calculations), arising from these distillations, with those from direct incineration of the crude mixtures of solvents. For most cases, distillation impacts were found to be smaller than those for incineration, thus justifiyng the existence of STRES. As for the Experimental Organic Chemistry practices, we cobined the American National Fire Protection Association`s risks score with the Atom Economy concept for the current, and for some suggested modified procedures. These latter ones led to numerical smaller risks without changing the Atomic Economies.

A indústria de produção de couro gera uma grande quantidade de resíduos com características poluentes e de elevada periculosidade, entre os quais se destacam os resíduos curtidos (aparas, serragem e pó de couro curtido) e os lodos provenientes das estações de tratamento de efluentes (lodos de cromo, lodos primários e lodos secundários). Estes resíduos possuem uma considerável quantidade de compostos de Cr(III) na sua composição, os quais, sob condições oxidantes, podem transformar-se em Cr(VI), que é altamente tóxico para animais, plantas e seres humanos. No entanto, estes resíduos constituem uma potencial fonte alternativa de cromo (tradicional pigmento industrial) que poderia ser aproveitada pela indústria de vidros e de esmaltes. No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades físicas e químicas de um lodo de cromo proveniente do distrito industrial do município de Franca/SP, com o intuito de avaliar a viabilidade da utilização das cinzas da incineração deste resíduo como uma potencial fonte alternativa de cromo na fabricação de vidros sodo-cálcicos coloridos para embalagens. Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), análises termodiferencial (DTA) e termogravimétrica (TG/DTG), análise elementar, análise granulométrica, determinação de poder calorífico pelo método da bomba calorimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram usados para determinar as características físicas e químicas do lodo de cromo. A incineração do resíduo foi realizada numa mufla elétrica a 800 C, utilizando um cadinho de alumina. A determinação da concentração de íons Cr(VI) presentes no lodo e nas cinzas foi realizada através do método colorimétrico utilizando difenilcarbazida. Vidros sodo-cálcicos contendo as cinzas da incineração do lodo de cromo foram preparados por meio da fusão das matérias-primas industriais (areia, barrilha e calcário) em cadinhos de alumina a 1500 C por 1h, sob condições similares às utilizadas no processo industrial de produção de vidros comerciais de coloração verde (composição, adição de ferro e condições redutoras). Para fins de comparação, foram preparadas também amostras de vidros contendo cromita (tradicional fonte industrial de cromo utilizada pela indústria de vidros) sob condições semelhantes. As amostras de vidros foram caracterizadas em termos de composição química por FRX, MEV, DRX, coordenadas colorimétricas (sistema CIEL*a*b*) e absorção óptica. Os resultados de FRX mostraram que as cinzas apresentam um teor de cromo de aproximadamente 47% em massa de Cr2O3, valor não muito distante do teor de cromo observado na composição da cromita (cerca de 43% em massa de Cr2O3). Os vidros preparados utilizando cromita e as cinzas da incineração de lodo de cromo apresentaram bandas de absorção óptica semelhantes no intervalo analisado (200-3300 nm), sem a presença aparente da banda de absorção óptica entorno de 370 nm, característica do íon Cr6+. Estes resultados sugerem que sob condições adequadas de incineração do lodo, bem como formulação e fusão do vidro, é possível utilizar-se as cinzas obtidas como fonte alternativa de cromo para a fabricação de vidros coloridos do sistema soda-cal-sílica. / Leather production industry generates large quantities of solid wastes with pollutant characteristics and hazardous conditions, such as tanned wastes (Chrome shaving, chrome splits and buffing dust) and sludges from wastewater treatment process (Tannery sludge, primary and secondary sludge). These wastes containing Cr(III), which, under oxidizing conditions, can turn into Cr(VI), an extremely toxic and cancerigenous form of the element. However, these wastes are a potential source of chromium (traditional industrial pigment) which could be used by the glass and ceramic enamels industries. In the present work was studied the physical and chemical properties of a tannery sludge from the industrial district of the city of Franca, São Paulo State, Brazil, in order to evaluate the feasibility of using the ashes from incineration of this waste as a potential alternative source of chromium for the manufacturing of soda-lime glasses. X-Ray Fluorescence (XRF), Xray Diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetric Analysis (TG/DTG), elemental analysis, granulometric analysis, determination of calorific value by the bomb calorimeter method and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to determine the physical and chemical characteristics of tannery sludge. The tannery sludge incineration was performed using an alumina crucible in a electric oven at 800 C. Colorimetric method using diphenylcarbazide were conducted to determinate the Cr(VI) concentration in the waste and the ashes from incineration. Soda-lime glass containing the ashes from incineration of tannery sludge was prepared by melting of industrial raw materials (sand, soda ash and limestone), in alumina crucibles at 1500 C for 1 hour, under similar conditions to those used in the industrial production process of commercial green container glasses (composition, addition of iron and reducing conditions). For comparison purposes, glasses containing chromite (traditional industrial source of chromium used by the glass industry) were also prepared under similar conditions. The glass samples were characterized in terms of chemical composition by XRF, MEV, DRX, color (CIEL*a*b* system) and optical absorption. The FRX results revealed that the ashes are composed by about 47 wt% Cr2O3. This amount is not so far from the chromium content observed in the composition of chromite (about 43 wt% Cr2O3). The glasses containing chromite and the ashes from the incineration of the tannery sludge exhibited approximately similar optical absorption bands in the analyzed range (200-3300 nm), without the presence of optical absorption band around 370 nm, characteristic of Cr 6+. These results suggests that under appropriate incineration conditions of the sludge, as well as formulation and melting of glass, is possible use the chromium-rich ashes from incineration of tannery sludge as an alternative source of chromium for the manufacturing of colored glasses of the soda-lime-silica system.

