TAR FREE - Advances In Cleaner Production
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Authors: C. C Solera Solera, C. C Gnecco and D D. L. S. Brunelli (Sherwin-Willians) Presented by: D Duva L L. S S. B Brunelli lli 1- Sherwin-Williams: • Atual líder no negócio de Tintas no EUA e Nº2 no Mundo; • Faturamento Mundial maior que US$8 Bilhões; • Fabricante de tintas desde 1866; • Emprega atualmente mais de 30.000 colaboradores. Henry Sherwin e Edward Williams Produtos:: Produtos Estádio do Pacaembú – São Paulo-SP Estádio do Morumbi Estufa do Jardim Botânico – Curitiba - PR Viaduto Santa Ifigênia – São Paulo-SP 2- Fabricação ç de Tinta: MATERIAS PRIMAS USADAS NA FABRICAÇÃO Tintas convencionais, com alto teor de solventes e com baixo teor de sólidos. São tintas antiquadas d alto de lt VOC VOC. High Hi h VOC Tintas modernas, com baixíssimo teor de solventes. São tintas modernas nas quais a maior parte dos solventes foi substituído por água. á Sã São ti tinta t d de b baixíssimo i í i VOC VOC. Low VOC Tintas modernas, de baixo VOC. Tintas de baixo teor de solventes e com alto teor de sólidos. Low VOC Tintas moderníssimas, de zero VOC Tintas sem solventes e com altíssimo teor de sólidos.. São tintas 100% sólidos ou No VOC Waterborne ou Waterbased (WB) 70 % SOLVENTE VOLÁTIL solvente volátil Água solvente Volátil Solvente orgânico resina resina (Agente coalescedor ) RESINA PIGMENTO aditivos resina resina NÃO VOLÁTIL pigmento aditivos não volátil (sólidos) resina pg pigmento aditivos Não volátil (Sólidos) não volátil (sólidos) pigmento aditivos VOC = Volatile Organic Content = Teor de compostos orgânicos voláteis = g de solvente por litro de tinta 3- Alcatrão de Hulha: ALCATRÃO DE HULHA EPÓXI Alta toxicidade Pressão social EPÓXI TAR-FREE menor toxicidade Tar – fonte: Wikipédia Carvão Mineral – fonte: Wikipédia O ALCATRÃO DE HULHA EPÓXI como proteção anticorrosiva pode ser substituído ? Tar-free paints Tintas livres de alcatrão O alcatrão, alcatrão é cancerígeno pois possui em sua composição o 3,4 benzo pireno, (cancerígena), antracenos, fenantrenos, naftalenos, fenóis, cresóis, hidrocarbonetos e outros. Na pintura interna de tubos e t tanques para armazenagem ou transporte t t de água potável, hoje é possível utilizar tintas TAR-FREE TAR FREE. Alcatrão é um excelente revestimento impermeável á e resistente a muitos produtos químicos, í mas é termoplástico e com o calor escorre em superfícies verticais. Epóxi é termofixo, tem resistência a um grande número de produtos químicos e a sua associação com o alcatrão proporciona um revestimento mais impermeável com alta resistência q química e que q não amolece com o calor. A combinação com o epóxi Alcatrão + Epóxi produzem resultados interessantes do ponto de vista do sinergismo. Entretanto, o alcatrão traz os inconvenientes da toxicidade (principalmente por causa do 3,4 benzo pireno) Ti t Epóxi Tinta E ó i convencional i l (coloridas) Ti t Alcatrão Tinta Al t ã de d Hulha H lh Epóxi E ó i (preta ou marrom) Resina A Resina B Pigmentos Cargas Alcatrão Indicações de Perigos: Efeitos do produto: Tóxico à saúde humana e agressivo ao meio ambiente. Efeitos adversos a saúde humana: Tóxico por ingestão e inalação. Efeitos ambientais: Risco de intoxicação ç por p contaminação ç hídrica, atmosférica e do solo. Inalação: Remover a vítima para área não contaminada e arejada. Se inconsciente, deite-a de costas com a cabeça inclinada para trás. Em caso de parada respiratória, aplicar manobras de ressuscitação. Encaminhar imediatamente ao hospital. Descrição breve dos principais sintomas e efeitos: Tonteiras, desmaios, náuseas, vômitos e outros. Pensar sempre em mielotoxicidade . 