divergências em resultados analíticos na indústria

Faculdade Cenecista de Capivari - Curso de Administração
Projeto para apresentação de trabalhos para a instituição - 2009
FACULDADE CENECISTA DE CAPIVARI-SP – FACECAP
GRADUAÇÃO EM ADMINISTRAÇÃO DE EMPRESAS
DIVERGÊNCIAS EM RESULTADOS ANALÍTICOS
NA INDÚSTRIA QUÍMICA
Ibraim Menegon
Capivari-2009
Faculdade Cenecista de Capivari - Curso de Administração
Projeto para apresentação de trabalhos para a instituição - 2009
FACULDADE CENECISTA DE CAPIVARI-SP – FACECAP
GRADUAÇÃO EM ADMINISTRAÇÃO
IBRAIM MENEGON
DIVERGÊNCIAS EM RESULTADOS ANALÍTICOS
NA INDÚSTRIA QUÍMICA
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de
Graduação em Administração da FACECAP/CNEC, para
obtenção do título de Bacharel em Administração orientado
pelo Prof. Geraldo José Melaré e Marco Antônio Armelim.
Capivari-2009
SUMÁRIO
Introdução.............................................................................................................................08
CAPÍTULO I- Apresentação do trabalho.............................................................................10
1.1 Definições do problema..................................................................................................10
1.2 Relevância do trabalho...................................................................................................10
1.3 Pergunta problema..........................................................................................................11
1.4 Objetivos deste trabalho.................................................................................................11
1.5 Estruturas do trabalho.....................................................................................................12
CAPÍTULO II- Revisão bibliográfica................................................................................. 13
2.1 Definições da qualidade de um produto.........................................................................13
2.2 Garantia da qualidade.....................................................................................................13
2.3 Controle total da qualidade (TQC).................................................................................14
2.4 Dimensões da qualidade................................................................................................ 15
2.5 Custo da qualidade.........................................................................................................15
2.6 Gestão estratégica para a qualidade................................................................................15
2.6.1 Escola do aprendizado...........................................................................................16
2.6.2 Escola da configuração..........................................................................................16
2.6.3 Escola da Concepção.............................................................................................16
2.6.4 Escola do planejamento....................................................................................... 17
2.6.5 Escola do posicionamento.....................................................................................17
2.7 Mensuração da qualidade...............................................................................................17
2.8 Produtos..........................................................................................................................18
2.8.1 Sulfato de cobre.....................................................................................................19
2.8.1.1 Cobre............................................................................................................19
2.8.1.2 Ácido sulfúrico.............................................................................................27
2.8.2 Sulfato de zinco.....................................................................................................30
2.8.2.1 Zinco (Zn).....................................................................................................30
2.8.2.2 Ácido sulfúrico.............................................................................................36
2.8.3 Sulfato de ferro.....................................................................................................36
2.8.3.1 Ferro.............................................................................................................37
2.8.3.2 Ácido sulfúrico.............................................................................................41
2.8.4 Sulfato de cobalto..................................................................................................42
2.8.4.1 Cobalto metálico...........................................................................................42
2.8.4.2 Ácido sulfúrico.............................................................................................43
CAPÍTULO III- Metodologia..............................................................................................44
3.1 Considerações gerais......................................................................................................44
3.2 Prodecimentos para obtenção de dados........................................................................45
CAPÍTULO IV- Pesquisa de campo....................................................................................47
4.1 Considerações gerais......................................................................................................47
4.2 Procedimentos para obtenção de dados..........................................................................48
4.2.1 Sulfato de cobre mono/pentahidratado..................................................................48
4.2.2 Sulfato de zinco.....................................................................................................49
4.2.3 Sulfato ferroso.......................................................................................................50
4.2.4 Sulfato de cobalto heptahidratado ou monohidratado...........................................51
4.3 Ingrediente ativo.............................................................................................................52
4.4 Metais pesados...............................................................................................................52
4.4.1 Metais pesados (fonte de aborrecimento)..............................................................53
4.4.2 Fontes possíveis de metais pesados.......................................................................55
4.5 Alimentação animal........................................................................................................55
4.6 Prevenção.......................................................................................................................56
4.7 Métodos analíticos..........................................................................................................57
4.7.1 Análises químicas por via úmida...........................................................................57
4.7.1.2 Determinação de cobre – via úmida.............................................................61
4.7.1.3 Determinação de zinco – via úmida.............................................................62
4.7.1.4 Determinação ferro – via úmida...................................................................63
4.7.1.5 Determinação de cobalto – via úmida..........................................................63
4.7.2 Métodos instrumentais..........................................................................................64
4.7.2.1 Técnica de atomização de amostras..............................................................65
4.7.2.2 Espectrofômetros..........................................................................................70
4.7.2.2.1 Instrumentos de feixe simples.......................................................71
4.7.2.2.2 Instrumentos de feixe duplo...........................................................71
CAPÍTULO V.....................................................................................................................74
5.1 Apresentação e discução dos dados................................................................................74
5.1.1 Desvios analíticos............................................................................................74
5.2 Interferências na espectroscopia de absorção atômica...................................................77
5.2.1 Interferências químicas....................................................................................77
5.2.2 Resultados de analises de laboratórios............................................................77
CAPÍTULO VI – CLONCUSÃO.........................................................................................83
6.1 Algumas considerações..................................................................................................83
6.2 Porque esse trabalho (estudo de caso com ênfase em pesquisa) foi importante............83
6.3 Pode-se realmente ter problemas nos resultados obtidos nos laboratórios?...................84
6.4 Objetivos e conclusão final foram definidos?................................................................85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................86
Agradecimentos:
Agradeço a Deus sempre presente em meu coração, pois foi ele que
me deu a luz da vida e o caminho pelo qual estou percorrendo.
Aos meus pais que me deixaram a caminhar com coragem e me
ensinaram que acima de tudo devemos ser humildes e honestos.
A minha família que com compreensão compartilham minha vida
profissional e pessoal à distância, empreendendo uma viagem inesquecível
para o crescimento e realização.
A todos que colaboraram para a conclusão desse trabalho, professores,
secretária, técnicos em química, químicos, os mais sinceros agradecimento e
compreensão pelo eficiente apoio prestado.
Introdução
Do ponto de vista de cada indivíduo a qualidade é um conceito subjetivo que está
relacionado às percepções em diversos fatores, e entre eles destacam: a cultura, modelos mentais,
tipo de produto, serviços, necessidades, expectativas e outros fatores que podem influenciar
diretamente nesta definição.
A gestão de qualidade de um produto ou serviço pode ser vista de duas formas, a visão do
produto e a visão do cliente. Da maneira que o produtor vê a qualidade ele pode associar à
concepção de um produto que vá ao encontro às necessidades do cliente, mas a visão do cliente
associa-se as necessidades, bem como o valor e a utilização reconhecidas sobre um produto ou
serviço, e em muitos casos os clientes ligam a qualidade ao preço, portanto a qualidade não é
avaliada como sendo o melhor produto ou serviço simplesmente, mas avaliam-se várias outras
características, por exemplo: dimensão, durabilidade, design, e as funções na qual se propõem a
desempenhar para o objetivo como um todo. Quando falamos em qualidade estamos falando em
muitas dimensões e por isso é difícil ter uma definição concreta e em muitas vezes é até difícil o
cliente chegar a uma conclusão de qual produto será considerado de qualidade devido a uma
infinidade de características que os diferenciam.
A empresa, portanto tem outro ponto de vista, pois o objetivo é oferecer produtos e serviços
de qualidade de forma a atender de maneira clara e objetiva todos os desejos do cliente ou
consumidor, para isso a empresa deve apurar quais são as reais necessidades dos clientes, e em
função destas estabelecer e definir a qualidade dos produtos ou serviços por ela fabricados ou
prestados. No caso de produtos devem se estabelecer requisitos como: altura, comprimento, largura,
peso, cor, durabilidade, resistência, suas funções, desempenho, características físicas e químicas,
etc.
Para definir os requisitos de qualidade de um produto a empresa apura todos os itens
referentes aos produtos ou serviços, os conceitos são usados de várias áreas, inclusive qualidade de
software, a gestão da qualidade e é de importância fundamental o processo de conceber, melhorar e
controlar todos os processos, e deve assegurar que os requisitos estão presentes no produto ou
serviços em questão, lembrando sempre que os requisitos de publicidade deverão ser exibidos e
certificar-se de que as medidas vão realmente ao encontro das necessidades. Todo o objetivo da
qualidade assim como o funcionamento da “empresa qualidade" gira em torno da oferta do conceito
da qualidade ao qual foi definido.
Qualidade controlada, gestão de qualidade e garantia da qualidade são conceitos
relacionados a produtos e serviços e são produtos usados em várias áreas, inclusive software. A
gestão da qualidade é o processo de projetar, implantar, conceber, controlar, melhorar
continuamente, seja nos processos de produção, marketing, faturamento, cobrança, gestão de
pessoas, preocupação com o meio ambiente, enfim são todos os processos que envolvem o controle
de qualidade.
A empresa deve sempre atingir seus objetivos, portanto quando se trata de qualidade,
dizemos que são todas as ações realizadas para diagnosticar se estão sendo respeitados os requisitos
que deverão ser atingidos através das ferramentas da qualidade e suas implantações.
Capitulo I – Apresentação do trabalho.
1.1 Definições do problema.
Com o passar dos tempos as indústrias se desenvolveram bastante, novas idéias, novos
rumos, novas tendências foram exploradas e estudadas para que o mundo atual e mais desenvolvido
tenha uma segurança maior e para que as pessoas tenham uma alimentação sadia, que não
prejudique seu organismo com ingestão de produtos de má qualidade, e até contaminando a ponto
de causar graves lesões no organismo.
Com a indústria química isso não é diferente, e a qualidade dos produtos não esta apenas em
ver o produto se é bonito e de boa aparencia, mas consiste geralmente em fazer uma análise
minuciosa que obrigatoriamente os técnicos terão que abrir as amostras do produto e detectar todos
os conteúdos químicos que nela existente.
Para nutrição animal onde são feitas rações, sais minerais, usa-se produtos advêm das
indústrias químicas que são os micronutrientes, e estes deverão ser analisados tanto a teor ativo que
nele existe, e é o objetivo de sua existência na nutrição animal, assim como teores de metais
contaminantes ou outros tipos de contaminantes.
1.2 Relevâncias do trabalho
Os micronutrientes metálicos então normalmente em forma de Sulfatos (que é a base desse
trabalho), mas pode se incluir os Carbonatos, Óxidos, Fosfatos, Selenitos e outros e os resultados
das análises será a quantidade de metal nele contido, no caso deste estudo: Cobre, Cobalto, Zinco e
Ferro. Quanto aos teores de materiais estranhos nos produtos, ou seja, contaminantes podem se
destacar uma serie de metais indesejáveis, resíduos, dioxinas, furanos, etc. provenientes de matérias
primas das mais diversas origens, ou até mesmo metais considerados puros usados como matérias
primas de alguns deles que podem ter agentes contaminantes também e por conseqüência
contaminar os produtos que fará parte da ração ou sais minerais (para alimentação animal). Os
contaminantes têm um determinado limite de aceitação que foi regularizado no Brasil pelo
Sindirações (Sindicato dos Produtores de Ração Animal), estes resultados podem ser variáveis de
acordo com uma série de fatores que vão desde matérias primas utilizadas, contaminação de
equipamentos, estes e outros fatores podem alterar pra mais ou menos as, quantidades que estará
presente no produto final, lembrando se que metais pesados são muito prejudiciais para o
organismo.
1.3 Pergunta problema.
Em um produto químico as determinações de teores não são vistas a olho-nu, portanto
necessita de laboratórios especializados da própria empresa ou de terceiros as quais dispõem de
vários métodos analíticos. Qual o método mais recomendado para determinação de teores ativos e
contaminantes em sais metálicos usados nas indústrias e na agropecuária? Seria os métodos por Via
Úmida ou métodos por (AA) Absorção Atômica?
1.4 Objetivos deste trabalho.
O trabalho esta elaborado com base principalmente nas indústrias do setor químico mais
especificamente voltada a química inorgânica, para obtenção de produtos químicos que é usado nas
áreas químicas, farmacêuticas, galvanoplastias, tratamento de madeiras, e principalmente em rações
e sais minerais. O objetivo deste trabalho está voltado às indústrias de rações e sais minerais, uma
vez que os produtos em questão são usados nas mais diversas áreas de atuação e suas propriedades
químicas deverão ser destacadas de maneira clara e precisa. Tradicionalmente as organizações
dispõem de sistemas de medidas de qualidades voltadas ao desempenho ou produtividade levando
em consideração os resultados obtidos no laboratório da empresa produtora, de seus clientes, ou
laboratórios terceirizados. Quando se trata de indicadores quantitativos, (motivo maior deste
trabalho) depende de uma série de fatores que poderá afetar a conclusão final, portanto a proposta
de utilização de indicadores é de que eles reflitam a organização e o mercado como um todo,
apontando a melhor opção para os resultados
mais óbvios e claros, e assim qual direção a
organização deve seguir para que os resultados sejam o mais próximo da realidade possível para
ambos: clientes e fornecedores.
Para que o resultado de uma analise laboratorial seja
representativa ao produto e a confiabilidade do resultado seja plenamente aceitável devemos em
primeiro lugar conhecer o produto em questão e através das várias informações as quais
pretendemos ter do material podemos escolher o método analítico pelo qual vamos poder trabalhar
obter os resultados ou os laudos de analise das amostras que representará o produto adquirido pelo
cliente e ser usado futuramente para obtenção de produtos alimentícios para animais, ou seja, rações
ou sais minerais.
A preocupação é muito grande com a qualidade dos alimentos de origem animal, visto que o
Brasil exporta uma grande quantidade de alimento de origem animal para o mercado globalizado e
exigente dos dias atuais, e a qualidade desses produtos devem obedecer a certificação em produtos
de origem animal, e não querem mais comercializar produtos que
tenham usado em sua
alimentação proteína de origem animal por possíveis problemas genéticos.
A certificação da qualidade do alimento de origem animal é um trabalho que contempla
análises de ovos, frangos, suínos, bovinos, caprinos, etc., que servirá para a alimentação humana
após criação e abate em muitos países em praticamente todo o mundo.
1.5 Estruturas do trabalho.
Este trabalho esta dividido em seis capítulos.
O segundo capítulo é uma apresentação da revisão bibliográfica onde foram pesquisadas
varias fontes, como livros, internet, manuais, compendio etc, e trata-se de assuntos referente à
qualidade e uma breve explicação sobre os produtos em questão.
No terceiro capitulo são apresentados a metodologia na qual os produtos serão reconhecidos
mais detalhadamente e como obter resultados.
No quarto capitulo a explicação dos resultados assim como as fontes onde foram gerados, e
o Compendio no qual as indústrias envolvidas em rações animal devem se basear.
No quinto capitulo as conclusões e algumas considerações sobre o trabalho.
Capitulo II – Revisão Bibliográfica.
2.1 Definições da qualidade de um produto.
A qualidade de um produto químico depende de uma infinidade de fatores a serem
considerados, começando com um estudo dos produtos a serem industrializados, suas
características, local a ser elaborada a planta, resíduos gerados no processo e quais seus destinos, a
fim de atender normas ambientais, os sub-produtos que serão gerados e seus destinos finais, valores
dos produtos, tipos de processos, numero de ingredientes empregados na preparação da mistura ou
reação química, seus cálculos estequiométricos, teor de micronutrientes, custo unitário do
micronutriente, perdas resultantes do processo de fabricação, disponibilidade de matérias primas no
mercado e se é adquirido no mercado externo ou interno e seus valores, teores adversos como:
umidade, higroscopicidade, relações com outros ingredientes, calor de reação, se é necessário fonte
de calor ou não, efeitos das propriedades físicas, tamanho das partículas ou em qual estado físico se
encontra, pode ser em pó, liquido, barras, grânulos ou outros aspectos referentes a matéria prima
em á utilizar nos processos de obtenção dos produtos que serão usados principalmente em rações e
sais minerais.
Um sistema de controle de qualidade (QMS – Quality Management System) é um sistema
que destaca política de procedimentos necessários para melhoria e controle das diversas atividadeschave e processos desenvolvidos por uma organização.
O controle de qualidade deve levar em
consideração as expectativas e necessidades dos clientes, fornecedores, funcionários comunidades e
sociedade em geral.
2.2 Garantia da qualidade
Embora o termo “garantia da qualidade” seja relativamente nova, a idéia sobre o tema tem
existido desde o inicio da manufatura de ferramentas. Implementos simples feito de pedra ou osso
estavam sujeitos a formas familiares de falha. Elas podiam ser frágeis, cegas quando deveriam ser
afiadas, afiadas quando deveriam ser robustas etc. Quando surgiram os primeiros artesãos,
fabricando ferramentas para terceiros, o principio de controle de qualidade era simples.
A qualidade é hoje uma das principais estratégias competitivas nas diversas empresas e nos
diversos setores. A qualidade está intimamente ligada à produtividade, a melhoria de resultados e
aumento de lucros, através de redução de perdas e do desperdício, do envolvimento de todos na
empresa e conseqüente motivação.