Duas questões da sociedade do século XXI podem ser destacadas: a grande geração de resíduos; a carência por sistemas de tratamento adequado desses resíduos; e a crescente demanda por energia. A busca por alternativas para lidar com essas questões vem mobilizando os setores público e privado no sentido de explorar soluções ainda não praticadas na maior parte do mundo em desenvolvimento. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei nº 12.305/2010, estabeleceu um novo paradigma na gestão de resíduos sólidos no Brasil. Entre as mudanças apresentadas, uma das mais relevantes é a exclusividade de destinação de apenas rejeitos aos aterros sanitários, sendo os rejeitos entendidos como os resíduos que não mais apresentam possibilidade de tratamento. O cumprimento dessa lei irá requerer o estudo de alternativas de tratamento de resíduos gerados na fase anterior à sua disposição final. Entre as soluções possíveis está o seu aproveitamento energético, também previsto na PNRS. Nesse contexto, esta dissertação busca analisar duas tecnologias de tratamento de resíduos digestão anaeróbia e incineração e verificar suas respectivas viabilidades econômicas, tendo como objeto o cenário brasileiro, com foco especial no estado de São Paulo. Os resultados obtidos indicam que, respeitando-se as diretrizes da PNRS, entre os métodos de tratamento de resíduos sólidos urbanos analisadas, a digestão anaeróbia se mostrou mais viável do que a incineração para as regiões estudadas. Tais resultados tomaram como pressuposto que a PNRS é uma lei que deverá ser cumprida e exigida tal como se apresenta, e seu cumprimento implicará numa mudança significativa do modo como é feita a gestão de resíduos sólidos no país. Adicionalmente, as análises realizadas apontaram que, além dos aspectos econômicos, aspectos ambientais, sociais e culturais também são de fundamental importância na tomada de decisão por uma opção tecnológica adequada dos RSU. / Three issues of the XXI century society can be pointed out: The increasing volume of waste generation, the lack of adequate waste treatment systems and the increasing demand of energy. The search for alternatives to deal with these issues is calling the attention of both public and private agents who are engaged in exploring solutions not yet in place in most part of developing countries. The National Policy on Solid Waste (PNRS), established by the Law # 12,305/2010, set a new paradigm for the solid waste management in Brazil. Amongst the proposed changes, one of the most relevance is the destination of the so-called \"rejects\" to landfill, in which \"rejects\" stands for the residues that can no longer be processed. To abide by this law will require the analysis of alternatives for treating the residues prior to their final disposal. Amongst the possible solutions, there is the utilization of residues to generate electric energy. In this context, this master\'s thesis examines the two of the most used technologies in the developed world anaerobic digestion and incineration and evaluation their economic feasibility in the Brazilian scenario, particularly in the State of São Paulo. The analysis took as an assumption that the PNRS is a law that shall be enforced as it was stated, and that its compliance will require in a significant change in the way the solid waste management is done within the country. For the regions analyzed, our results showed that, under the PNRS requirements, the anaerobic digestion appeared to be more feasible than the incineration technology. Additionally, our work also indicates that, beyond the economic aspects, other issues such as environmental, social and cultural ones are fundamental for the decision making regarding the best technology applied in urban solid waste process.