4- Testes Comparativos: EPÓXI TAR-FREE x COAL-TAR EPÓXI E ó i sem alcatrão Epóxi l t ã x Alcatrão Al t ã d de h hulha lh E Epóxi ó i Tinta N-1265 Tinta TAR-FREE Aspecto geral da superfície dos corpos-de-prova recebidos para ensaio. Ensaios segundo g a Resolução ç no 105 da ANVISA–MS no TECPAR – Instituto de Tecnologia do Paraná (Laudo Técnico no 06011420) Migração total: Migração g ç Total Tinta TAR-FREE Resolução ç no 105 Água desionizada 10 dias a 40ºC 1,5 mg/dm2 < 8 mg/dm2 Migração específica de metais: Migração Total Tinta TAR-FREE Resolução no 105 Metal mg/kg mg/kg (máx.) Zinco (Zn) 0,06 50,0 Antimônio (Sb) < 0,05 2,0 Chumbo (Pb) < 0,05 0,8 Estanho (Sn) < 0,05 250,0 A ê i (A Arsênio (As)) < 0,02 0 02 10 1,0 Cobre (Cu) < 0,02 30,0 Mercúrio (Hg) < 0,01 0,01 Cromo (Cr) < 0,005 0 005 01 0,1 Cádmio (Cd) < 0,002 1,0 Conclusão do TECPAR: A tinta TAR-FREE satisfaz as exigências da Resolução no 105, publicada pela ANVISA do MS, nos itens de migração total e migração específica de metais, para água potável e alimentos aquosos não ácidos (pH>5), enquadrados no Tipo I Ensaios segundo a norma ANSI/AWWA C 210-03 210 03 realizados na tinta TAR-FREE, no LACTEC – Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento. (Relatório DPTM 20769/2006) Tabela 1 – Resultados dos ensaios de imersão (23 (23º + 2 2ºC) C) Imersão Tempo de exposição Água desionizada Avaliação visual Ausência de empolamento e/ou destacamento. Sem alteração de cor e brilho 720 h H2SO4 1% NaOH 1% Ausência de empolamento e/ou destacamento. Sem alteração de cor e brilho Ausência de empolamento e/ou destacamento. ç de cor e brilho Sem alteração Exigências da norma ANSI/AWWA C 210-03: 720 hora de imersão nos meios acima sem alteração Tabela 2 – Resultados do ensaio de aderência à tração (T = 24º + 2ºC e 55% UR) cilindro Resultado (MPa) Resultado (psi) Observação visual 1 4 580,1 5% de ruptura por coesão no revestimento 2 3 435,1 , 100% de ruptura p por adesão entre cilindros e adesivo p 3 4 580,1 100% de ruptura por adesão entre cilindros e adesivo Exigência da norma C 210-03: >400 psi Conclusão baseada no Relatório do LACTEC: a tinta TAR-FREE atende aos requisitos ensaiados da norma ANSI/AWWA C 210-03. Ensaios de imersão: Considerando que a tinta epóxi alcatrão de hulha é especificada para situações de aplicação mais abrangentes, foi realizada uma bateria de ensaios de imersão de corpos-de-prova de aço carbono pintados (espessura de 150 a 200 μm), os quais apresentamos na tabela a seguir: 01. Ácido Clorídrico 10% 02. Ácido Clorídrico 20% 03. Ácido Fosfórico 50% 04. Ácido Nítrico 5% 05. Ácido Nítrico 10% 06. Ácido Sulfúrico 10% 07. Ácido Sulfúrico 20% 08. Adubo líquido 09. Água Deionizada 10. Água de Mar Sintética 11. Água g do Rio Pinheiros 12. Água Efluente 13. Água ETE da Usina Sta Eliza Vale 14. Cloreto de Amônio 15. Cloreto de Sódio saturado a 40ºC 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. Cloreto Férrico 20% Dowanol PM Fosfato Acidulado Gasolina com álcool Hidróxido de Sódio 50% Metanol Metil-Isobutil-Cetona ((MIBK)) Óleo Diesel Resíduo Fosfato Sulfato de Amônia 20% Uréia úmida Vinhaça da Usina de Açúcar Santa Adélia (1) Vinhaça da Usina de Açúcar Santa Eliza Vale (2) Xileno Durante o ensaio de imersão, os corpos-de-prova foram avaliados, com 4.224 h, outros com 2.500 h e alguns com 1.800 h. Os ensaios prosseguem e oportunamente mostraremos os resultados com tempos maiores. A seguir serão mostradas fotos dos painéis. Ensaios de imersão: Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 01 Epóxi Tar-Free Ác.Clorídrico 20 % 4.224 h Epóxi E ó i Alcatrão Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 03 02 Ác.Clorídrico 10 % 4 224 h 4.224 Epóxi Alcatrão Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free Epóxi E ó i Tar-Free 05 06 Ácido Nítrico 10 % 2.500 h Ác. Sulfúrico 10% 4.224 h Epóxi Tar-Free 04 Ácido Fosfórico 50% 2 500 h 2.500 Epóxi E ó i Alcatrão Epóxi Alcatrão Epóxi E ó i Tar-Free 07 Ác. Sulfúrico 20% 4.224 h Ácido Nítrico 5 % 2 500 h 2.500 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 08 Adubo líquido 4.224 h Ensaios de imersão: Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free 09 Água deionizada 4 224 h 4.224 Epóxi E ó i Alcatrão Epóxi E ó i Tar-Free 13 3 Água ETE 4.224 h Epóxi Alcatrão 10 Água do mar sintética 4 224 h 4.224 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 