De acordo com as normas ISO série 9000 – versão 1994 define se a qualidade como:
-Totalidade de características de uma entidade que lhe confere a capacidade de satisfazer as
necessidades explicita ou implícitas.
É interessante observar no corpo da própria norma o seguinte:
-Em muitos casos, as necessidades podem mudar no decorrer do tempo; o que implica em
revisões periódicas dos requisitos para a qualidade.
As necessidades são traduzidas normalmente em características com critérios especificados.
As necessidades podem incluir, por exemplo: aspectos do desempenho, facilidade de uso,
dependabilidade (disponibilidade, confiabilidade, mentalidade), segurança, meio ambiente, aspectos
econômicos e estéticos.
Numa situação contratual, ou uma área regulamentada, tal como na área de segurança, as
necessidades são especificadas, enquanto que em outras áreas, as necessidades implícitas devem ser
identificadas e definidas.
2.3 Controle Total da Qualidade (TQC)
O controle da qualidade garante que as atividades ocorram conforme o planejamento da
empresa.
Esses controles também poderão descobrir possíveis falhas no projeto e assim indicar
mudanças no projeto a fim de melhorar a qualidade.
No campo da alimentação seja ela humana ou
animal, o objetivo principal do controle de qualidade é garantir a todos os consumidores, produtos
sempre com uma boa qualidade.
O controle de qualidade inclui supervisão, monitoramento
cotidiano para confirmar que as atividades estejam sendo realizadas como planejado e também
inclui avaliação periódica, que mede o progresso obtido para cumprir os objetivos do programa de
qualidade continua, A qualidade do produto ou serviço deve ser garantida em todas as fases de seu
desenvolvimento, projeto, produção, distribuição e assistência pós venda.
Por ser subjetiva e
pessoal, a qualidade precisa de medição, além da preferência do cliente. A reclamação ou rejeição
do cliente vem sempre depois do produto estar no mercado, portanto é necessário estabelecer
indicadores de qualidade, que meçam todos os requisitos indicadores de qualidade: Dizemos
Controle Total, por envolver todos os lugares da empresa, desde a alta administração e todos os
setores e todas as pessoas em todos os níveis hierárquicos e em todas as unidades.
2.4 Dimensões da qualidade
Conforme (BUENO, Marcos – 2004, pag. 4) A qualidade não é apenas as características
intrínsecas dos produtos, mas sim um conjunto de valores que estão ou acompanham o produto ou
serviço. As qualidades intrínsecas são as que estão diretamente voltadas ao produto, ou seja, são
medidas diretamente voltadas para a melhoria do produto para que satisfaça plenamente as
necessidades do usuário. Para produtos destinados a alimentação são medidas intrínsecas são:
textura, cor, sabor, odor, carga microbiana, propriedades física, químicas, metais pesados, etc.
2.5 Custo da Qualidade
Conforme (BUENO, Marcos, 2004, pag 4) O que adiantaria se tivesse o melhor produto do
mundo, mas se o cliente não pudesse pagar? Mesmo que possa, o cliente só pagará pelo produto
que custar igual ou menos que o valor que ele perceber no bem.
Assim, todo esforço deve ser
empreendido pelas pessoas da empresa para reduzir custos de produção, venda e assistência técnica.
Existem várias ferramentas de TQC que pode reduzir custos, entre elas o PDCA de melhoria,
também chamado de MASP (Metodologia de Analises e Solução de Problemas).
O atendimento a
clientes pode ser medido em termos de quantidade, local e prazo de entrega.
2.6 Gestão estratégica para a qualidade.
Diversos autores defendem o seguinte: Total Quality Control é uma estratégia administrativa
e que deve estar alinhada à estratégia de negócio da empresa e seguir esta ótica.
Agora será apresentada uma breve retrospectiva das principais escolas de estratégia e seus
conceitos básicos que impactam tanto na Gestão de Pessoas, quanto na Gestão pela Qualidade
Total.
As Escolas de Estratégias influenciaram direta ou indiretamente para a evolução da
qualidade, pessoas e países. Alguns conceitos de estratégias para a qualidade nos tempos atuais
será apresentado a seguir de acordo com algumas escolas.
2.6.1 Escola do Aprendizado
Na visão de Hamel (1998) é preciso quebrar velhas estruturas empresariais para sobreviver
o futuro, não basta pequena alteração no processo tradicional de planejamento, mas um novo
alicerce filosófico.
2.6.2 Escola da Configuração
Mintzberg (1998), estratégias emergentes como aquelas que surgem sem que haja uma
intenção definida ou que, ainda que haja intenção, surgem como se não houvesse e afirma que não
há estratégias puramente deliberadas ou puramente emergentes.
Estratégias deliberadas ou
emergentes são dois extremos de uma série continua ao longo da qual se encontram estratégias que
são moldadas ao mundo ideal de se formular.
2.6.3 Escola da Concepção
Mintzberg, Lampel & Ahlstrand (1999) A formação de estratégia é decorrente de um
processo consciente e controlado. Acredita que a estratégia não deveria ser o resultado de um
processo intuitivo ou que ocorresse ao acaso, mas sim o produto de procedimentos concientes,
deliberados e advindos de treinamento.
2.6.4 Escola do Planejamento
Igor Ansoff (1965) Esta escola aceita premissas da Escola da Concepção, porém distinguese desta por ser mais detalhada e especifica em seus procedimentos construtivos.
2.6.5 Escola do Posicionamento
Escola do Posicionamento – trouxe uma renovação no pensamento estratégico tradicional,
influenciou grande geração de profissionais. A partir daí surgiu um forte movimento estratégico
mundial, em pouco tempo, passou a ser escola dominante na área. A Escola do Posicionamento foi
capaz de criar e aperfeiçoar um conjunto de ferramentas analíticas dedicadas a ajustar a estratégia
correta a ambiência vigente.
2.7 Mensurações da Qualidade
Para saber o andamento de um produto, é necessário estabelecer parâmetros de medidas, que
facilitem o gestor nas tomadas de decisão. A mensuração da qualidade dos produtos e serviços da
empresa ou organização vem suprir a necessidade através do uso de indicadores.
Os indicadores são modos de apresentação, tanto quantitativamente como qualitativamente
com características e propriedades dentro de uma realidade, a característica especifica que reflete
um aspecto da realidade observada.
Com o uso de indicadores, um conceito do passado, mas que ainda revoluciona as empresas
foi criado algumas organizações que propõem estudos e certificações, com o uso de indicadores, há
vários estudiosos que formularam teorias e soluções práticas sobre este assunto.
Conforme http://pt.wikipéia.org/wiki/Qualidade 24/03/2009 (Mari (1997), um dos
estudiosos diz: “todas as coisas que podem ser acessadas por intermédio de nosso conhecimento
possuem um numero; pois sem o numero não podemos compreender nem conhecer”. Portanto,
assim como os indicadores qualitativos, os quantitativos em muitas vezes também são essenciais
pra o progresso de uma organização em todos os sentidos.
Alguns exemplos de indicadores estratégicos:
Nos processos os indicadores medem até que ponto as atividades do programa estão sendo
realizadas, incluem nesse caso: tempo de espera, porcentagem de pessoal que seguem os
procedimentos corretos, quantidade de material, quantidade de pessoas a realizar um determinado
programa de trabalho, tempo de processo, porcentagem de produtos não conforme, quais os defeitos
em maquinas e suas reais conseqüências na produção. Os gerentes operacionais podem usar os
indicadores de processo para monitorar as atividades diárias do dia a dia em suas tomadas de
decisões.
Indicadores de resultados, quantidade de clientes satisfeitos, que passaram a receber método
adequado, índices de continuidade de uso, etc.
Existem outros indicadores como: Indicadores de resultados de impacto geral, impactos
ambientais, de insumos, etc.
Dessa forma, caso ocorra alguma dificuldade durante a realização das ações, o gestor poderá
visualizar as conseqüências e com isso estabelecer mudanças.
2.8 Produtos
Os produtos abordados nesse capitulo, se refere a alguns de uma série de micronutrientes
necessários ao organismo de animais ou seres humanos, eles são adicionado á ração ou sal mineral
o qual levarei a conhecimentos dos interessados sobre as divergências em resultados de analises
químicas dos teores de metais, ou contaminantes, esses resultados normalmente são encontrados
com valores diferentes pelos analistas de laboratório, e que pode resultar em sérias complicações
entre o cliente e fornecedor do produto por não aplicar métodos adequados de analises químicas
laboratoriais para algumas determinações de ingredientes ativos ou contaminantes, seu conteúdo
principal que é o teor ativo nas amostras dos produtos, ou seja, a parte metálica denominada
também como micronutriente e que necessariamente deverá estar presente em valores bastante
conhecidos para que seja feito um perfeito balanceamento das rações ou sais minerais esses valores
serão avaliados em percentagem com uma precisão de um centésimo.
Existe uma série de produtos com a base metálica ou ingrediente ativo que é adicionado à
ração ou sal mineral, portanto irei apresentar apenas quatro deles em forma de Sulfatos, nesse caso
esses produtos são fabricados pela empresa alvo na qual esta sendo baseado este trabalho.
Esses produtos servirão como exemplos de uma quantidade relativamente grande de outros
produtos que servirá para adicionar á ração ou sal mineral, e são eles: Sulfato de Cobre, Zinco,
Ferro e Cobalto, porém todos os outros poderão ter os mesmos problemas de divergências
analíticas.
2.8.1 Sulfato de Cobre
Matérias Primas Principais
No caso irei destacar apenas as matérias primas principais que fazem parte do produto ou
micronutriente, mas a produção destes produtos químicos com base metálica usou uma serie de
outras matérias primas como, por exemplo: auxiliar filtrante, secantes, catalizadores de reação,
assim como temperaturas e controles químicos de acidez, teor de cobre em solução, quantidade de
solução, controle de temperaturas, etc.
2.8.1.1 Cobre
O cobre é um dos metais que ocorrem na natureza em estado puro ou em formas de sulfetos,
carbonatos, óxidos, etc. Na antiguidade era considerado precioso, embora de menor valor que o
ouro e a prata. A simplicidade de seu tratamento metalúrgico permitiu uma produção elevada já
antes de quatro milênio anterior à era cristã. Desde então, sofreu progressivas desvalorização, até
que a telefonia e a eletricidade restabelecessem seu consumo, no início do século XX, que elevou
novamente seu preço, devido a sua enorme demanda.
Propriedades físicas e químicas.
O cobre é um elemento químico metálico, vermelho-amarelado, seu símbolo Cu, tem
densidade 8,9 e funde-se a 1.084° C. Possui dois isótopos estáveis, de massa 63 e 65. Cristaliza no
sistema cúbico e não possui formas alotrópicas.
Apresenta-se em compostos estáveis de valência 1 (cuprosos) e 2 (cúpricos) que é o caso do
Sulfato de Cobre. Não é atacado pelo ar seco, mas em ar úmido que contenha dióxido de carbono
forma-se uma camada protetora esverdeada de carbonato básico de cobre, conhecido como
(azinhavre). Dissolve-se bem no ácido nítrico á frio, mas não é atacado pelos ácidos clorídrico e
sulfúrico; a quente, produz com esses ácidos, respectivamente: cloreto de cobre e sulfato de cobre
em condições especiais de acidez, temperatura e um ambiente rico em oxigênio no caso do sulfato.
O cobre forma dois óxidos: óxido cuproso (Cu2O), e óxido cúprico (CuO).
Ao ar, recobre-se de uma camada de carbonato básico de cobre. Como esse corpo é tóxico,
os utensílios de cobre usados na cozinha devem ser estanhados ou mantidos limpos.
Destaca-se também por sua elevada condutividade térmica, o que faz com que, devido a sua
resistência à ruptura, ele seja matéria-prima preferencial para a fabricação de cabos, fios e lâminas.
É também maleável e dúctil, pois pode ser estirado sem quebrar. Por meio de tratamentos metálicos,
com a laminação e o chapeamento, pode-se aumentar a dureza.
Entre os compostos cuprosos, nos quais o cobre é univalente, citem-se óxido Cu2O,
vermelho, que serve para colorir vidros, e cloreto CuCI, cuja solução no amoníaco é relativo do
acetileno. Entre os compostos cúpricos, mais importantes, nos quais o metal é divalente, citem-se o
CuO (oxido cúprico negro), que serve para colorir vidros de verde, e o sulfato CuSO4
pentahidratado azul, empregado na eletrometalurgia, em galvanoplastia, em pintura e em agricultura
como fungicidas principalmente na plantação de uvas, e finalmente como micronutrientes para
ração e sais minerais.
Obtenção do Cobre
Descoberto no período neolítico, por volta de 8000 a.C., o cobre tem cerca de noventa por
cento das reservas mundiais localizadas em quatro regiões: na Cordilheira dos Andes (Chile e
Peru); montanhas Rochosas e área dos grandes lagos, nos Estados Unidos; planalto central africano
(Zaire e Zâmbia); Centro da América do Norte (Canadá e estado do Michigan, estados Unidos).
Os minérios de cobre aparecem misturados com diversos tipos de materiais rochosos sem
valor comercial, a ganga, da qual devem ser separados. Para isso, são submetidos inicialmente a um
processo de moagem e pulverização. Em seguida, de acordo com o tipo de minério, aplicam-se
diferentes processos de contração do material.
Embora existente em numerosos minérios oxidados ou sulfurados, é a partir da calcopirita
CuFeS2 que o cobre é extraído. Operações de refinação, seja térmica, seja eletrolítica, permitem
atingir uma pureza corrente superior a 99%. O cobre é utilizado na produção de 80% em estado
puro ou fracamente ligado (menos de 1% de elementos), outros 20 % serão distribuídos em outras
finalidades, entre elas a fabricação de produtos químicos.
No caso mais comum, que é dos sulfetos, o método empregado é a flotação, que consiste em
verter o mineral moído sobre água com resina de creosoto e um agente químico orgânico. Uma vez
concentrado o metal, elimina-se o enxofre por ustulação num forno, de onde esse elemento
desaparece parcialmente em forma de gás. Acrescenta-se em seguida minério de ferro para formar
escória com as impurezas.
É também possível processar a fusão do cobre mediante a adição de quantidades adequadas
de cal. Com isso forma-se a chamada nata de cobre, que em estado líquido transita para um
conversor; neste, o ferro e o enxofre que acompanham se oxidam, dando lugar ao cobre blister que,
quando depositado e solidificado, apresenta superfície empolada, cor preta e um teor de impurezas
da ordem de dois por cento. O blister é refinado, em seguida, essas impurezas serão eliminadas por
outros processos de purificação. Por fim, procede-se à decomposição por passagem de corrente
elétrica, ou eletrólise de grandes blocos de cobre blister e recolhe-se elemento quimicamente puro
no cátodo (pólo negativo). No leito eletrolítico aparecem ouro e prata como subprodutos
depositados na parte inferior da cuba eletrolítica.
Aplicações do metal na forma pura
Emprega-se cobre principalmente na transmissão elétrica e na telefonia. Suas propriedades
elétricas são melhores aproveitadas quando é empregado em estado puro, mas as propriedades
mecânicas e a inalterabilidade são melhores nas ligas com zinco, estanho, chumbo, níquel, etc.
As numerosas ligas de cobre são utilizadas na maioria das indústrias, em conseqüência da
variedade de suas propriedades: os latões (ligas de cobre e zinco), que é uma das principais ligas de
cobre.
O cobre e seus objetivos na saúde animal.
Juntamente com o ferro é o responsável pela formação dos glóbulos vermelhos do sangue,
agindo como catalisador da ação do ferro. Mesmo com o ferro presente, a ausência do cobre
provoca anemia, alem de inapetência, diarréia e morte.
Participa ainda de várias enzimas como componente ou ativador. Tem ainda sua ação
relacionada á presença de cobalto.
Obtenção de cobre pelo corpo humano.
O corpo não produz cobre, de modo que deve obtê-lo dos alimentos ou suplementos. O
cobre está disponível em uma ampla variedade de alimentos frescos ou processados. As pessoas
devem ingerir alimentos com alto conteúdo de cobre como parte de uma dieta balançada para obter
a quantidade necessária deste nutriente. Ou podem optar por suplementos como uma medida de
segurança quando for receitado pelo médico. Neste caso, as pessoas não devem ultrapassar a
ingestão diária recomendada de cobre e outras vitaminas e minerais.
O cobre na dieta alimentícia é absorvido pelo estômago e intestino delgado e depois é
incorporado às proteínas que necessitam dele e que aparentemente possuem pouca capacidade para
reter seu excesso no corpo. Em geral, a região gastrintestinal pode armazenar de 30 a 40% do cobre
ingerido numa típica dieta alimentícia ocidental, o resto é eliminado. Entretanto, a absorção é mais
eficiente quando a ingestão na dieta é mais baixa. O excesso de outros minerais ou vitaminas,
principalmente o zinco, pode afetar a assimilação do cobre, já que estes nutrientes competem
diretamente nesta atividade de absorção. O fígado é fundamental para que haja a manutenção do
equilíbrio do cobre e para assegurar que esteja disponível para ser incorporado às proteínas
corporais. O excesso é expulso pela bílis.
Dose necessária de cobre para o bom funcionamento do corpo humano.
O organismo humano exige uma ingestão regular de cobre na dieta para se manter saudável.