A indústria de produção de couro gera uma grande quantidade de resíduos com características poluentes e de elevada periculosidade, entre os quais se destacam os resíduos curtidos (aparas, serragem e pó de couro curtido) e os lodos provenientes das estações de tratamento de efluentes (lodos de cromo, lodos primários e lodos secundários). Estes resíduos possuem uma considerável quantidade de compostos de Cr(III) na sua composição, os quais, sob condições oxidantes, podem transformar-se em Cr(VI), que é altamente tóxico para animais, plantas e seres humanos. No entanto, estes resíduos constituem uma potencial fonte alternativa de cromo (tradicional pigmento industrial) que poderia ser aproveitada pela indústria de vidros e de esmaltes. No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades físicas e químicas de um lodo de cromo proveniente do distrito industrial do município de Franca/SP, com o intuito de avaliar a viabilidade da utilização das cinzas da incineração deste resíduo como uma potencial fonte alternativa de cromo na fabricação de vidros sodo-cálcicos coloridos para embalagens. Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), análises termodiferencial (DTA) e termogravimétrica (TG/DTG), análise elementar, análise granulométrica, determinação de poder calorífico pelo método da bomba calorimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram usados para determinar as características físicas e químicas do lodo de cromo. A incineração do resíduo foi realizada numa mufla elétrica a 800 C, utilizando um cadinho de alumina. A determinação da concentração de íons Cr(VI) presentes no lodo e nas cinzas foi realizada através do método colorimétrico utilizando difenilcarbazida. Vidros sodo-cálcicos contendo as cinzas da incineração do lodo de cromo foram preparados por meio da fusão das matérias-primas industriais (areia, barrilha e calcário) em cadinhos de alumina a 1500 C por 1h, sob condições similares às utilizadas no processo industrial de produção de vidros comerciais de coloração verde (composição, adição de ferro e condições redutoras). Para fins de comparação, foram preparadas também amostras de vidros contendo cromita (tradicional fonte industrial de cromo utilizada pela indústria de vidros) sob condições semelhantes. As amostras de vidros foram caracterizadas em termos de composição química por FRX, MEV, DRX, coordenadas colorimétricas (sistema CIEL*a*b*) e absorção óptica. Os resultados de FRX mostraram que as cinzas apresentam um teor de cromo de aproximadamente 47% em massa de Cr2O3, valor não muito distante do teor de cromo observado na composição da cromita (cerca de 43% em massa de Cr2O3). Os vidros preparados utilizando cromita e as cinzas da incineração de lodo de cromo apresentaram bandas de absorção óptica semelhantes no intervalo analisado (200-3300 nm), sem a presença aparente da banda de absorção óptica entorno de 370 nm, característica do íon Cr6+. Estes resultados sugerem que sob condições adequadas de incineração do lodo, bem como formulação e fusão do vidro, é possível utilizar-se as cinzas obtidas como fonte alternativa de cromo para a fabricação de vidros coloridos do sistema soda-cal-sílica. / Leather production industry generates large quantities of solid wastes with pollutant characteristics and hazardous conditions, such as tanned wastes (Chrome shaving, chrome splits and buffing dust) and sludges from wastewater treatment process (Tannery sludge, primary and secondary sludge). These wastes containing Cr(III), which, under oxidizing conditions, can turn into Cr(VI), an extremely toxic and cancerigenous form of the element. However, these wastes are a potential source of chromium (traditional industrial pigment) which could be used by the glass and ceramic enamels industries. In the present work was studied the physical and chemical properties of a tannery sludge from the industrial district of the city of Franca, São Paulo State, Brazil, in order to evaluate the feasibility of using the ashes from incineration of this waste as a potential alternative source of chromium for the manufacturing of soda-lime glasses. X-Ray Fluorescence (XRF), Xray Diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetric Analysis (TG/DTG), elemental analysis, granulometric analysis, determination of calorific value by the bomb calorimeter method and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to determine the physical and chemical characteristics of tannery sludge. The tannery sludge incineration was performed using an alumina crucible in a electric oven at 800 C. Colorimetric method using diphenylcarbazide were conducted to determinate the Cr(VI) concentration in the waste and the ashes from incineration. Soda-lime glass containing the ashes from incineration of tannery sludge was prepared by melting of industrial raw materials (sand, soda ash and limestone), in alumina crucibles at 1500 C for 1 hour, under similar conditions to those used in the industrial production process of commercial green container glasses (composition, addition of iron and reducing conditions). For comparison purposes, glasses containing chromite (traditional industrial source of chromium used by the glass industry) were also prepared under similar conditions. The glass samples were characterized in terms of chemical composition by XRF, MEV, DRX, color (CIEL*a*b* system) and optical absorption. The FRX results revealed that the ashes are composed by about 47 wt% Cr2O3. This amount is not so far from the chromium content observed in the composition of chromite (about 43 wt% Cr2O3). The glasses containing chromite and the ashes from the incineration of the tannery sludge exhibited approximately similar optical absorption bands in the analyzed range (200-3300 nm), without the presence of optical absorption band around 370 nm, characteristic of Cr 6+. These results suggests that under appropriate incineration conditions of the sludge, as well as formulation and melting of glass, is possible use the chromium-rich ashes from incineration of tannery sludge as an alternative source of chromium for the manufacturing of colored glasses of the soda-lime-silica system.