14 Cloreto de Amônio 4.224 h Epóxi Tar-Free 11 Água rio Pinheiros 4 224 h 4.224 Epóxi E ó i Alcatrão Epóxi E ó i Tar-Free 15 Cloreto de Sódio saturado a 40ºC 4.224 h Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free 12 Água g efluente 4.224 h Epóxi E ó i Alcatrão Epóxi E ó i Tar-Free 16 Cloreto Férrico 20% 4.224 h Ensaios de imersão: Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 17 Dowanol PM 4 224 h 4.224 Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free 21 Metanol 4.224 h Epóxi Alcatrão 18 Epóxi Tar-Free 22 MIBK 4.224 h Epóxi Alcatrão MIBK 1.800 h Gasolina 4 224 h 4.224 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 20 19 Fosfato Acidulado 4 224 h 4.224 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free Epóxi Tar-Free Hidróxido de Sódio 50% 2 500 h 2.500 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 23 3 24 Óleo Diesel 4.224 h Resíduo Fosfato 2.500 h Ensaios de imersão: Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free Epóxi Alcatrão Epóxi Epóxi Alcatrão Tar-Free 25 Sulfato de amônio 4 224 h 4.224 Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free 26 27 Uréia 4 224 h 4.224 Vinhaça (1) 4 224 h 4.224 Epóxi p Alcatrão 28 Vinhaça (2) 4.224 h Epóxi Tar-Free Epóxi p Tar-Free 29 Xileno 4.224 h Xileno 1.800 h Outros ensaios cíclicos de corrosão: Epóxi Alcatrão Epóxi Tar-Free ensaio cíclico de corrosão 3 Sugestão do CEPEL (Sr. Fernando Fragata) • Câmara de Névoa Salina (ASTM B-117) - - - - - - - 144 h • QUV – 8 h UVB + 4 h condens.(ASTM-G 154) - - - 168 h • Baixa Temperatura (-10ºC) - - - - - - - - - - - - - - - -- 24 h 336 h 1 ciclo = 336 h portanto 4.224 h ~ 12 ciclos Teste Cíclico 4.224 h C Custo comparativo das pinturas utilizando as tintas com e sem alcatrão de hulha: Revestimento Tinta N-1265 Tinta N-1761 Tinta TAR-FREE VOC (g/L) 263 254 144 Sólidos por volume (%) 68 75 80 Rendimento teórico (m2/L) 3,40 3,75 4,00 Espessura (μm) 200 200 200 Tinta N-1265 Tinta TAR-FREE Tinta N-1761 Tinta TAR-FREE Preço por Litro (R$) @ R$100 R$185,3 R$100 R$148,5 Preço por metro quadrado (R$/ m2) 29,41 46,32 26,66 37,12 - 57,5 - 39,2 Revestimento Diferença de preço/m2 (%) @ Preço por litro, tomando como base a tinta em referência (N-1265 e N-1761) 185,3 70 60 50 57,5 46,3 R$/m m2 100 149,5 74,7 % 100 92,6 6% 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Preço por metro quadrado 40 30 39,2 37,1 R R$/m2 Preço por litro 20 10 0 N-1265 TAR-FREE N-1761 TAR-FREE N-1265 TAR-FREE N-1761 TAR-FREE 5- Comentários: a tinta ti t TAR-FREE TAR FREE apresenta t maior i teor t de d sólidos, ólid classificando-se l ifi d como de d altos sólidos por volume (HS – High Solids) A tinta não apresenta metais pesados como Chumbo, Cromo, Cádmio ou Mercúrio na sua composição (heavy metal-free paint). os preços por litro e por metro quadrado da tinta TAR-FREE são mais caros do que os das tradicionais alcatrão de hulha epóxi. 6- Próximos Passos: Continuar estudo de toxicidade. 7 Conclusões: 7C l õ É possível elaborar uma tinta sem alcatrão, tão boa quanto a com alcatrão de hulha, inclusive colorida. As tintas Tar-Free podem substituir não só a N-1265 como também a N-1761, pois quanto ao aspecto de proteção anticorrosiva por barreira, os dois revestimentos apresentaram desempenho semelhantes. Somente quanto à penetração no entalhe é que a tinta de alcatrão de hulha se mostrou superior. A nova tecnologia atende às exigências técnicas da PETROBRAS, do MS/ANVISA (para contato com água potável, impossível com o alcatrão). Todo o esforço para melhorar as condições de trabalho dos pintores e a não agressão ao meio ambiente vale a pena, mas enquanto não houver legislação Federal que regulamente ou proíba a utilização do alcatrão de hulha em tintas tintas, a diferença de custo por causa das matérias primas de maior desempenho e por isso de maior preço será um limitador ao uso das tintas Tar-free. Estudos iniciais de toxicidade se mostraram favoráveis. Duva L. Steck Brunelli Fone: 11-21375100 11 21375100 duva@sherwin com br [email protected]