Autoridades nacionais e internacionais definiram alguns níveis necessários para um bom
funcionamento:
(...) A Organização Mundial da Saúde estima que o limite mínimo aceitável de ingestão oral diária
para o cobre é de 0,02 mg/kg de peso corporal para os adultos e cerca de 0,05 mg/kg de peso corporal
para lactantes. Para um adulto saudável normal (que pesa entre 50 e 70 kg), isto equivale de 1,0 a 1,4
mg/dia.
Academia Nacional de Ciências dos estados Unidos emitiu sua primeira Quantidade
Dietética Recomendada (RDA) para o cobre em 2001, indicado um consumo diário de 0,9 mg de
cobre para adultos, 1,0 mg para as mulheres grávidas e 1,3 mg para as lactantes. O limite máximo
estabelecido foi de 10 mg/dia.
As pesquisas mostraram que a ingestão média diária de cobre em adultos europeus é de 1,0 a
2,26 mg para os homens de 0,9 a 1,1 mg para as mulheres. A maioria dos estudos registrou que as
dietas alimentícias nos países ocidentais estão na faixa mínima ou abaixo dos requerimentos diários
recomendados para Organização Mundial da Saúde.
Ingestão de cobre em média estimada de um adulto em (mg/dia)
Dinamarca
1,2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Finlândia
2,0
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Alemanha
0,95
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Holanda
1,5
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Noruega
1,0
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Suécia
1,2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Reino Unido
1,63 (homem) 1,23 (mulher)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estados Unidos
1,24 (homem) 0,9 (mulher)
Fonte: Dietary Reference Intakes: Recommended Intakes for Individuals Elements, Food and
Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academies, 2004
Isto indica que poderia existir uma quantidade significativa de indivíduos com ingestão de
cobre abaixo do recomendado. Os cálculos baseados em uma pesquisa em 849 dietas individuais da
Europa e América do Norte indicou que mais de 30% delas atingiam o índice de 1,0mg de cobre
consumido ao dia. Já os dados de um estudo recente realizado na Irlanda mostraram que 23% de
mulheres e 8% de homens tinham uma ingestão diária abaixo da média.
Um relatório publicado pela Organização Mundial da Saúde indica que os ricos de efeitos
nocivos sobre saúde são maiores na deficiência da ingestão do cobre que no seu excesso.
Embora o cobre se encontre em todo corpo, ele tende a se concentrar nos órgãos com alta
atividade metabólica, incluindo o fígado, cérebro, rins e coração.
Benefícios e funções do cobre no organismo
a) Proteção contra a oxidação
O cobre tem um papel antioxidante essencial por meio da luta do superóxido dismutase
contra a oxidação, ajudando a neutralizar os radicais livres que poderiam causar danos celulares
graves. A deficiência de cobre produz uma maior oxidação dos lipídios e as células oxidadas
aumentam o risco de contrair câncer e doenças cardíacas. Felizmente, o cobre cumpre uma
importante função na defesa do corpo contra a oxidação. Como parte das enzimas encontradas
dentro e ao redor das células, o cobre ajuda o corpo a neutralizar os radicais livres para impedir a
destruição celular.
b) O cérebro e o sistema nervoso central
O cobre parece ter múltiplos papéis na saúde do sistema nervoso central, particularmente no
tecido cerebral. Precisa-se cobre para a formação e manutenção da mielina, a capa e protetora que
cobre os neurônios. As enzimas que dependem do cobre também são necessárias para a síntese de
neurotransmissores, mensageiros químicos que permitem a comunicação entre as células nervosas.
c) A saúde cardiovascular
O cobre é importante para a integridade estrutural do coração e dos vasos sangüíneos. A
reticulação do colágeno arterial e da elastina depende da enzima lisil oxidase. Entre as muitas
mudanças anatômicas produzidas pela deficiência do cobre estão a distensão cardíaca, a
degeneração de músculos lisos das artérias e aneurismas ventriculares e da artéria coronária
(inflamação anormal de uma parte do corpo sangüíneo causado pelo fraqueza da parede do vaso).
Muitos aspectos funcionais do coração e da circulação são afetados pela deficiência do
cobre. Homens com uma dieta alimentícia com baixo conteúdo de cobre experimentam arritmias
cardíacas.
O cobre também afeta o metabolismo normal do colesterol: homens adultos sadios com uma
dieta com baixo conteúdo de cobre mostram maiores níveis de colesterol LDL (o tipo mau de
colesterol).
Uma baixa ingestão de cobre altera ainda o metabolismo e a regularidade da pressão e da
coagulação sangüínea. Os fatores de coagulação V e VIII dependem do cobre para funcionar
normalmente, e os estudos demonstram que a trombose auricular é mais freqüente em animais
alimentados com dietas deficientes em cobre.
Mais ainda: pacientes que morreram por enfarte do miocárdio mostraram uma menor
concentração de cobre no tecido cardíaco que aqueles que morreram por outras causas. Entretanto,
não se sabe a deficiência de cobre foi causa do enfarte, ou se foi o resultado de algum outro
problema cardiovascular.
d) Saúde óssea
O cobre também tem um papel importante na saúde do esqueleto e , por meio da ação da lisil
oxidase, é essencial para formação de tecido conectivo flexível e resistente, unindo uma parte do
corpo a outra, mantendo os órgãos em seus lugares, fortalecendo o coração e os vasos sangüíneos e
reforçando a resistência dos ossos. As fraturas ósseas, as anormalidades do esqueleto e a
osteoporose se associam coma deficiência de cobre em lactantes de baixo peso de nascimento e
crianças.
Altos níveis de cobre no sangue foram associados a uma maior densidade de mineral ósseo
na coluna vertebral e menores dosagens de cobre foram observadas em pessoas com fraturas ósseas.
e) Função imunológica
O sistema imunológico necessita cobre para realizar diferentes funções. Sua deficiência tem
um efeito profundo em certas populações de leucócitos (neutrófilos e macrófagos) e a neutropenia
(uma redução da recontagem de neutrófilos) poderia ser um sinal clínico de deficiência de cobre em
humanos.
Estudou-se a função imunológica em lactantes com deficiência de cobre antes e depois da
suplementação. A atividade fagocitária de certos leucócitos – sua habilidade de rodear material
estranho – aumentou depois da suplementação com cobre. Outras investigações em homens jovens
sadios com dietas de 0,66 mg de cobre ao dia mostraram uma diminuição da proliferação de outras
células imunológicas durante este tempo. A deficiência do cobre também foi associada a uma maior
incidência de infecções respiratórias severas em lactantes.
f) Doenças causadas por deficiência de cobre
Embora não seja comum, a deficiência severa ou clinicamente definida de cobre está
associada à anemia, à neutropenia (redução da recontagem de neutrófilos nos leucócitos) e a
anormalidades ósseas, incluindo fraturas. Em casos extraordinários, algumas pessoas podem estar
geneticamente predispostas a um transtorno relacionado com o cobre.
Entretanto, vários grupos expressaram sua preocupação por uma deficiência leve de cobre,
isto é, níveis que não são tão severos para causar manifestações clínicas, já que isto poderia impedir
uma saúde normal em formas tão sutis como menor resistência às infecções, problemas no sistema
reprodutor, fadiga ou fraqueza e restrições na função cerebral.
g) Doenças causadas por excesso de cobre
O envenenamento agudo de cobre é um acontecimento raro e só ocasionado pela ingestão
acidental de soluções do cobre ou sulfato de cobre. Os sais anteriormente nomeados e aqueles sais
orgânicos de cobre são poderosos eméticos (substanciais que induzem ao vômito), por isso doses
grandes que sejam ingeridas de maneira inadvertida são rejeitadas normalmente.
O envenenamento crônico de cobre pela ingestão em alimentos é também pouco comum,
graças ao fato de que o fígado possui uma grande capacidade para excretar o cobre.
2.8.1.2 Ácido Sulfúrico
O Ácido Sulfúrico é a principal matéria prima na obtenção de sais
com base metálica,
e com uma reação química, normalmente a quente formam os Sulfatos.
O ácido sulfúrico, H2SO4, é um ácido mineral forte, é solúvel na água em qualquer
concentração, tem várias aplicações industriais e é produzido em quantidade maior do que qualquer
outra substância (só perde em quantidade para a água). O principal uso engloba a fabricação de
fertilizantes, o processamento de minérios, a síntese química, o processamento de efluentes líquidos
e o refino de petróleo.
Uma coisa interessante é que se usa a produção/utilização de ácido sulfúrico para se medir o
desenvolvimento industrial de um país.
Uma característica peculiar ao ácido sulfúrico é quanto ao seu comportamento relacionado a
concentração. Quando diluído, a solução assume caráter de ácido forte e não apresenta poder
desidratante. Por outro lado, quando é concentrado (acima de 90%), deixa de ter caráter ácido e
acentua-se o seu poder desidratante.
A descoberta do ácido sulfúrico é creditada ao alquimista medieval de origem árabe Jabir
Ibn Hayyan (Geber), embora o médico e alquimista persa do século IX Ibn Zakariyya Al-Razi (ALRazi) também seja às vezes mencionado. AL-Razi obteve a substância pela destilação seca de
minerais, dentre eles o sulfato de ferro (II) heptaidratado (FeSO47H2O), também chamado de
vitríolo verde, e o sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO45H2O), chamado de vitríolo azul.
Quando aquecidos, tais compostos decompõem-se a óxido de ferro (II) e de cobre (II),
respectivamente, emitindo água e trióxido de enxofre, que se combinam de forma a produzir uma
solução diluída de ácido sulfúrico. Este método de obtenção do ácido sulfúrico popularizou-se pela
Europa através das traduções dos tratados e livros islâmicos por parte dos alquimistas europeus,
como por exemplo, o alemão Albertus Magnus (século XIII). Por esta razão, o ácido sulfúrico era
conhecido aos alquimistas europeus pelo nome de óleo de vitriol, entre outros nomes.
No século XVII, o químico teuto-holandês Johann Gláuber preparou o ácido sulfúrico pela
queima de enxofre com salitre (nitrato de potássio, KNO3) na presença de vapor d’água. Com a
decomposição do salitre, há a oxidação de enxofre a SO3 que, combinado à água, forma ácido
sulfúrico. Em 1736, Joshua Ward, um farmacêutico de Londres, usou este método para começar a
primeira produção de ácido sulfúrico em larga escala.
Em 1746, em Birmingham, John Roebuck começou a produzir o ácido sulfúrico pelo
método de Ward em câmaras recobertas por chumbo, que eram fortes, pouco custosas e podiam ser
feitas maiores do que os recipientes de vidro que eram usados anteriormente. Este processo com
câmaras de chumbo permitiu a industrialização efetiva da produção de ácido sulfúrico e, com vários
refinamentos, permaneceu como o método padrão por quase dois séculos.
O ácido sulfúrico produzido pelo método de John Roebuck tinha apenas uma concentração
de 35-40%. Refinamentos posteriores no processo da câmara de chumbo pelo químico francês
Joseph-Louis Gay-Lussac e pelo químico britânico John Glover melhoraram a concentração para
78%. Porém, a fabricação de certos pigmentos e outros processos químicos demandava por um
produto ainda mais concentrado e, ao longo do século XVIII, isto só podia ser feito pela destilação
seca de minerais, de uma maneira similar aos processos originais da alquimia. A pirita (dissulfeto
de ferro, FeS2) era aquecido ao ar para formar sulfato de ferro (III), Fe2(SO4)3, que , quando
aquecido até 480%°C, decompunha a óxido de ferro(II) e trióxido de enxofre, que poderia
finalmente ser borbulhado em água para dar ácido sulfúrico em qualquer concentração. O custo
deste processo impedia o seu uso em grande escala para a fabricação de ácido sulfúrico
concentrado.
Em 1831, o comerciante de vinagre britânico Peregrine Phillips patenteou um processo bem
mais econômico para produzir trióxido de enxofre e ácido sulfúrico concentrado, conhecido hoje
como o processo de contato. Basicamente todo o fornecimento mundial de ácido sulfúrico atual é
feito por este método.
Produção Industrial do ácido sulfúrico
O ácido sulfúrico é produzido a partir de enxofre, oxigênio e água via processo de contato.
Na primeira etapa, o enxofre é queimado ao ar, produzindo dióxido de enxofre.
S(S)+O2 →SO2(g)
O dióxido de enxofre, por sua vez, é oxidado a trióxido de enxofre com o uso de oxigênio e
na presença de um catalisador de pentóxido de vanádio:
2 SO2 +O2(g) → 2 SO3
V2O5
Finalmente, o trióxido de enxofre é lavado com água ou uma solução de ácido sulfúrico,
com a formação de uma solução de ácido sulfúrico 98-99%:
SO3(g)+ H2O(l) → H2SO4(l)
Observamos que a dissolução direta de SO3 em água é impraticável por causa da natureza
altamente exotérmica da reação. Forma-se uma névoa ao invés de um liquido. Alternativamente, o
SO3 é absorvido em H2SO4 para formar Oleum (H2S2O7), que é então diluído, com a formação de
ácido sulfúrico.
H2SO4(l) +SO3→ H2S2O7(l)
O oleum reage com água para formar H2SO4 concentrado.
H2S2O7(l)+ H2O(l)→ 2 H2SO4(l)
O ácido sulfúrico representa aproximadamente 38.5 % da composição total do Sulfato de
Cobre Pentahidratado, e o Cobre representa
25 %, o saldo de aproximadamente 36,5 %
proveniente de água de hidratação.
2.8.2 Sulfato de Zinco
Matéria prima principais para obtenção do Sulfato de Zinco
2.8.2.1 Zinco (Zn)
é
Do alemão Zink, origem desconhecida, muito antes de o zinco ser reconhecido como
elemento distinto, seus minérios eram usados para produzir latão. Uma liga contendo zinco foi
achada em ruínas pré-histórica na Transilvânia. Zinco metálico foi produzido na Índia, no século
13, pela redução da calamina com materiais orgânicos. Na Europa, foi supostamente descoberto em
1746 pelo químico alemão Andreas Sigismund Marggraf, que o isolou através da redução da
calamina com carvão vegetal.
Disponibilidade
Os principais minerais são a blenda (sulfeto de zinco, ZnS), a esmitsonita (carbonato de
zinco, ZnCO3), a franklinita (espinélio* de zinco e ferro), a calamina (silicato básico de zinco) e a
zincita (óxido de zinco, ZnO).
É considerado o 23° elemento mais abundante na crosta terrestre.
(*) Espinélios são minerais formados, basicamente, por aluminato de magnésio, podendo
este ser parcialmente substituído por ferro, manganês ou zinco e o alumínio, por ferro ou cromo.
Produção do Zinco
Pode ser produzido pelo aquecimento do minério para formar o óxido e a posterior redução
com carbono (ZnO + C → Zn + CO). Mas em geral é produzido pelo tratamento de óxido com
ácido sulfúrico e remoção eletrolítica do metal.
Propriedades do Zinco
É um metal branco-azulado, de baixo ponto de fusão, com boa fusibilidade e pode ser
facilmente deformado a frio ou a quente. É razoável condutor de eletricidade e queima no ar com
uma chama vermelha, emitindo fumaça branca do óxido formado.
O zinco metálico não é considerado tóxico, mas íons em solução são nocivos. A inalação de
fumaça de óxido deve ser evitada.
Composto e/ou reações – alguns exemplos
Reação com oxigênio
2Zn + O2 → 2ZnO.
Reação com halogênios
Zn + Br2 / Zn + I2 → ZnI2.
Reação com ácido
Zn + H2SO4 → Zn++ + SO4-- + H2.
Aplicações - alguns exemplos
Cloreto de zinco é usado como desodorante e como conservante de madeiras.
•
Componente de uma variedade de ligas: latão, bronze, para molas, com níquel e
prata para tipografia, ligas para soldas, etc.
•
Galvanização de peças de aço para prevenir a corrosão.
•
Liga com cobre e alumínio em peças fundidas sob pressão, as quais são amplamente
usadas nas indústrias automobilísticas, de equipamentos elétricos e outras.
•
Litopônio, mistura de sulfato de bário e sulfeto de zinco, é um importante pigmento
branco.
•
Loções com calamina são usadas no tratamento de erupções de pele.
•
Óxido de zinco é usado como pigmento não tóxico para tintas e em algumas
borrachas e plásticos, como estabilizador. Também em cremes e pomadas devido às
propriedades adstringentes, sabões, baterias, etc.
•
Sulfeto de zinco é empregado de painéis luminosos, telas de cinescópios e lâmpadas
fluorescentes
•
Telhas metálicas para construção civil.
•
Zinco é um elemento essencial para o crescimento de homens e animais.
•
Vitaminas & sais minerais.
Este elemento é muito importante por estar no fígado, na pele e ossos dos animais. Faz parte
de várias enzimas e esta relacionado a síntese de proteínas e ao metabolismo dos carboidratos.
Depois de muitos outros e diferentes diagnósticos no passado, hoje há uma relativa concordância
em relacionar a fotossensibilidade dos bezerros em pastagens, especialmente em algumas pastagens,
á carência de zinco.
Admite-se uma ação sinérgica entre zinco e vitaminas essenciais assim como a necessidade
de sua presença para a produção da insulina produzida pelo pâncreas ser fundamental para a
produção de açúcar pelo organismo.