A presente pesquisa teve por objetivo propor uma estrutura de modelagem matemática para a localização ótima de unidades de tratamento térmico de resíduos com recuperação energética. Para tal, o ferramental utilizado foi o método de programação inteira mista, sendo a modelagem desenvolvida aplicada para a Região Metropolitana da Baixada Santista e Litoral Norte. Foi considerada como premissa básica que o processo de incineração seria operado pelo poder público; todos os municípios geradores de Resíduos Sólidos Domiciliares foram considerados como potenciais localidades para a instalação da unidade de tratamento térmico de resíduos; todos os aterros sanitários que atendiam os Municípios estudados foram considerados para a recepção das escórias e cinzas provenientes do processo de incineração. Foram especificados quatro cenários para tal análise, que abordaram competitividade em relação ao uso de aterros sanitários e a presença de eficiência na coleta seletiva dos Municípios. Os resultados apontaram para que a unidade de tratamento térmico de resíduos se localize no entorno dos Municípios de Santos, Praia Grande e São Vicente. Mesmo com a opção do uso de aterros sanitários, a implantação da unidade de tratamento térmico de resíduos se apresentou como uma alternativa mais favorável, tendo sido levados em conta, na modelagem proposta, aspectos tanto ambientais como econômicos. / This study aimed to propose a mathematical modeling framework for optimal location of units of the thermal treatment of waste with energy recovery. To this end, the tool used was the method of mixed integer programming, and the developed modeling applied to the Santos Metropolitan Region and North Coast. It was considered as the basic premise that the incineration process would be operated by the Government; all municipalities solid waste generators were considered as potential locations for the installation of the unit thermal treatment of waste, all landfills that serve municipalities studied were considered for receipt of slag and ash from the incineration process. Four scenarios were specified for this analysis that addressed competitiveness in relation to the use of landfills and the presence of selective collection efficiency in the municipalities. Results showed that the unit of thermal treatment of waste should be located in the vicinity of the cities of Santos, São Vicente and Praia Grande. Even with the option of using landfill, the deployment of the unit of thermal treatment of waste is presented as an alternative more favorable, having been taken into account in the proposed model, both environmental and economic aspects.

A presente pesquisa teve por objetivo propor uma estrutura de modelagem matemática para a localização ótima de unidades de tratamento térmico de resíduos com recuperação energética. Para tal, o ferramental utilizado foi o método de programação inteira mista, sendo a modelagem desenvolvida aplicada para a Região Metropolitana da Baixada Santista e Litoral Norte. Foi considerada como premissa básica que o processo de incineração seria operado pelo poder público; todos os municípios geradores de Resíduos Sólidos Domiciliares foram considerados como potenciais localidades para a instalação da unidade de tratamento térmico de resíduos; todos os aterros sanitários que atendiam os Municípios estudados foram considerados para a recepção das escórias e cinzas provenientes do processo de incineração. Foram especificados quatro cenários para tal análise, que abordaram competitividade em relação ao uso de aterros sanitários e a presença de eficiência na coleta seletiva dos Municípios. Os resultados apontaram para que a unidade de tratamento térmico de resíduos se localize no entorno dos Municípios de Santos, Praia Grande e São Vicente. Mesmo com a opção do uso de aterros sanitários, a implantação da unidade de tratamento térmico de resíduos se apresentou como uma alternativa mais favorável, tendo sido levados em conta, na modelagem proposta, aspectos tanto ambientais como econômicos. / This study aimed to propose a mathematical modeling framework for optimal location of units of the thermal treatment of waste with energy recovery. To this end, the tool used was the method of mixed integer programming, and the developed modeling applied to the Santos Metropolitan Region and North Coast. It was considered as the basic premise that the incineration process would be operated by the Government; all municipalities solid waste generators were considered as potential locations for the installation of the unit thermal treatment of waste, all landfills that serve municipalities studied were considered for receipt of slag and ash from the incineration process. Four scenarios were specified for this analysis that addressed competitiveness in relation to the use of landfills and the presence of selective collection efficiency in the municipalities. Results showed that the unit of thermal treatment of waste should be located in the vicinity of the cities of Santos, São Vicente and Praia Grande. Even with the option of using landfill, the deployment of the unit of thermal treatment of waste is presented as an alternative more favorable, having been taken into account in the proposed model, both environmental and economic aspects.