Pirólise de resíduos agrícolas e industriais e uso potencial do biocarvão como condicionador de rejeitos de mineração

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Rodríguez, José Alexander
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Solos e Nutrição de Plantas
• Palavras-chave em Português: Biocombustíveis; Pirólise; Carvão; Resíduos agrícolas; Resíduos de animais; Ciência do Solo
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30952

A degradação ambiental pela inadequada utilização das terras e disposição dos resíduos agrícolas, industriais e urbanos está aumentando no mundo, o que exige novas e rápidas alternativas ambientalmente sustentáveis. A pirólise é um processo que tem se apresentado como uma opção limpa de gestão de resíduos pela sua decomposição térmica em altas temperaturas na ausência do oxigênio produzindo carvão, gases e óleo, produtos que podem ser aproveitados sem geração de resíduos. Neste trabalho, objetivou-se identificar as características e potencialidades agronômicas e ambientais dos biocarvões produzidos por pirólise e co- pirólise (mistura dos resíduos em proporções de 1:1, w:w) lentas em diferentes temperaturas, utilizando dois resíduos sólidos agrícolas (dejetos de suíno - SM e de cama de frango - PL) e três industriais (madeira da construção - CW, pneu - TR e plástico PVC - PVC), levando-os a uma utilização mais aproveitável. Os resíduos foram selecionados considerando critérios de quantidade gerada e disposição final. Os materiais foram submetidos a cinco temperaturas: 300, 400, 500, 600 e 700 ºC, em ambiente com restrição de oxigênio, com taxa de aquecimento de 10 ºC min -1 , mantidos durante uma hora na temperatura desejada. Antes e após a transformação térmica, avaliaram-se as seguintes propriedades físico-químicas: rendimento (RS), teor de cinzas (Tc), compostos voláteis (Tv), C fixo (Cfx) e orgânico (CO), composição elementar, grupos funcionais, mineralogia, macro e micronutrientes, pH, condutividade elétrica (CE), poder neutralizante (PN), capacidade de retenção de água (CRA), capacidade de troca catiônica (CTC) e diâmetro médio ponderado das partículas (DPM). Os biocarvões foram estratificados pelas características intrínsecas dos biocarvões e as propriedades restritivas de uso em solo/substrato, utilizando análise de componentes principais (ACP) e índice de viabilidade do biocarvão (IVB), além de critérios delimitados pelos teores de C fixo (Cfx), cinzas (Tc) e materiais voláteis (Tv). Utilizou-se também estratificações já estabelecidas na literatura e aplicadas por organismos institucionais. O biocarvão classificado como o mais viável segundo as propriedades restritivas de uso em solo/substrato, PL600, foi utilizado num experimento de casa de vegetação em pirólise e co-pirólise com resíduos industriais (TR, CW e PVC). Rejeitos de mineração de Fe e Mn foram tratados com biocarvões na dose de 5% (m/m) e após incubação cultivado com crotalaria (Crotalaria juncea) em vasos. Avaliaram-se o crescimento e as alterações na solução do solo e nas propriedades químicas dos rejeitos. Os biocarvões PL e TR, seguidos de SM e CW foram os que apresentaram maiores potencialidades para uso na produção de biocarvões considerando os resultados de pH, CRA, CTC, H:C, O:C, Cfx, elementos disponíveis e ausência de contaminantes inorgânicos. O R PVC apresentou potencialidades como disponibilidade de P e Ca, além de alta CRA, porém, a elevada CE e o teor total de Pb pode restringir seu uso como condicionador de solo. Por outro lado, biocarvões produzidos em co- pirólise com os resíduos industriais (principalmente TR e CW) podem ter suas características melhoradas (ex. CE e pH) para uso como condicionador de solo. A estratificação segundo as propriedades restritivas de uso em solo/substrato é uma ferramenta útil para estratificar os melhores biocarvões para determinado uso. A combinação dos parâmetros teores de Cfx, Tc e Tve mostrou-se adequada para a identificação das potencialidades agronômicas e ambientais dos biocarvões, pois é rápida e de baixo custo. No experimento de casa de vegetação, os efeitos dos biocarvões dependeram muito mais das interações com o tipo de substrato do que das características do biocarvão, pois observaram-se os maiores valores de CE e pH nos tratamentos com rejeitos de Fe do que Mn, assim como menores disponibilidades de macro e micronutrientes no rejeito de Fe. Os tratamentos que apresentaram melhor desenvolvimento de plantas foram aqueles com CW nos dois rejeitos, PL+TR e PL+CW no rejeito de Mn e TR no rejeito de Fe, o que confirma as diferenças no sinergismo entre os biocarvões e o substrato. Os fatores mais limitantes em ambos rejeitos foram o pH e CE.