Sua carência provoca, além da fotossensibilidade nos bezerros, crescimento retardado,
diarréia e mau aproveitamento das vitaminas A, D e do complexo B.
O zinco é conhecido há muito tempo como essencial para os microrganismos, mas a
compreensão da deficiência humana é relativamente recente.
De 2 a 3g desse mineral são encontradas no organismo de um adulto, com as maiores
concentrações no fígado, pâncreas, rins, ossos e músculos voluntários. Outros tecidos com altas
concentrações são partes dos olhos, glândula prostática, espermatozóides, pele, cabelos e unhas.
O zinco participa de reações na síntese ou degradação de carboidratos, lipídeos, proteínas e
ácidos nucléicos. Também esta envolvida nos processos de transporte, função imune e expressão da
informação genética.
É usado para suprir necessidades animais de zinco em rações animais, fertilizantes e sprays
agrícolas. ZnSO4·7H2O é usado na fabricação de litopônio, em banhos de coagulação para rayon,
em eletrólitos para zincagem por galvanoplastia, e como mordente em tingimento, como um
preservativo para peles e couros e em medicina como um adstringente e emético.
Uma solução aquosa de sulfato de zinco afirma-se ser eficaz em remover o musgo dos
telhados. Pulverizar uma mistura no musgo permitirá que o vento simplesmente assopre-o fora do
telhado.
O sulfato de zinco também tem sido relatado como capaz de iludir exames médicos de
consumo de drogas.
Deficiência do zinco
Retardo no crescimento, atraso na maturação sexual, hipogonadismo, anemia suave,
acuidade diminuída do paladar, alopecia, lesões na pele, acrodermatite enteropática,
imunodeficiências.
Excesso de zinco
Anemia, febre e distúrbios do sistema nervoso central, em pacientes sofrendo hemodiálise.
Fontes de Zinco para o organismo
O zinco é distribuído por todo o reino vegetal e animal em abundância e em segundo lugar
em relação ao ferro. Algumas das principais fontes desse mineral são: carnes bovinas, peixes, aves,
leite e derivados, ostras, mariscos, cereais, nozes e feijão.
Recomendações nutricionais diárias de zinco:
Idade
Lactantes
Crianças
Homens
Mulheres
mg/dia
0 a 6 meses
2
7 a 12 meses
3
1 a 3 anos
3
4 a 8 anos
5
9 a 13 anos
8
14 a 70 anos
11
> 70 anos
11
9 a 13 anos
8
14 a 18 anos
9
19 a 70 anos
8
>70 anos
8
Gravidez < 18 anos
12
Gravidez 19 a 50 anos
11
Lactação < 18 anos
14
Lactação 19 a 50 anos
12
Fonte: Dietary Reference Intakes: Recommended Intakes for Individuals Elements, Food
and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academies, 2004.
Teor do zinco em alguns alimentos (100g):
Fonte
Carne bovina magra
Mg
1,70
Fígado Frito
5,50
Aveia
0,5
Peru assado
3,1
Carne de porco assada
2,00
Farinha de soja sem gordura
2,50
Leite de vaca desnatado
0,37
Fígado bovino
2,00
Carne bovina moída
5,00
Ostras cruas do pacifico
16,6
Carne de coelho
1,70
Frango Assado
2,10
Amêndoa
2,92
Arroz
0,60
Salmão assado
0,50
Espinafre fresco
5,3
Cenoura
0,07
Abacaxi
0,25
Banana
0,13
Alcachofra
0,50
Agrião cozido
0,74
Maçã
0,04
Alface manteiga
0,25
Fontes Consultadas:
Vitamins in Human Health and Disease, T.K. Basu, J.W. Dickerson, CAB International,
1996.
Alimentos, Nutrição e Dietoterapia, L. Kathleen Maban, Sylvia Escott-Stump,Ed. Roca,
1998.
Tabela e composição Química dos Alimentos, Guilherme Franco, Ed. Atheneu, 1999
2.8.2.2 Ácido Sulfúrico
Outra matéria prima importante na obtenção do Sulfato de Zinco é o Ácido Sulfúrico
conforme descrito em 2.8.1.2.
Sulfato de Zinco
Sulfato de zinco (ZnSO4) é um composto químico cristalino incolor, solúvel em água. Sua
forma normalmente é heptahidratada, ZnSO4·7H2O, o mineral goslarita, foi historicamente
conhecido como "vitríolo branco", e também chamado de vitríolo de zinco ou sal de vitríolo. Outra
forma natural do Sulfato de Zinco heptahidratado é conhecido como o mineral zincmelanterita (Zn,
Cu, Fe)SO4·7H2O (estruturalmente diferente da goslarita). Hidratos mais baixos de sulfato de zinco
são raramente encontrados na natureza como minerais: bianchita (Zn, Fe)SO4·6H2O, boyleita (Zn,
Mg)SO4·4H2O e gunningita (Zn,Mn)SO4·H2O.
Propriedades
Fórmula molecular
ZnSO4
Massa molar
161.454
Ponto de ebulição
238 graus centigrados
Solubilidade em água
solúvel em água e insolúvel em álcool
Fonte: Tabela periódica online
2.8.3 Sulfato de Ferro
Matéria Prima para obtenção do Sulfato de Ferro.
2.8.3.1 Ferro
A revolução industrial, iniciada na Grã-Bretanha no fim do século XVIII, representou a
transição da sociedade agrária e têxtil para a sociedade industrial, que se baseava no carbono, como
combustível, e no ferro, como matéria-prima fundamental para a fabricação das máquinas.
Conhecido desde os tempos pré-históricos, o metal dá nome à idade do ferro, período histórico que
sucedeu a idade do bronze.
Pertencente ao grupo dos metais de transição, o ferro é o quarto elemento químico em
abundância na crosta terrestre. É um sólido branco-acinzentado, de densidade 7,8, que funde a cerca
de 1.530º C, passando ao estado pastoso. É o principal corpo ferromático e altamente suscetível à
corrosão pelo ar úmido, que o transforma em ferrugem, óxido férrico hidratado, sendo por isso
indispensável protegê-lo. Em presença do oxigênio e do cloro, incendesse ao rubro, e decompõe o
vapor da água, liberando oxigênio. Na natureza, apresenta-se principalmente combinado com o
oxigênio em forma de óxidos: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), limonita (Fe2O3NH2O) e
siderita (FeCO3). O minério de ferro, fundido, tem múltiplas aplicações e grande utilidade
industrial.
Propriedades físicas e químicas
Há duas séries principais de ferro: os compostos ferrosos, nos quais o ferro é divalente, e os
compostos férricos nos quais é trivalente. Entre os primeiros, citemos o óxido FeO negro e o sulfato
FeSO4, que se apresenta hidratado em belos cristais verdes; esses compostos são redutores. O óxido
férrico Fe2O3, vermelho, ou colcotar, que serve para polir vidro, o cloreto FeCl3 e o sulfato
Fe2(SO4)3, que servem para coagular o sangue, pertencem à segunda série. Citemos ainda o óxido
salino ou óxido magnético Fe3O4, que constitui a pedra-ímã natural.
Quando puro, o ferro é um metal branco-cinzento brilhante. Caracteriza-se pela grande
ductibilidade, que permite transformá-lo em fios e arames, e maleabilidade, que facilita a fabricação
de folhas laminares. Entre suas propriedades físicas destaca-se o magnetismo, que o torna um ótimo
material para fabricar ímãs. Quanto às propriedades químicas, o ferro é inalterável, em temperatura
normal, quando exposto ao ar seco. Submetido ao ar úmido, o ferro metálico sofre oxidação e se
transforma lentamente em ferrugem (óxido de ferro), o que pode ser evitado se o ferro for revestido
de metal mais resistente à corrosão, como zinco (ferro galvanizado), estanho (folha-de-flandres) ou
cromo (ferro cromado). O ferro é atacado facilmente por ácidos.
Obtenção e aplicações
A elaboração do ferro puro diretamente da do aço por uma refinação particular no forno de
soleira ou no forno elétrico, em presença de escórias. Processos especiais de tratamento por um
redutor sólido ou gasoso, de decomposição de carbonila ou eletrólise permitem obter, em
quantidades, em quantidades reduzidas, certas quantidades de ferro em forma de esponja ou de pó.
Utilizado por sua maleabilidade, sua pouca dureza, sua grande resistência ou seu ferromagnetismo
doce (permeabilidade, fraco campo coercitivo), o ferro puro industrial é difícil de destingir, em suas
aplicações, do aço extradoce (ferro com 10% de carbono). Empregam-no, por exemplo, com
finalidades eletromagnéticas (ferro doce para peças de eletroímãs chapas de indução de motores).
Ferroligas
As ligas do tipo ferro-carbono podem ser classificadas em quatro grupos distintos: aço doce,
liga que contém menos de 0,06% de carbono e cuja estrutura é essencialmente ferrosa; aços-ligas
com conteúdo de carbono entre 0,06% e 2%, que se subdividem em aços ao carbono, aços-ligas e
aços especiais ou aços finos; ferro fundido, liga que contém mais de dois por cento de carbono, em
geral de reduzida ductibilidade e maleabilidade, utilizada na fabricação de peças moldadas e tubos;
ferroligas. No aço, a dureza está na razão direta da percentagem de carbono na liga.
As ferroligas são compostas de ferro com um ou mais elementos em proporções adequadas
para aproveitamento industrial ou para a introdução de novos elementos na própria liga. Na
siderurgia, são matérias-primas fundamentais e sua falta impossibilitaria a produção de vários
produtos siderúrgicos. As ferroligas convencionais são: ferromanganês, ferrossilício, ferrossilíciomanganês e ferrocromo, presentes na quase totalidade dos processos de produção de ferro e aço
comum ou especial. As ligas não convencionais, como ferroníquel, ferromolibdênio e ferrotitânio,
entre outras, servem como veículo para adição de elementos de liga na produção de aços especiais.
Os aços-ligas são denominados segundo os metais que contêm seu uso ou suas propriedades
notáveis. Tem-se, assim: aço-cromo, aço-níquel, aço-molibdênio; aços para ferramentas; aços
inoxidáveis; aços para produção mecânica (rolamentos e molas) e outros.
História
Admite-se que o ferro tenha sido descoberto quando, no período neolítico, fragmentos desse
minério, que circundavam as fogueiras feitas para aquecer os homens nas cavernas, foram reduzidos
a metal sólido pelo calor e o contato com a madeira carbonizada.
A exploração de jazidas de ferro começou a ser feita com regularidade em torno de 1500
a.C., provavelmente no Oriente Médio. A primeira referência escrita ao metal consta de uma
mensagem dirigida por um imperador hitita ao faraó Ramsés II, no século XIII a.C., do primeiro
milênio da era cristã em diante, o ferro difundiu-se por toda a bacia do Mediterrâneo.
Acredita-se que o ferro, a princípio, tenha sido obtido por um processo que não chegava a
extraí-lo do minério, nem a liquefazê-lo, mas tornava-o maleável. Dessa forma também se fundem
outros minérios associados ao de ferro, que se combinam e transformam-se em escória. Em estado
incandescente, a escória pode ser separada da massa, o que dá, como produto final, um bolo de
ferro. Com o metal desses bolos foram fabricados os primitivos instrumentos de trabalho, como
machados, martelos e pontas-de-lança.
A principal fonte de abastecimento de ferro da Roma antiga foi a península. O metal servia
como matéria-prima do gladius hispanus, espada curta de dois gumes usada pelos legionários. Após
a queda do Império Romano, desenvolveu-se na Espanha a fabricação de objetos de ferro.
Após diversas experiências e inventos, chegou-se ao alto-forno em meados do século XV.
O
ferro obtido em alto-forno tem o nome de ferro-gusa, ferro fundido ou simplesmente gusa. As
temperaturas mais elevadas permitiram que o ferro absorvesse mais carbono que carvão e se
transformasse em gusa, o qual sai do forno em estado líquido incandescente. Modernamente, o
minério de ferro, além da fabricação do gusa, também é aproveitado para a manufatura de
pigmentos, cimento, gás purificado e gás hidrogênico, bem como na fundição de várias ligas
metálicas. A maior parte da produção mundial destina-se à indústria siderúrgica.
Produção brasileira de ferro (metal)
Instalou-se em São Paulo o primeiro forno de ferro da América, no fim do século XVI. Os
de Jamestown, na Virgínia, Estados Unidos, são posteriores a 1607. O mineral havia sido
descoberto no Brasil, no início do século XVI, pelos jesuítas, que logo passaram a fabricar, com o
metal obtido na forma primária da redução do minério, anzóis, facas e outros tipos de ferramenta.
Uma importante descoberta foi a da jazida de Ibirapuera, à esquerda do rio Pinheiros, onde
morava Afonso Sardinha, que descobriu ferro em Biraçoiaba, próximo a Sorocaba - SP. Afirma-se
que em 1590, Sardinha começou a explorar a mina. Em 1597 comunicou o fato a Francisco de
Sousa, governador-geral do Brasil, e doou a jazida ao rei de Portugal. Sousa passou a zelar pela
extração do minério, razão pela qual mereceu o título de marquês das Minas.
Disseminou-se em Minas Gerais e São Paulo o processo de fabricação de ferro em forjas e
cadinhos. O metal era utilizado para ferrar cascos de animais de tração e em aros de carros de bois.
Em 1785, a rainha D. Maria I proibiu o funcionamento de fábricas no Brasil, fato que deu especial
significado político à fabricação do ferro, transformada num dos ideais de emancipação dos
inconfidentes. Com a transferência da corte portuguesa de Lisboa para o Rio de Janeiro, D. João VI
incumbiu, em 1808, o intendente Câmara (Manuel da Câmara Ferreira Bethencourt e Sá) de instalar
uma fábrica de ferro no morro do Pilar. A primeira corrida de ferro-gusa desse alto-forno foi em
1814. Antes disso, em 1812, o barão de Eschwege obtinha ferro líquido em sua fábrica em
Congonhas - MG.
O rei incumbiu também Francisco de Varnhagen de instalar uma fábrica de ferro em São
João de Ipanema, posterior Sorocaba SP. Essa iniciativa destacava-se das anteriores, de tipo
artesanal, e marcou o início da indústria siderúrgica no Brasil, em 1818.
Foi a partir de 1921 que realmente se iniciou o desenvolvimento da produção brasileira de
ferro-gusa, com a instalação de diversos altos-fornos. Já em 1936 fabricavam-se no país cerca de
oitenta mil toneladas. Com a instalação, em 1941, da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta
Redonda RJ, a produção de ferro iniciou uma nova época de desenvolvimento com incentivo
estatal. No fim do século XX, o Brasil figurava entre os três países possuidores das maiores
reservas conhecidos de minério de ferro em todo o mundo. Passou de terceiro a segundo lugar após
a descoberta de riquíssimas reservas no norte de Minas Gerais e na serra de Carajás, no Pará.
Produção mundial de ferro
O ferro é de longe o primeiro mineral metálico extraído, com uma produção mundial, em
crescimento desacelerado, da ordem de 500 milhões de toneladas (mineral contido). A Rússia
fornece 1/4 desse total, antepondo-se claramente a Austrália, cuja produção (80 milhões de
toneladas) cresceu, porém, rapidamente e já ultrapassou dos EUA (40 milhões de toneladas). Bem
atrás, segue-se um grupo de produtores médios, cada qual extraindo de 20 a 40 milhões de
toneladas de metal contido (Canadá, China, Sibéria e índia). Base da siderurgia, o ferro é objeto de
importante comércio internacional, voltado, sobretudo para a Europa do Mercado Comum, onde a
França é o único produtor notável (11 milhões de toneladas).
Propriedades físicas e químicas do ferro:
Número atômico:
26
Peso atômico:
55, 847
Ponto de fusão:
1.535º C
Ponto de ebulição:
3.000º C
Densidade:
7,86
Estados de oxidação:
+2, +3, +4, +6
Fonte: Tabela periódica online
2.8.3.2 Ácido Sulfúrico
Outra matéria prima importante na fabricação do Sulfato de Ferro é o ácido sulfúrico
conforme descrito em 2.8.1.2.
Rações e Sais minerais (aplicação)
É importante na formação do sangue, faz parte da hemoglobina. Sua falta resulta em anemia
e, consequentemente na atrofia dos animais, especialmente jovens.
2.8.4 Sulfato de Cobalto
Matéria Prima para obtenção do Sulfato de Cobalto
2.8.4.1 Cobalto Metálico
Na antiguidade era encontrado em jóias e peças de cerâmica egípcias, persas e chinesas que
remontam ao terceiro milênio a.C., só em 1735 o cobalto foi isolado, pelo sueco Georg Brandt.
Cobalto é um elemento químico metálico, de símbolo Co, de coloração branco-prateada com
matizes azulados. São conhecidas duas formas alotrópicas, uma com estrutura cristalina hexagonal
compacta, estável até 417º C, e a outra, cúbica de face centrada, estável a temperaturas superiores.
O cobalto é detectado no sol e em outras estrelas. Constitui apenas 0,001% da crosta
terrestre, onde se apresenta em pequenas quantidades ou associado a outros elementos, em minerais
como a a cobaltita, AsSCo; eritrina, (AsO4)2Co3.8H2O; e esmaltita, As2Co. Está presente também
no solo e na água do mar, e faz parte de moléculas importantes para o metabolismo animal, como a
vitamina B12.
Devido a sua elevada permeabilidade magnética, mesmo em altas temperaturas (até 1.121º
C), é especialmente empregada na produção de ligas magnéticas, utilização que consome cerca de
um quarto da produção mundial. O restante é destinado à fabricação de peças de precisão e de ligas
especiais para odontologia, ou como matéria-prima na indústria de cerâmica. Um dos principais sais
de cobalto é o sulfato CoSO4, empregado em processos de galvanoplastia, na preparação de agentes
secantes e na fertilização de pastagens. Outros sais de cobalto têm importantes aplicações na
produção de catalisadores, secantes, etc.
Na natureza é encontrado somente o isótopo de peso atômico 59, mas pode-se obter o
isótopo Co60. Radioativo, que constitui a base das bombas de cobalto utilizadas na terapia de
câncer. No Brasil, existem concentrações de óxidos de cobalto em Niquelândia, GO.
Propriedades físicas e químicas do cobalto:
Peso atômico:
58, 9332
Ponto de ebulição:
2.908º C
Densidade: (20º C)
8,9 g/cm3
Estados de oxidação:
+2, +3
Configuração eletrônica:
2-8-25-2 ou (Ar) 3d74s2
2.8.4.2 Ácido Sulfúrico
Conforme descrito no capítulo 2.8.1.2
Sulfato de Cobalto
O sulfato de cobalto apresenta em forma de cristais solúveis em água, álcool metílico ou
etílico. O sulfato de cobalto é utilizado principalmente na indústria cerâmica em vernizes e nas
industrias químicas como catalizador.
Uso na Alimentação animal (Ração ou Sal Mineral)
Indispensável ao crescimento e a saúde dos ruminantes. O cobalto participa na síntese da
vitamina B12 que é indispensável nos organismos dos animais. Sua falta para os ruminantes conduz
ao crescimento retardado e à anemia, conhecida como mal de colete que consiste no emagrecimento
continuo e progressivo, com a consequente fraqueza, podendo haver o aparecimento de diarréia, no
caso geralmente causa elevada mortalidade.
Capitulo III – Metodologia
3.1 Considerações gerais
Para se realizar uma pesquisa cientifica e ainda, para que esta seja validada, é necessário
utilizar-se uma metodologia, a metodologia da pesquisa. De acordo com alguns pesquisadores,
como por exemplo, GIL (1996), metodologia é o processo da pesquisa adaptada para elaboração de
um determinado assunto, que deve ser seguida para podermos responder os problemas do tema em
questão, conseguindo alcançar os objetivos do trabalho de forma clara e objetiva.
Toda pesquisa deve ser elaborada com base nos objetivos que ela nos proporciona mediante
alguns critérios. Assim é possível classificar as pesquisas em três grandes grupos: exploratórias,
descritivas e explicativas e todas têm suas vantagens e limitações.
Segundo GIL (1996 p.45) pesquisas exploratórias tem como o objetivo proporcionar maior
familiaridade como o problema e muitas vezes essa pesquisas constitui a primeira etapa de uma
investigação mais ampla.
Pesquisas descritas segundo GIL (1996) ela tem como objetivo primordial a descrição das
características de determinada população ou fenômeno ou, então, o estabelecimento de relações
entre variáveis.
Ainda segundo GIL (1996 p. 46) pesquisas explicativas tem com preocupação central
identificar os fatores que determinam ou que contribuem para a ocorrência dos fenômenos.
“Pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemático que
tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que são propostos.
A pesquisa é requerida quando não se dispõe de informação suficiente para
responder ao problema, ou então quando a informação disponível se
encontra em tal estado de desordem que não possa ser adequadamente
relacionada ao problema.” (GIL; 1996; p.19).
Uma pesquisa bibliográfica pode ser definida, segundo GIL (1996:48) como uma pesquisa a
partir de materiais já elaborados, constituído principalmente de livros e artigos científicos. Porém
uma pesquisa desenvolvida exclusivamente através de fontes bibliográficas é considerada válida.
Segundo Rodrigo (2008) os estudos de caso podem e devem ter uma orientação teórica bem
fundamentada, que sirva de suporte à formulação das respectivas questões e instrumentos de
recolhimento de dados e guia na análise dos resultados. Necessita-se de teoria para orientar a
investigação. O estudo de caso permite respondera questões como: Que coisas observar? Que dados
colher? Que perguntas fazer? Que tipos de categorias construir?
Mediante a esses esclarecimentos podemos definir o nosso trabalho como sendo uma
pesquisa bibliográfica, pois, para o embasamento teórico, foram pesquisados assuntos de interesse
para a pesquisa, assim como puderam ser vistos no capítulo II deste, e também um estudo de caso,
pois, buscou-se através de uma organização, fazer um levantamento da realidade da mesma quanto
aos processos e programas de qualidade, e ainda uma pesquisa exploratória, tendo com
embasamento um estudo de caso, onde será utilizada uma empresa do ramo têxtil, localizada no
município de Capivari-SP.
“A maior utilidade do estudo de caso é verificada nas pesquisas
exploratórias. Por sua flexibilidade, é recomendável nas fases iniciais de
uma investigação sobre temas complexos, para a construção de hipóteses ou
reformulação do problema.” (GIL; 1996; p.59)
Para a obtenção dos dados busca descrever o que diversos autores dizem a respeito dos
assuntos por estes tratados, assim como ser visto no capítulo II deste trabalho.
3.2 Procedimentos para obtenção de dados
As coletas de dados foram feitas no laboratório da empresa-alvo, onde foram coletados os
resultados obtidos das amostras de produto de fabricação própria e comparados com resultados
obtidos por clientes, essas comparações foram levados em conta os métodos analíticos pela qual
foram elaborados para a obtenção dos resultados, foi feito também análises dos produtos assim
como de amostras padrão com os dois métodos para a obtenção de resultados, comparando então as
diferenças de comportamento nos resultados finais.
Dessa forma obtiveram-se resultados suficientes para observar o comportamento dos dados
obtidos e fazer uma analise dos resultados e assim determinar qual o método mais eficiente para o
trabalho que pode ser elaborado na rotina diária para obter resultado de amostras dos produtos mais
próximos da realidade, como desvios insignificantes que não precisa ser levado em consideração
para tomada de decisão pelos usuários dos produtos.
Capitulo IV- Pesquisa de campo
4.1 Considerações gerais
É uma prática de uso comum na pecuária em todo o mundo desenvolvido, e indispensável
para a obtenção de resultados positivos com a pecuária explorada em algumas regiões e na região
dos cerrados, onde as terras são de baixa fertilidade, apresentando-se com baixas carências de
calcio, fósforo, magnésio, enxofre, zinco, cobre, cobalto, iodo e outros minerais.
Sem a correção adequada, as deficiências do solo são transferidas ás plantas e depois aos
animais que as usam como alimentos, levando-os a baixa produtividade, degeneração ou extinção
dependendo do grau de deficiência de mineral encontrado.
Para a produção de alimentos a principal cultura é a segurança, e esta é a principal
proposição pela qual todos os fabricantes de insumos e micronutrientes deverá se preocupar e
deverão se basear nas premissas do sindirações ao tratar do tema Legislação no Compêndio
Brasileiro de Alimentação Animal.
A indústria de alimentação animal deve estar enquadrada no mais claro espírito da
modernidade. Afinal, a garantia de produção de alimentos seguros e a tecnologia são a base do
sucesso empresarial e da eficiência do agronegócio, especialmente no momento em que a
competitividade aguça os ânimos e a globalização – independentes da origem – nos mais
longínquos e disputados mercados do planeta.
As empresas e o ambiente institucional, englobando órgãos do governo, instituições de
ensino e pesquisa e entidades de classe devem estar totalmente inseridas no contexto mundial e
sintonizadas com as mais atuais e avançadas diretrizes de qualidade, segurança, sanidade,
conformidade e gerenciamento.
Este capítulo inclui a Lei 6.198, de 26.12.74, e o Decreto 6.296, de 11.12.07, que
regulamenta a inspeção o e a fiscalização obrigatória dos produtos destinados a alimentação animal.
Conta ainda com um apanhado geral das principais Instruções Normativas, Portarias, ofícios
Circulares e outros regulamentos vigentes, e conforme a legislação complementar for publicada,
estes regulamentos serão atualizados no Compendio Brasileiro de Alimentação Animal.
Destacamos a atenção dada nos últimos anos e a tendência de ampliação de seu alcance às
normativas referentes aos registros higiênico-sanitários mínimos de fabricação e manipulação de
produtos destinados à alimentação animal e outros insumos para a produção animal, com o objetivo
de garantir-se a conformidade, qualidade e segurança alimentar e do meio ambiente, bem como o
bem estar animal
Vale ressaltar que em relação a este tema a indústria brasileira de alimentação animal
antecipou-se à legislação brasileira e ao próprio Codex Alimentarius da FAO/WHO através do
Programa de Boas Práticas de fabricação (BPF) do Sindirações, que após 4 anos de trabalho intenso
foi lançado em novembro de 2002 com a publicação de seu Manual BPF e o lançamento do
Programa Feed&Food Safety – Gestão do Alimento Seguro em outubro de 2003.
Nas rações e sais minerais existe uma serie de ingredientes e matéria prima. Esses
ingredientes e matéria prima podem ser: ingredientes de origem vegetal, óleos de origem vegetal,
óleos de origem animal, aminoácidos, minerais orgânicos, fonte de nitrogênio não proteico veiculo
inerte e os minerais propriamente ditos e que será avaliado neste trabalho.
Ressaltamos que os microminerais ou oligoelementos, descritos e parametrizados no Guia
de ingredientes, são aditivos nutricionais conforme legislação nacional e referências internacionais
e, portanto também estão listados no Guia Aditivos.
Como vamos estudar apenas quatro importantes minerais que fazem parte da composição da
alimentação animal, esses produtos serão mencionados um a um neste capitulo, e serão abordados
apenas eles por ser fabricado pela empresa alvo deste trabalho, cada elemento pode ser obtido em
várias formas como, por exemplo, óxidos, sulfatos, etc.
4.2 Procedimentos para obtenção de dados
4.2.1 Sulfato de Cobre Mono/Pentahidratado
É o Sal de cobre e Ácido Sulfúrico, geralmente hidratado expresso como CuSO4.H2O
(monohidratado) e CuSO4.5H2O (pentahidratado).. Apresenta coloração levemente azul
acinzentada (monohidratado) e azul (pentahidratado), na forma pentahidratada o Sulfato de Cobre
contém aproximadamente 25 % do teor ativo, isto é de Cobre, enquanto que o Sulfato de Cobre
Monohidratado contém próximos a 35,4 % de cobre ou seja de principio ativo, devemos lembrar
que vai depender muito da formulação da ração para a escolha do produto que será usado para a
elaboração da mesma.
PARÂMETROS
UNIDADE
CuO
CuSO4
CuC
O3
Umidade(voláteis a 105oC) (máximo)
%
Pureza (mínimo)
%
Cobre (mínimo)
%
1,00
75,00
Mono
Penta
5,00
30,00
10,00
97,00
98,50
83,50
34,00
24,00
48,00
Chumbo (Pb) (máximo)
Ppm
140,00
100,00
Cádmio (Cd) (máximo)
Ppm
99,1
70,0
Arsênio (As) (máximo)
Ppm
100,0
75,0
Mercúrio (Hg) (máximo)
Ppm
2,1
1,5
Ferro (máximo)
Ppm
1200,00
1000,00
Zinco (máximo)
Ppm
40,00
300,00
Cálcio (máximo)
Ppm
500,00
500,00
Cobre Metálico
-
Livre
Livre
Retenção em peneira 0,841mm (máximo)
%
Retenção em peneira 0,420 mm (máximo)
%
0,00
Retenção em peneira o,149 mm (máximo)
%
25,00
1200,00
livre
Livre
0,00
15,00
5,00
Fonte: Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal 2009
4.2.2 Sulfato de zinco
É o Sal de Zinco do Ácido Sulfúrico Monohidratado, expresso como ZnSO4H2O. Pode ser
apresentado na forma pó fino ou granulada. Apresenta coloração branca a levemente acinzentada, a
tabela abaixo mostra os parametros que deverá ser seguido para que o produto seja conforme.
PARÂMETROS
UNIDADE
ZnO
ZnSO4
mono
Umidade (voláteis a 105°C) (máximo)
%
1,00
Pureza (mínimo)
%
95,00
hepta
1,00
96,00
Zinco (mínimo)
%
70,00
34,00
Chumbo (Pb) (máximo)
150,0
140,00
20,0
Cádmio (Cd) (máximo)
50
50,0
80,0
Arsênio (As) (máximo)
75
50,0
25,0
Mercúrio (Hg) (máximo)
1,5
2,5
25,0
ppm
500,00
400,00
1,5
Zinco Metálico (máximo)
%
1,00
Retido em peneira 0,420mm
%
0,00
Ferro (máximo)
5,00
Fonte: Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal 2009
4.2.3 Sulfato Ferroso
É o sal de Ferro do Ácido Sulfúrico (FeSO4) de cor marrom com odor característico. A
indústria de ração usa a forma heptahidratada (FeSO4·7H2O) e a forma monohidratada (FeSO4·
H2O), deve seguir os parâmetros de acordo com a tabela abaixo de acordo com o Sindirações.
PARÂMETROS
UNIDADE
mono
Hepta
Umidade (voláteis a 105°C) (máximo)
%
2,00
2,00
Ferro (mínimo)
%
28,00
20,00
Chumbo (Pb) (máximo)
ppm
120,00
80,00
Cádmio (Cd) (máximo)
ppm
50,00
40,00
Arsênio (As) (máximo)
ppm
50,00
40,00
Mercúrio (Hg) (máximo)
Retenção em peneira 1mm (máximo)
ppm
5,00
3,00
%
0,00
0,00
Fonte: Compêndio Brasileiro de Alimentação Animal 2009
4.2.4 Sulfato de Cobalto Heptahidratado ou Monohidratado.
É o Sal de Cobalto do Ácido Sulfúrico. Poderá ser usado na forma monohidratada COSO4·
H2O, de coloração rosa choque, ou heptahidratado COSO4·7 H2O, de coloração avermelhada, e
deve ser preparado conforme a tabela de elementos máximos e mínimos apresentada abaixo.
PARÂMETROS
UNIDADE
Mono
hepta
Umidade (voláteis a 105°C) (máximo)
%
1,00
1,00
Cobalto (mínimo)
%
32,00
20,00
Chumbo (Pb) (máximo)
ppm
160,00
100,00
Cádmio (Cd) (máximo)
ppm
80,00
50,00
Arsênio (As) (máximo)
ppm
120,00
75,00
ppm
2,60
1,50
F
onte:
Compê
ndio
Brasile
iro
Mercúrio (Hg) (máximo)
de
Alimen
tação
Animal
2009
Retenção em peneira 0,5 mm
%
0,00
20,00
Retenção em peneira 0,63 mm
%
0,00
0,00
4
.3
Ingrediente Ativo
Os ingredientes ativos de cada microminerais é a base metálica que o compõem, por
exemplo, (no sulfato de cobre o ingrediente ativo é o cobre, no sulfato de zinco o ingrediente ativo é
o zinco e assim por diante). Eles são muito importantes na nutrição animal porque é o mineral que
vai quantificar e compor a ração ou sal mineral, ou seja, é a razão pela qual vamos obter a
porcentagem exigida para cada animal, em razão da sua alimentação, esse estudo é feito por
veterinários especializados que calcula as quantidades necessárias de cada produto levando em
consideração inúmeras características, como pastagens já existentes, região, local onde vivem e suas
condições especiais etc.
Nestes produtos está também uma série de contaminantes que podem ser nocivos ou não em
sua composição.
Os contaminantes que não tem séria importância a não ser simplesmente alterar a
formulação, são aqueles que normalmente existem na própria composição, por exemplo, no sulfato
de zinco pode haver quantidades de sulfato de Ferro avaliadas em ppm (parte por milhão), que
normalmente é adicionada a formulação da ração ou sal mineral, e outras formas que também
existem possivelmente e não se leva em consideração no calculo do produto final pois
possivelmente não altera os teores e ficará dentro dos limites aceitáveis pelo qual não causará
prejuízos no produto final.
Os produtos nocivos para o organismo animal ou humano que é muito importante avaliar,
são produtos consideravelmente muito tóxico e são conhecidos como metais pesados, dioxinas,
furanos, etc., e serão analisados mais profundamente.
4.4 Metais Pesados
Conforme (FRANCO, Maristela – Revista DBO, Setembro 2009, número 345 pag.94) Metal
pesado é um elemento químico com densidade maior do que 6g/cm3 e número atômico acima de
20. Alguns, como o cobre, o zinco, o ferro e o manganês são essenciais do ponto de vista
nutricional. Outros, como o cádmio, o mercúrio, o chumbo e o arsênio, são classificados
simplesmente como substâncias indesejáveis. A maioria deles pode tornar-se tóxica ou
contaminante, dependendo do nível de ingestão, mas o grupo dos indesejáveis merece maior
atenção e tem sido objeto de monitoramento por parte dos programas de controle de resíduos, pois
causam danos à saúde humana se ingeridos em dosagens acima do máximo tolerável, por longos
períodos.
O cádmio, por exemplo, provoca lesões hepáticas graves. Acumula-se principalmente no
fígado e nos rins, sem que esses órgãos consigam eliminá-lo. Também é considerado cancerígeno.
Já o chumbo se deposita principalmente nos ossos e no fígado, causando hipertensão, problemas
renais, anemia e abortos. Finalmente, o arsênio, usado como veneno desde a Antiguidade e como
pesticida na era moderna, em quantidades acima do limite máximo tolerável pode provocar lesões
na pele, diarréia e câncer nos brônquios.
Para a análise de resíduos, o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (Mapa)
utiliza principalmente amostras de rim, órgão na qual a concentração desses metais é maior.
Dificilmente uma pessoa se contamina comendo um bife com resíduos de metais pesados (seriam
necessários muitos deles e um consumo contínuo, por anos a fio). Mas o principio de precaução –
conceito básico da segurança alimentar, manda que qualquer alimento que apresente níveis acima
do máximo tolerável seja considerado impróprio para consumo.
4.4.1 Metais Pesados (fonte de aborrecimento)
Apesar de raramente detectados em carcaças bovinas acima de níveis toleráveis, os
contaminantes inorgânicos, mais conhecidos como metais pesados, podem trazer grandes
transtornos para os pecuaristas. Ao constatar, por meio de amostras de tecidos coletadas as acaso
nos frigoríficos sob inspeção federal, que um determinado lote de animais está contaminado por
esses elementos considerados prejudiciais à saúde humana, o Ministério da Agricultura Pecuária e
Abastecimento (Mapa), dão início a um processo de investigação para identificar as possíveis
causas do problema, e isso perturba a rotina da fazenda.
Durante o processo de investigação, novas amostras são coletadas para análise em cinco
lotes consecutivos de abate. Se não indicarem violação dos limites máximos toleráveis para os três
metais pesados monitorados (chumbo, arsênio e cádmio), as carcaças são liberadas para consumo;
caso contrário, o produto é destruído com base no princípio de precaução, e a propriedade continua
sob investigação, até se chegar a cinco lotes conformes consecutivos.
Além disso, quando a fonte de contaminação é o solo, a área não pode ser destinada à
produção pecuária, pois o metal pesado é capturado pelas raízes do capim e contamina os animais,
durante o processo de digestão. Só existe uma saída: transformar a área em reserva. A terra perde
sua função produtiva e parte do valor venal, o que acarreta grande prejuízo para o fazendeiro.
Sem Alarde- Casos assim são muito raros, porém dão uma dimensão da complexidade do
tema, que ainda não consta na lista de preocupações do pecuarista, mas merece pelo menos um
olhar atento.
Grandes importadores de carne bovina, como a União Européia, Estados Unidos, Rússia e
China dão muita importância a esses contaminantes, que já começam a ser utilizados como novas
barreiras não-tarifárias. Em julho de 2008, por exemplo, a Rússia suspendeu importação de carne de
frango dos EUA sob a alegação da presença de metais pesados.
Apesar de reconhecer a eficácia do Programa Nacional de Controle de Resíduos (PNCRC),
coordenado pelo Mapa, a União Européia está exigindo dos laboratórios oficiais responsáveis pela
análise do programa que passem a utilizar equipamentos capazes de identificar metais pesados em
níveis inferiores aos atuais. Ou seja, as exigências de controle desses resíduos tendem aumentar.
Nos últimos três anos, o PNCRC, coordenado pelo Mapa, tem registrado invariavelmente a
presença de contaminantes inorgânicos em carcaças bovinas, à semelhança das ivermectinas
(antiparasitários). O percentual é muito baixo – de 444 amostras analisadas em 2008, apenas quatro
apresentam violação do limite máximo de tolerância (0,9%)-; contudo, houve aumento em
comparação com 2006 e 2007, quando o índice ficou em 0,43% e 0,44% respectivamente.
Segundo o Mapa, ainda assim não há motivo para alarde. “Ano passado, o índice de
conformidade geral do PNCRC (que controla resíduos em carnes, leite, mel, ovos e pescado) foi de
99,85%. Somente na espécie bovina, analisamos mais de 5.600 amostras para detecção de
organoclorados, antibióticos, anabolizantes, nitroforanos, dentre outros, e 99,81% se mostraram
conformes. Pode-se inferir que a carne bovina brasileira atende aos padrões mais exigentes de
qualidade e segurança”.
4.4.2 Fontes Possíveis de metais pesados
Cabe o Mapa identificar a fonte da contaminação, mas, na maioria das vezes, é o pecuarista
que toma as providências necessárias, na ânsia de libertar seus animais para abate. A origem do
problema pode estar fora ou dentro da fazenda. Chaminés de indústria, por exemplo,
frequentemente lançam partículas de metais pesados à atmosfera, que podem ser transportadas pelo
vento até áreas rurais e devolvidas ao solo pela chuva. Lixões também são fontes potenciais de
contaminação, tanto do solo quanto do lençol freático. Outras fontes possíveis são fertilizantes,
baterias, tubulações metálicas de água, tintas usadas em instalações e suplementos minerais
fornecidos aos bovinos.
Diante desse leque de possibilidades, para identificar a fonte de contaminação do rebanho o
pecuarista precisa coletar amostras das forrageiras, da água, do solo, dos suplementos e das rações
para análise, para descobrir como o rebanho está sendo contaminado, e pode não haver fonte
alguma no local. Quando faz apenas terminações de bovinos, o produtor, ao adquirir animais de
terceiros, pode trazer junto o problema. Tudo isso exige do responsável pela investigação um faro
de detetive. Muitas vezes, é necessário recorrer a diferentes laboratórios. O Instituto Agronômico de
Campinas, por exemplo, faz análise de resíduos de metais pesados em solos e plantas, ao custo de
R$20 a 50 por amostra, mas, para aliviar o teor desses elementos na água e nos suplementos
minerais, o produtor precisa procurar outras empresas especializadas
4.5 Alimentação Animal
Na tentativa de identificar rapidamente a causa da contaminação, pecuaristas costumam
eleger os suplementos minerais como suspeitos, já que normalmente eles contêm metais pesados,
devido às matérias-primas que utilizam. Nas investigações realizadas pelo Mapa, contudo, não se
têm confirmado correlações desses produtos com violações de limites máximas toleráveis para
contaminantes inorgânicos. Segundo Sérgio Morgulis, diretor do Sindicato Nacional da Indústria de
Alimentação Animal (sindirações), para que os suplementos deixem resíduos de metais pesados em
carcaças bovinas é preciso que contenham esses elementos em níveis bastante elevados, pois sua
participação na dieta é muito pequena.
Considerando-se que o limite para o cádmio é de 0,5 mg/kg de matéria seca/dia, um animal
que coma 10 kg de MS/dia deverá ingerir no máximo 5 mg de cádmio.
Se incluirmos na dieta 50g/dia de um fosfato bicálcico que atenda aos padrões
recomendados (máximo de 10 mg de cádmio por kg), estaremos fornecendo ao bovino apenas 0,5
mg/dia desse metal via fosfato, ou 10% do teor diário considerado tolerável para não deixar
resíduos na carne ou seja, a margem de segurança é grande”, diz Morgulis.
Segundo ele, os limites máximos para contaminantes inorgânicos devem ser observados na
dieta total do animal e não em seus ingredientes, como chegaram a fazer equivocadamente alguns
estudos no Brasil. Também é preciso considerar a categoria animal, o tipo de suplemento, o sistema
de produção (extensivo ou intensivo) e a frequência de ingestão. Uma vaca leiteira que passa boa
parte da vida confinada, recebendo bastante suplemento e ingerindo rações que incluem silagem
proveniente de áreas adubadas com seu próprio esterco, tem maior probabilidade de assimilar
contaminantes inorgânicos, em níveis acima do tolerável, do que bois criados a pasto, por exemplo.
4.6 Prevenção
Há situações, porém, em que os suplementos minerais podem tornar-se fonte de
contaminação por metais pesados. Isso ocorre quando algum fabricante utiliza fontes impróprias de
fósforo, como fertilizantes agrícolas, ou micronutrientes contendo altos teores de chumbo ou
cádmio. “É importante lembrar que alguns metais pesados vêm de carona na matéria-prima.
Compra-se fósforo e leva-se ferro; compra-se zinco e leva-se chumbo. Cabe à empresa de
suplementos minerais escolherem as fontes de macro e micronutrientes com menor teor possível de
contaminantes”.
A segurança seria maior, diz ele, se as informações sobre os teores de metais pesados
presentes nessas matérias-primas constassem na embalagem, mas não existe legislação nesse
sentido. “As misturadoras, infelizmente, não têm condições de analisar cada fonte de
micronutrientes que adquirem. Já que o Mapa exige registro das matérias-primas, deveria também
fiscalizá-las, controlando o problema na origem e determinando que respeitem os níveis máximos
para contaminantes descritos na literatura. A recomendação ao pecuarista é que se previna,
comprando sal mineral apenas de empresas idôneas, que utilizem matérias-primas adequadas à
alimentação animal.
4.7 Métodos Analíticos
Conforme vimos nos capítulos anteriores o perfeito balanceamento das rações e sais
minerais é de vital importância para a saúde animal e a saúde humana, para evidenciar este trabalho
irei abordar apenas alguns métodos analíticos laboratoriais envolvendo apenas os produtos chaves
que estamos falando desde o inicio deste trabalho, evidentemente que se fossemos apresentar todos
os tópicos analíticos e produtos envolvidos o trabalho tornaria muito extenso, uma vez que nosso
objetivo serão alcançados resumindo bastante em quase todas as etapas. Os Métodos Analíticos que
tratamos aqui, serão por Via Úmida e por Instrumento de Absorção Atômica.
4.7.1 Análises Químicas por Via Úmida
Análises por Via Úmida baseiam-se em métodos conhecidos e praticados durante muitos
anos, são os métodos mais usados pelos Analistas Químicos e constam nos livros-textos clássicos
de Química Analítica e são geralmente difíceis, demoradas, caras, requerem instalações adequadas e
grande treinamento dos operadores. Apesar de todas essas dificuldades, ainda são necessárias em
muitas empresas, seja por não existir ainda um equipamento que as substitua, seja para fornecer
padrões secundários para a calibração instrumental, como também para substituir equipamentos em
períodos de avaria. As análises químicas podem ser qualitativas ou quantitativas, e na Via Úmida
baseiam-se em manipulação de amostras com reagentes específicos.
Análises quantitativas
Envolvem geralmente solubilizações, precipitações e reprecitações, misturas, agentes
catalizadores, complexantes. Elementos-traço são dosados com muita dificuldade, com métodos
muito específicos, nesse caso recomenda se Métodos de análises por Instrumentos.
Técnicas principais da Via Úmida
Gravimetria: precipitação de um composto e dosagem pelo peso obtido. Volumetria:
titulação de composto diante de um indicador de cor específico
Colorimetria: medida do λ da cor de uma solução obtida como indicador específico.
Análise químicas por Via Úmida, também chamadas de Análises Clássicas, eram a única
ferramenta disponível ao final de 2ª Guerra. Envolviam grandes manipulações para separações
sucessivas, a fim de isolar o cátion ou o ânion de interesses, para comprovar sua existência ou
quantificá-lo. Análise quantitativa em material geológico, por exemplo, eram feitas por
precipitações e reprecitações de SiO2 e R2O3, e colorimetria de Al2O3, Fe2O3, MnO, CaO e
MgO. Os óxidos alcalinos ( Na2O e K2O ) eram dosados com muita dificuldade. Para análises
rotineiras menos precisas, a duração poderia ser de 4 dias, enquanto as de precisão demandavam de
7 a 8 dias. Elementos-traço eram determinados com muita dificuldade, por poucos especialistas em
Universidades. Em 1960, já se conseguia uma análise completa em 2 dias, com uma só precitações,
de sílica, e dosagem dos restantes por colorimetria ou titrimetria.
Uma liga metálica era solubilizada por ácidos ou fundida com peróxido de sódio, e os
componentes principais podiam ser dosados por titulações das soluções: ferro era precipitado com
hidróxido de amônio, separado por filtração, resolubilizado com HCl, reduzido por cloreto
estanoso, titulado com permanganato de potássio, em meio sulfúrico e fosfórico e finalmente
dosado com difenilamino-sulfonato de bário como indicador.
Este ainda é o panorama dos nossos dias, para laboratórios químicos que não dispõem de
instrumental analítico.
Materiais geológicos precisam ser fundidos, se a Sílica deve ser dosada. A fusão é
normalmente feita em cadinhos de platina, com uma mistura de carbonato de sódio e de potássio
(Na e K não poderão ser dosados nessa solução). A retomada da fusão é feita com água e HCl, para
transformar em cloretos solúveis os elementos presentes, exceto o Si. A evaporação lenta da solução
em banho-maria promove a insolubilização da Sílica e a formação dos cloretos dos demais
elementos. Filtração e lavagem do precipitado com HCl diluído separa a sílica presente, que deve
então ser quantificada. Essa etapa envolve a secagem do precipitado que está no papel de filtro em
uma estufa, e a posterior queima do papel e precipitado, contidos num cadinho de platina, em mufla
a 1100°C. O material do cadinho é constituído pela sílica e por alguns outros elementos que, ou não
fundiram, ou foram arrastados na precipitação da sílica (Ti e Cr, por exemplo). Esse cadinho deve
então ser cuidadosamente pesado, e levado a uma chapa aquecedora onde HF é adicionado. O
aquecimento promove a formação de SiF4, extremamente volátil, e a diferença de peso do cadinho
antes e depois da volatilização da sílica fornecerá o teor de Si originalmente presente na amostra.
Este processo toma dois dias de um analista.
A terminologia usada pelos químicos quanto aos materiais e instalações usadas é: Bancadas,
capelas, beackers, Bunsen, Meck, Kitazato, buretas, Erlenmayer, chapa aquecedora, banho-maria,
pHmetro, balão volumétrico, balão de fundo redondo, cadinhos de porcelana, dessecadores,
cápsulas, dispensers, pipetas, pipetador automático, baguettes, balanças, papel de filtro, buchner,
pissetes, condensadores, tubos de ensaio, centrífuga, mufla, estufa, etc.
Amostragem (coletas)
Fatores importantes que determinam o esquema e implementação de um programa de
amostragem envolvem o tamanho da embalagem final, a variedade de ingredientes, acurácia do
laboratório, o custo da análise e o valor do produto. Entretanto, quando se define o procedimento de
amostragem, deve ser considerado o seu propósito, as análises de laboratório a que a amostra será
submetida e as características dos ingredientes e produtos finais.
Procedimentos de amostragem dependem da natureza dos lotes de matéria-prima, produto
em processo ou acabado, transporte e equipamento de amostragem. O conhecimento prévio dos
dados do produto e recursos de amostragem permite estabelecer procedimentos adequados.
O uso de métodos de amostragem reconhecidos internacionalmente garante uma abordagem
técnica e administrativa padronizada e facilita a interpretação dos resultados de análise relativos aos
lotes ou embarques de produtos destinados à alimentação animal.
Redução de amostras
Reduções de amostras podem ser feitas através do quarteamento da amostra para uma
quantidade conveniente para a análise. A amostra composta deve ser espalhada em um plástico ou
papel limpo formando uma camada uniforme. O papel é marcado em quadrantes e dois quadrantes
opostos são misturados. Esta etapa deve ser repetida por três vezes. O material é, então, novamente
dividido em quatro partes e uma diagonal é eliminada. O processo completo deve ser repetido até
que dois quadrantes selecionados resultem no tamanho desejado de amostra. O resultado final deste
processo deve gerar uma amostra de trabalho de 0,5 a 1 Kg.
A quantidade de material deve ser suficiente para a realização de toda a rotina analítica, bem
como armazenamento de amostra de 1 Kg. Para produtos cuja homogeneidade possa comprometer o
resultado analítico (rações e concentrados que contenham uréia, farelo de algodão, etc.), a amostra
deve conter ni mínimo 2 Kg ou, em casos especiais (análises microbiológicas, micotoxinas, etc.),
conforme especificação do laboratório.
Frequência de amostragem e retenção
Com poucas exceções, todos os ingredientes recebidos devem ser amostrados no
recebimento e inspecionados quanto à identidade, pureza e comparado com uma amostra de
referência e especificações padrão. O procedimento de amostragem deve incluir inspeção da
documentação do transportador para garantir que o material correto e a documentação, que pode
incluir um certificado de análise, foram entregues.
Quando o recebimento de ingredientes a granel, os documentos de transporte devem ser
analisados para identificação da origem da carga. Um relatório de recebimento de matéria-prima,
fornecedor, transportador, declaração de mercadorias embarcadas, ordem de compra, número da
nota fiscal, tempo de recebimento, peso, estoque onde o material foi colocado, número do
certificado de análises do fornecedor, propriedades físicas e sensoriais verificadas no recebimento
dos materiais e assinatura da pessoa responsável pelo recebimento.
Amostras devem ser retidas até que todo o produto tenha sido consumido pelo animal ou até
que a responsabilidade sobre o produto exista. Amostragem e avaliação de produtos
medicamentosos devem estar conformes com os requisitos regulatórios.
4.7.1.2 Determinação de Cobre – Via Úmida
Introdução
A determinação de Cobre por volumetria é utilizada como alternativa à metodologia por
Espectrometria de Absorção Atômica.
Os sais cúpricos, quando tratados com iodeto de potássio liberam iodo. O iodo cuproso
formado é insolúvel em ácidos acético e solúvel em excesso de iodeto de potássio. O iodo liberado
pela ação do acetato cúprico sobre o iodeto de potássio é determinado por titulação com tiossulfato
de sódio.
Recomendações
Antes da aplicação do método é imprescindível observar as condições de segurança e
manuseio dos produtos químicos.
Escopo
Método aplicável para o Sulfato de Cobre
Reações
CuSO4 + 2CH3COOH → Cu(CH3CO2)2 + H2SO4
2Cu(CH3CO2)2 + 4 KI → Cu2I2 + 4 KC2H3O2 + I2
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2 NaI
4.7.1.3 Determinação de Zinco - Via Úmida
Introdução
A determinação de zinco por volumetria é utilizada como alternativa à metodologia por
Espectrofotometria de Absorção Atômica
Baseia-se na reação da amostra com o cloreto de amônio, para eliminação de contaminação
por outros metais. Posteriormente é adicionado excesso de ácido sulfúrico formando sulfato de
zinco e o excesso do ácido presente é titulado com solução alcalina de título conhecido.
Recomendações
Antes da aplicação do método é imprescindível observar as condições de segurança e
manuseio dos produtos químicos.
Escopo
Método aplicado em Óxido de zinco ou Sulfato de Zinco.
Reações
H2SO4 + ZnO → ZnSO4 + H2O
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
4.7.1.4 Determinação Ferro - Via Úmida
Introdução
Fundamenta-se na solubilização do ferro em meio ácido e a quente e posterior redução de
Fe+++ a Fe+ + pelo cloreto estanhoso. Sua concentração é medida por volumetria de oxi-redução com
permanganato de potássio.
Recomendações
Antes da aplicação do método é imprescindível observar as condições de segurança e
manuseio dos produtos químicos.
Escopo
Método aplicável para sulfato de ferro.
Reações
MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ → Mn2+ +5Fe3+ +4H2O
4.7.1.5 Determinação de Cobalto - Via Úmida
Introdução
A determinação de Cobalto é realizada por complexometria de EDTA, usando-se murexida
como indicador, em meio alcalino.
Recomendações
Seguir as precauções de segurança descritas para os reagentes: ácido clorídrico, hidróxido de
sódio, trietanolamina, hidróxido de amônio.
Escopo
Aplicável na determinação do teor de Cobalto em Sulfato de Cobalto.
Definições
Sulfato de Cobalto é o sal proveniente da reação do Cobalto e do Ácido Sulfúrico. Poderá
ser usado na forma monohidratada (CoSO4 · H2O) ou Heptahidratada (CoSO4· 7H2O). O Sulfato
de Cobalto monohidratado apresenta coloração rosa choque e o heptahidratado apresenta coloração
mais avermelhada.
Reações
Co - In + EDTA → Co - EDTA + In
4.7.2 Métodos Instrumentais
Aqui também vamos focar mais nas técnicas de Absorção Atômica que é o método mais
utilizado para a detecção destes metais. No início do século XX, os químicos começaram a explorar
fenômenos distintos daqueles que tinham sido usados pelos métodos clássicos para resolver
problemas analíticos. Assim, medidas das propriedades físicas dos analíticos – tais como
condutividade, potencial de eletrodo, emissão ou absorção da luz, razão massa/carga e fluorescência
– começaram a ser usados para a análise quantitativa de uma variedade de analitos inorgânicos,
orgânicos e bioquímicos. Além disso, técnicas eficientes de cromatografia e de eletrolises
começaram a substituir a destilação, a extração e a precipitação na separação de componentes de
misturas complexas anteriormente usadas para a determinação qualitativa ou quantitativa. Esses
métodos mais modernos de separação e determinação de espécies químicas são conhecidos como
métodos instrumentais de análise.
Muitos dos fenômenos em que os métodos instrumentais se baseiam são conhecidos há mais
de um século. Sua aplicação pela maioria dos químicos, entretanto, demorou pela falta de uma
instrumentação simples e confiável. Na verdade, o crescimento dos métodos instrumentais
modernos acompanhou o desenvolvimento das indústrias eletrônicas e da computação.
As radiações eletromagnéticas são convenientemente descritas por meio do modelo clássico
de onda senoidal, que incorpora parâmetros, como comprimento de onda, freqüência, velocidade e
amplitude. Em contraste com outros fenômenos ondulatórios, tais como o som, as ondas
eletromagnéticas não requerem nenhum meio de suporte para a sua transmissão e, portanto,
propagam-se pelo vácuo.
O modelo ondulatório falha na consideração de fenômenos associados com a absorção e a
emissão de energia radiante. Para entender esses processos, é necessário recorrer a um modelo de
partícula nos quais a radiação eletromagnética é encarada como um feixe de partículas discretas, ou
pacotes de ondas de energia, chamados fótons, nos quais a energia é proporcional à freqüência da
radiação. Essas duas formas de visão de radiação, como partículas e como ondas, não são
mutuamente excludentes, mas sim complementares. De fato, a dualidade onda-partícula aplica-se
também ao comportamento de feixes de elétrons, prótons e outras partículas elementares e está
completamente racionalizada pela mecânica ondulatória.
4.7.2.1 Técnica de Atomização de Amostras
Nesta seção, descrevemos inicialmente com algum detalhamento os dois métodos mais
comuns de atomização encontrados em espectrometria de absorção atômica e de fluorescência
atômica: atomização por chama e atomização eletrotérmica. Depois voltamos nossa atenção para
três procedimentos de atomização especializados que também são usados em ambos os tipos de
espectrometria.
Atomização por Chama
Em um atomizador de chama, uma solução de amostra é nebulizada por um fluxo de
oxidante gasoso, misturada com um combustível gasoso, e levada à chama onde ocorre a
atomização. Como mostrado na Figura (1), na chama, ocorre um conjunto complexo de processos
inter-relacionados. O primeiro é a dessolvatação, no qual o solvente evapora produzindo um
aerossol molecular de partículas sólidas muito pequenas. A dissociação da maior parte dessas
moléculas resulta em gás atômico. Alguns desses átomos assim formados ionizam gerando cátions e
elétrons. Sem dúvida, também são produzidos outros átomos e moléculas na chama como resultado
das interações do combustível com o oxidante e com as várias espécies presentes na amostra.
Conforme indicado na Figura (1), uma fração das moléculas, dos átomos e dos íons também
é excitada pelo calor da chama, resultando em espectros da emissão atômico, iônico e molecular.
Com tantos processos complexos ocorrendo, não é surpreendente que na espectroscopia de chama e
a que limita a precisão de tais métodos. Por isso é importante compreender as características das
chamas
e
das
variáveis
que
afetam
estas
características.
Solução do
analito
Nebulização
Spray
Aerossol
sólido/gás
Volatilização
Moléculas
gasosas
Moléculas
excitadas
hν molecular
Átomos
excitados
hν atômico
Dissociação
(reversível)
Átomos
Ionização
(reversível)
Íons
atômicos
Íons
excitados
hν atômico
Figura (1)
Tipos de chamas
A Tabela 4.1 lista os tipos comuns de combustíveis e oxidantes empregados em
espectroscopia de chama e as faixas de temperatura obtidas com estas misturas. Observe que
temperaturas de 1.700°C a 2.400°C são obtidas com os vários combustíveis quando o ar atua como
oxidante. Nessas temperaturas, somente amostras que se decompõem facilmente são atomizadas.
Para amostras mais refratárias, devem ser empregados oxigênio ou óxido nitroso como oxidante.
Com combustíveis comuns, esses oxidantes produzem temperaturas de 2.500°C a 3.100°C.
As velocidades de queima listadas na quarta coluna de Tabela 4.1 são de considerável
importância porque as chamas são estáveis somente em certos intervalos de fluxos de gás. Se o
fluxo de gás não excede a velocidade de queima, a chama se propaga voltando ao queimador
causando flashback. Conforme aumenta o fluxo, a chama cresce até atingir um ponto acima do
queimador onde o fluxo de gás e a velocidade de queima são iguais. Nesta região, a chama é
estável. Em fluxos mais altos, a chama aumenta e eventualmente atinge um ponto onde ela explode
fora do queimador. Essas considerações realçam a importância do controle do fluxo da mistura
combustível/oxidante. Esse fluxo é altamente dependente da espécie de combustível e oxidante que
estão sendo usados.
Velocidades Máximas
Combustíveis
Oxidante
Temperaturas, °C
de Queima (cms-1)
Gás natural
Ar
1.700-1.900
39-43
Gás natural
Oxigênio
2.700-2.800
370-390
Hidrogênio
Ar
2.000-2.100
300-400
Hidrogênio
Oxigênio
2.550-2.700
900-1.400
Acetileno
Ar
2.100-2.400
158-266
Acetileno
Oxigênio
3.050-3.150
1.100-2.480
Acetileno
Oxigênio nitroso
2.600-2.800
285
Tabela 4.1
Fonte: Guia básico AA200 da Perkin Helmer
Reguladores de Combustível e Oxidante
Uma variável importante que requer controle na espectroscopia de chama é o fluxo tanto de
oxidante como do combustível. É desejável que seja possível variar cada um dentro de um intervalo
considerável, de forma que as condições de atomização ótimas possam ser encontradas
experimentalmente. O combustível e oxidante são normalmente combinados em quantidades
aproximadamente estequiométricas. Entretanto, para a determinação de metais que formam óxidos
estáveis, pode ser mais desejável uma chama que contenha um excesso de combustível. Os fluxos
são, em geral, controlados por meio de reguladores de pressão de diafragma duplo, seguidos por
válvulas de agulha contidas no instrumento. O dispositivo mais usado para medidas de fluxo é o
rotâmetro, que consiste de um tubo cônico, graduado e transparente que é montado verticalmente
com a parte menor para baixo. Um peso cônico ou uma bóia esférica é elevada pelo fluxo de
combustível; sua posição vertical é determinada pela grandeza do fluxo.
Fontes de Radiação
Os métodos analíticos baseados em absorção atômica são altamente específicos, pois as
linhas de absorção atômica são muito estreitas (0,002 a 0,005 nm) e porque as energias de transição
eletrônicas são únicas para cada elemento. Por outro lado, as larguras de linhas limitadas criam um
problema que não é comum para a espectroscopia de absorção molecular.
Lâmpadas de Cátodo Oco
A fonte mais comum para medidas de absorção atômica é a lâmpada de cátodo oco, tal como
a mostrada na Figura (2). Esse tipo de lâmpada consiste de um ânodo de tungstênio e um cátodo
cilíndrico selado em um tubo de vidro preenchido com neônio ou argônio a uma pressão de 1 a 5
torr. O cátodo é construído com o metal cujo espectro é desejado ou serve para suportar uma
camada desse metal.
A ionização do gás inerte ocorre quando é aplicado um potencial da ordem de 300 V através
dos eletrodos, o que gera uma corrente de cerca de 5 a 15 ma conforme íons e elétrons migram para
os eletrodos. Se o potencial é suficientemente grande, os cátions gasosos adquirem energia cinética
suficiente para expelir alguns dos átomos metálicos da superfície do cátodo e produzir uma nuvem
atômica em um processo de renovação (sputtering em inglês). Uma quantidade dos átomos
metálicos removidos está em estado excitado e então emitem sua radiação característica quando
retornam ao estado fundamental. Eventualmente, os átomos metálicos se difundem de volta à
superfície do cátodo ou nas paredes do vidro do tubo e são redepositados.
A configuração cilíndrica do cátodo tende a concentrar a radiação em uma região limitada
do tubo metálico; isto também aumenta a probabilidade que a redeposição ocorra no cátodo em vez
das paredes do vidro.
A eficiência da lâmpada de cátodo oco depende de sua geometria e do potencial de
operação. Potenciais altos, e então correntes altas, levam a intensidades maiores. Essa vantagem é
inibida de alguma forma pelo aumento do alargamento Doppler das linhas de emissão da lâmpada.
Além disso, as correntes maiores produzem um aumento no número de átomos não-excitados na
nuvem. Os átomos não-excitados, por sua vez, são capazes de absorver radiação emitida pelos
átomos excitados. Essa auto-absorção leva a intensidades mais baixas, particularmente no centro da
banha de emissão.
Uma variedade de lâmpadas de cátodo oco está disponível comercialmente. Os cátodos de
algumas são constituídos de uma mistura de vários metais; tais lâmpadas permitem a determinação
de mais de um elemento.
Ânodo
Cátodo
oco
Blindagem
de vidro
Janela de
Ne ou Ar
quartzo
em 1 a 5 torr
ou Pyrex
Figura (2). Esquema de corte transversal de uma lâmpada cátodo oco.
Lâmpadas de Descarga sem Eletrodos
Lâmpadas de descarga sem eletrodos (EDL) são fontes úteis de espectros atômicos de linhas
e fornecem intensidades radiantes normalmente uma ou duas ordens de magnitude maiores que as
das lâmpadas de cátodo oco. Uma lâmpada típica é construída usando um tubo de quartzo selado
contendo uns poucos torr de um gás inerte, como o argônio, e uma pequena quantidade do metal (ou
seu sal) cujo espectro é de interesse. A lâmpada não contém, mas é energizada por um campo
intenso de radiofreqüência ou de microondas. A ionização do argônio ocorre, fornecendo íons que
são acelerados por um componente do campo de alta freqüência até que ganhem energia suficiente
para excitar os átomos do metal do qual se busca obter o espectro.
Lâmpadas de descarga sem eletrodos são disponíveis comercialmente para 15 ou mais
elementos. Seu desempenho não parece ser tão confiável como o da lâmpada de cátodo oco. A
Figura 9-12 mostra o esquema de uma lâmpada de descarga sem eletrodos comercial, que é
alimentada com uma fonte de radiofreqüência de 27 MHz.
4.7.2.2 Espectrofotômetros
Instrumentos para trabalhos de absorção atômica são oferecidos por inúmeros fabricantes;
tanto os de feixe simples como os de feixe duplo. Há uma grande variedade de sofisticação de
equipamentos e conseqüentemente de custos (começando em poucos milhares de dólares).
Em geral, o instrumento deve ser capaz de fornecer uma largura de banda suficientemente
estreita para isolar a linha escolhida para a medida de outras linhas que podem interferir ou diminuir
a sensibilidade de análise. Um filtro de vidro é suficiente para alguns metais alcalinos, que tem
somente umas poucas linhas de ressonância espaçada na região visível. Estão disponíveis
comercialmente instrumentos equipados com filtros de interferência facilmente intercambiáveis.
Para cada elemento, é usado um filtro separado a uma fonte de luz. São obtidos resultados
satisfatórios para análise de 22 metais. A maioria dos instrumentos incorpora monocromadores
ultravioleta/visível de boa qualidade, muitos dos quais são capazes de atingir larguras de banda da
ordem de 1 Ǻ.
A maioria dos instrumentos de absorção atômica usa fotomultiplicadoras, como
transdutores. Grandes partes dos instrumentos disponíveis comercialmente estão equipadas com
microcomputadores que são usados para controlar os parâmetros de instrumento e para adquirir e
tratar os dados.
4.7.2.2.1 Instrumentos de Feixe Simples
Um instrumento de feixe simples típico, tal como o mostrado na Figura 9-13a, consiste de
varias fontes de cátodo oco (apenas uma delas é mostrada), um chopper ou uma fonte de
alimentação pulsada, um transdutor fotomultiplicador. Assim, a corrente residual é anulada com um
obturador na frente do transdutor. O ajuste de 100% de T é conseguido enquanto um branco é
aspirado para a chama, ou sofre ignição em um atomizador sem chama. Finalmente, a transmitância
é obtida com a amostra substituindo o branco.
4.7.2.2.2 Instrumentos de Feixe Duplo
A Figura (3) mostra um instrumento típico de feixe duplo temporal. O feixe da fonte de
cátodo oco é dividido por um chopper espelhado, metade do qual passa através da chama e a outra
metade por fora. Os dois feixes são então recombinados por um semi-espelho e passa por um
monocromador de rede tipo Czerney-Turner; uma fotomultiplicadora serve como transdutor. A
saída do ultimo alimenta um amplificador lock-in que está sincronizado com o controlador do
chopper. A razão entre a referência e o sinal da amostra é então amplificada e levada ao dispositivo
de saída, que pode ser um medidor digital ou um registrador potenciométrico.
Deve ser observado que o feixe de referência nos instrumentos atômicos de feixe duplo não passam
através da chama e então não corrigem a perda de potência radiante devido à absorção ou ao
espalhamento da própria chama.
Figura (3). Esquemas de espectrofotômetros de chama típicos: (a) feixe simples e (b) feixe duplo.
A espectrofotometria permite determinar em torno de 65 elementos na faixa de 1 a 10 ppm
de +/- 1 % de precisão no mínimo. A detectabilidade de um elemento depende de sua própria
estrutura e do equipamento usado. A sensibilidade é a concentração do elemento que produz uma
absorção de 1 % da energia radiante incidente, o limite de detecção por sua vez é concentração
mínima do elemento em solução aquosa capaz de ser detectada.
Capitulo V
5.1 Apresentação e discução dos dados
Neste capitulo será mostrado e discutido alguns dos motivos que levam resultados analíticos
a ter divergências e erros técnicos das mais diversas formas químicas ou físicas e podem facilmente
passar pelos analistas sem que eles possam perceber. Em vários procedimentos que se passam para
fazer uma analise laboratorial, podem existir uma ou mais divergências e desvios, levando a
resultados que não representa a verdadeira composição do produto analisado.
5.1.1 Desvios analíticos
Objetivando a uniformização de métodos de ensaios adequados à realidade e condições dos
laboratórios nacionais que analisam alimentos para uso animal, foram realizados controles de
qualidade interlaboratoriais entre cinco laboratórios do Ministério da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento (MAPA), um da Secretária da Agricultura de Estado de São Paulo (CAD) e 36 da
iniciativa privada, com participações flutuantes no período de março/1987 a novembro/2003.
Os desvios analíticos constituíram um dos resultados de 1.531 controles avaliados,
envolvendo 16.525 ensaios.
O desvio analítico de cada método de ensaio foi obtido por meio de análise de regressão
linear, ajustando-se o inverso das médias das concentrações em função dos coeficientes de variação.
Quando a regressão não era significativa tomou-se a média dos coeficientes de variação.
Considerando a dinâmica deste estudo, as equações ou percentuais indicados, são passíveis
de modificações devido à uniformização de métodos de ensaio e incorporação de novos resultados,
com especial ênfase quando é pequeno o número de controles.
Os resultados são originários de controles interlaboratoriais, refletem as condições de
laboratórios envolvidos no programa, devem ser utilizados para avaliação entre dois ou mais
laboratórios e podem constituir subsídio para o estabelecimento de limites de tolerâncias das
garantias constantes nos rótulos dos produtos destinados à alimentação animal.
Interferências aniônicas
Para o método instrumental de absorção atômica verifica-se formação, com o cátion em
questão, decomposto que se volatilizam apenas lentamente à temperatura da chama, de forma
incompleta, ou seja, as concentrações doam átomos neutros disponíveis para excitação que são
limitadas pela incompleta volatilização. Às vezes é recomendável a substituição do ânion, ou o
uso de agentes precipitantes apropriados, ou ainda a adição de agentes liberatórios, que se
combina com o ânion interferente ou o deslocamento pela complexão do cátion.
Palavras-chave: Espectrometria Atômica, Íons Metálicos, Ferro
Produtos que contenham alto teor de ferro tais como minérios de ferro, ligas, sedimentos,
catalisadores e amostras geológicas são extremamente freqüentes. Níquel, cobalto, crômo,
manganês e molibdênio, entre outros, são usados na composição de ligas ferrosas e suas
concentrações podem afetar a qualidade do produto final. Desta maneira é essencial a sua
quantificação durante os processos de produção. Entre as técnicas mais empregadas pode-se citar a
Espectrometria Atômica, devido a sua alta sensibilidade e versatilidade. Entretanto, matrizes ricas
em um metal podem provocar alterações tanto nos processos de nebulização e atomização, como
também interferências espectrais principalmente se possuírem elementos ricos em linhas espectrais
como é o caso do ferro, urânio e elementos terras raras. A literatura registra que o espectro do ferro,
devido a sua complexidade, causa várias interferências espectrais e a elevada concentração deste
elemento pode originar efeitos ocasionando aumento ou decréscimo do sinal obtido.
Portanto, é
relevante um estudo mais aprofundado da influência da matriz rica em ferro na determinação de
íons metálicos, em baixas concentrações, empregando-se a Espectrometria Atômica. Em estudos
anteriores, foram analisadas as interferências provocadas por uma matriz com alto teor de ferro
sobre a intensidade de emissão dos metais abaixo relacionados empregando a Espectrometria de
Emissão Atômica por Plasma Indutivamente Acoplado.
A proposta do presente trabalho é avaliar o efeito de uma matriz (produto) com alto teor de
ferro na determinação dos seguintes elementos traços: Mn (279,5 nm), Cd (228,8 nm), Pb (283,3
nm), Ni (232,0 nm), Mo (313,3 nm), Ti (364,3 nm), Cu (327,4 nm), Cr(357,9 nm) e Co (242,5 nm)
empregando Espectrometria de Absorção Atômica. As variáveis estudadas, para cada metal, foram:
emprego de Espectrofotometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS) e com Forno de Grafite
(GFAAS) e concentração de ferro em meio HCl 1M. Os equipamentos utilizados, para a realização
deste estudo foram: Espectrofotômetro de Absorção Atômica com Chama Ar/Acetileno e Óxido
Nitroso/ Acetileno (Varian 220) e com Atomização Eletrotérmica no Forno de Grafite (Varian
Spectr AA Zeeman 220 GTA 110). As condições operacionais utilizadas nos experimentos foram
recomendadas nos manuais dos instrumentos fornecidos pelos fabricantes.
Para verificar a interferência da matriz, o comportamento do sinal analítico de cada metal foi
avaliado para soluções contendo diferentes concentrações de ferro. Os seguintes resultados foram
obtidos:
a) FAAS: Foram analisadas 6 amostras contendo: 0; 50; 100; 300; 500; 1000 µg/mL de
ferro em meio HCl 1M. Pelos resultados obtidos observou-se que, aumentando a concentração de
ferro, o sinal do Mo foi aumentado em, aproximadamente, 70%. Os valores de absorvância de Co,
Mn, Cd, Pb, Ni, Ti, Cu e Cr não foram significativamente afetados, pois apresentaram variação de,
no máximo, 10%. Portanto, para as proporções estudadas neste trabalho, podemos afirmar que estes
metais podem ser determinados diretamente nas matrizes ferrosas, empregando FAAS, sem que
sejam necessárias etapas de separação. Devido a simplicidade dos espectros nas condições da
chama, as interferências provocadas por matrizes ferrosas não foram tão significativas em FAAS
quanto em ICP-AES.
b) GFAAS: para avaliar a influência da matriz com alto teor de ferro sobre o sinal analítico
dos íons metálicos as amostras foram preparadas em concentrações mais baixas (0; 1; 2; 5; 10; 100
µg/mL de Fe) mantendo-se constante as relações metal/Fe. Verificou-se que: para os metais Cr e
Mn ocorreu interferência da matriz ferrosa, aumentando a absorvância em 20% e 80%,
respectivamente, somente em presença de 100 µg/mL de ferro. Por outro lado, mesmo 1 µg/mL de
ferro presente na amostra já é suficiente para provocar uma variação positiva do sinal, para o Cu.
Para Cd, à medida que se aumentou a concentração de ferro, a absorvância foi reduzida em até 70%.
Para os metais Co, Pb, Ni, Ti e Mo não foi encontrada variação significativa do sinal. A técnica que
utiliza o forno de grafite como atomizador eletrotérmico possui sensibilidade muito superior as
técnicas de emissão e absorção, porém é mais susceptível à interferências devido à absorção por
espécies moleculares e à radiação de fundo. Sendo assim, para a determinação destes metais em
baixas concentrações, em matrizes com alto teor de ferro, recomenda-se uma investigação mais
aprofundada com relação as etapas de pirólise e atomização e emprego de modificadores químicos.
5.2 Interferências na Espectroscopia de Absorção Atômica
Interferências de dois tipos podem ser encontradas nos métodos de absorção atômica. As
interferências espectrais se originam quando a absorção ou emissão de uma espécie interferente ou
se superpõe ou fica próxima da absorção pelo monocromador se torna impossível. As interferências
químicas resultam de vários processos químicos que ocorrem durante a atomização e que alteram as
características de absorção do analito.
5.2.1 Interferências Químicas
As interferências químicas são mais comuns que as espectrais. Seus efeitos podem ser
minimizados por uma escolha adequada das condições de operação.
Evidências tanto experimentais como teóricas sugerem que muitos dos processos que
ocorrem na parte externa da chama estão aproximadamente em equilíbrio. Como conseqüência,
torna-se possível olhar para os gases em queima como um meio solvente ao quais os cálculos
termodinâmicos podem ser aplicados. Os equilíbrios de maior interesse incluem a formação de
compostos de baixa volatilidade e as reações de dissociação e de ionização.
5.2.2 Resultados de Analises de Laboratórios
Após verificar os resultados de inúmeras amostras de produtos chega-se a uma conclusão:
primeiramente vamos comparar os testes em branco com análise de produtos padrão com valores
conhecidos e comparar a partir de testes práticos por Via Úmida e por Absorção Atômica.
No gráfico a seguir (5A) mostra resultados obtidos em uma amostra padrão com 25% do
metal contido no Sulfato de Cobre feito através da via úmida (VU) e através da espectrofotometria
de absorção atômica (AA). Nota-se que por via úmida o resultado é mais correto, tendo apenas uma
pequena tendência ao desvio de 0,3% enquanto que por absorção temos uma variação bastante
grande devido a várias interferências, essa variação é pra menir chegando a ter um desvio de até
2,2% de teor de cobre o que podemos considerar um desvio muito grande que resulta em um
desvio no produto final em 8,8%.
Gráfico: 1 - Amostras de Cobre Padrão
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
No gráfico (5B) abaixo temos amostras padrão de Chumbo na ordem de 100 ppm (partes por
milhão) Cádmio e Cromo na ordem de 50ppm (partes por milhão), podemos observar que neste
caso não tem desvios significativos, essas amostras
são analisadas por
espectrofotômetro,
mostrando ser bastante eficiente, analise por via úmida não é aconselhável por ser muito trabalhoso
e existem muitas interferências químicas.
Gráfico: 2 - Amostras padrão de Cd, Pb e Cr.
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Nos gráficos 5C, 5E e 5G têm aos produtos: Sulfato de Cobre, Cobalto e Ferro
respectivamente com suas porcentagens analisadas pelos métodos por Via Úmida (VU) e por
Absorção Atômica (AA), e podemos observar os produtos quando analisados por Absorção
Atômica, temos valores bastante variados e abaixo dos
valores reais de teor ativo nos produtos
demonstrado a inviabilidade desse método, conforme vemos no gráfico 5A feitos com produtos de
teores conhecidos (padronizados). Os valores obtidos por métodos analíticos por Via Úmida que
temos os teores reais nas amostras, pois não tem variação significativa e os valores são os mais
próximos da realidade.
Gráfico: 3 - Analises do mesmo produto feitos com VU e AA em Sulfato de Cobre.
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
No gráfico 5D, 5F e 5H vemos resultados finais de contaminantes nos produtos Sulfato de
Cobre, Ferro e Cobalto em mg/kg (ppm), são resultados bastante reais feitos com a técnica
instrumental de Absorção Atômica (AA), que é extremamente confiável quando observados e
atendidas todas as técnicas analíticas para esse aparelho.
Gráfico: 4 - Resultado de Analises Fe, Pb, Cd e Cr (AA) em Sulfato de Cobre.
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Gráfico: 5 - Analises de Cobalto (VU e AA) em um mesmo produto, no Sulfato de Cobalto.
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Gráfico: 6 - Resultado de Pb e Cd obtido por AA em Sulfato de Cobalto.
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Gráfico: 7 - Teor de Fe numa mesma amostra de Sulfato de Ferro (VU e AA).
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Gráfico: 8 - Teor de Pb e Cd em amostra de Sulfato de Ferro por (AA).
Fonte de dados: Microsal Indústria e Comércio Ltda.
Existe uma quantidade muito grande de métodos analíticos de produtos químicos
inorgânicos que poderão ser adaptados ás necessidades de cada empresa de acordo com suas
composições ou valor envolvido para a identificação, ou mesmo a necessidade de detecção,
observando a existência de inúmeras causas de interferências nos resultados finais das amostras,
pois cada lote analisado, por mais que se tente fazer um produto igual ao outro as características são
diferentes, e tem sua própria identidade, devemos então produzi-los mais idênticos possíveis de
acordo com o pedido do cliente.
Capitulo VI - Conclusão
6.1 Algumas Considerações
Como pudemos ver ao longo do trabalho verificamos inúmeros problemas relacionados ao
resultado de teores de metais, seja ele quando tratamos de metais ativos ou contaminantes presentes
nos produtos químicos inorgânicos ou mais precisamente de sais inorgânicos com o qual vimos
anteriormente, este trabalho foi estudado com os produtos: Sulfato de Cobre, Cobalto, Ferro, e
Cobalto, por ser produtos que a empresa alvo tem trabalhado ao longo de 25 anos. Esses produtos
sempre tem sido muito importante para a produção de Sais Minerais e Ração, mas além desse
importante uso, podemos destacar uso desses produtos em galvanoplastia, placas de circuito
impresso, tratamento de madeiras, tratamento de água, como fungicida , industrias farmacêuticas,
etc. Logicamente que todos os outros que compõem a alimentação animal também tem a mesma
importância na composição e balanceamento desses alimentos, e lembramos que esses produtos
também são de grande importância, pois após serem consumidos por animais sejam eles: bovinos,
suínos, aves, peixes, camarão, coelho, carneiro e outros, os animais tratados, serão consumidos por
humanos e o controle tem que ser feito e fiscalizado para que não possa ocorrer problemas no
futuro.
6.2 Porque esse trabalho (estudo de caso com ênfase em pesquisa) foi
importante?
Para que os produtos agregados a alimentação serem considerados de necessidade a proteger
a saúde dos animais e dos homens, são fabricados de maneira a atender as mais rígidas exigências
de órgãos governamentais levamos em consideração os controles de qualidade desde os tempos
mais remotos até os dias de hoje com implantação de sistemas e normas de qualidade apropriadas e
levando o produto a ser fabricado de forma apropriada.
6.3 Pode-se realmente ter problemas nos resultados obtidos nos
laboratórios?
Conforme vimos no capítulo IV (Pesquisa de Campo) os produtos tem um parâmetro que
deverão ser seguidos pelos produtores de ingrediente mineral para que os produtores de alimentação
animal possam ter um parâmetro e colocar nas mais diversas formulações de alimentos destinado
aos animais.
Devem-se executar metodologias reconhecidas e aprovadas pelo Ministério da
Agricultura, matérias primas, embalagem, só poderão ser liberadas após a definição do status do
mesmo e os produtos não conformes deverão ser segregados e avaliados para definir sua nova
disposição.
No capitulo V nós observamos inúmeros motivos pelo qual uma amostra pode ser analisada
e obter em seu conteúdo resultados que não correspondem a realidade em seus teores, tanto nos
valores de matérias ativas que são expressas em % de metais, como contaminantes sejam eles
nocivos ou não para a saúde animal e humana.
Em analise por via úmida temos várias
interferências químicas que podem afetar o resultado final, portanto devido a uma diluição maior na
amostra e alguns produtos para analise podem neutralizar, por decantação, precipitação, acertos de
pH, agentes complexantes, etc., e dessa forma os resultados finais são mais apropriado para se ter
um resultado mais próximo da realidade ou um resultado no qual podemos acreditar, principalmente
pela simplicidade de manuseio, deve saber também que os reagentes em ambos os casos não
poderão conter agentes contaminantes em sua composição inclusive a água destilada ou
desmineralizada deve estar isento de contaminantes como: ferro, cálcio, magnésio, cobre, zinco, e
metais pesados que não podem estar na alimentação, pois a presença desses metais podem interferir
no resultado final das analises. No caso de análise por instrumentos, mais precisamente feito com
equipamento de absorção atômica que é o mais usado podemos observar uma série de motivos pelos
quais podem interferir nos resultados finais, começando pelas curvas de calibração que podem ser
um problema, pois normalmente são feitas para cálculos de traços de materiais, as diluições são
muito grande permitindo assim o uso para uso apenas de metais traços que são calculados em ppm
(parte por milhão), nesse caso os resultados são positivamente corretos, podemos ver no capitulo
4.1.2 que trata das interferências aniônicas que os átomos podem se decompor ou volatilizar de
acordo com a qualidade das chamas, os gases usados tem que promover a temperatura adequada
para determinados metais, devera escolher a solução mais adequada, e capitulo 4.2.1 que se trata
das interferências químicas que podem ser mais importantes que a interferência aniônica , a escolha
adequada dos reagentes , é de muita importância, assim como a água usada. O ferro existente em
amostras ou reagentes analíticos deverá ser tratado com muita atenção, pois é responsável pelos
desvios analíticos de resultados.
6.4 Objetivos e conclusão final foram definidos?
De acordo com o capítulo 5 e a apresentação de inúmeros gráficos ficou muito claro que a
espectrofotometria de Absorção Atômica é importante porque podemos analisar rapidamente várias
amostras e é muito ágil para determinação de traços, ppm (s) de inúmeros metais contaminantes de
uma forma bastante precisa, mas teores em % deve se verificar mais as inúmeras interferências e
fazer um estudo de todas as variáveis necessárias para que se possa ter um resultado bastante
significativo, enquanto que as analises por via úmida é exatamente ao contrário em se tratando de
resultados sejam eles nos contaminantes ou no material ativo contido nas amostras de produtos que
serão vendidos principalmente para as industrias fabricantes de Rações e Sais minerais. Portanto
análises por via úmida é a mais indicada para se ter informações precisas nos resultados quando se
trata de percentagem de teores ativos em sais inorgânicos metálicos.
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Técnicas de Análise Químicas de Compostos Inorgânicos
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Princípios de Analise Instrumental
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Tabela Periódica Online (Metais de Transição)