Tecnologia do Larex-USP recicla 100% da prata de circuitos eletrônicos

Rota hidrometalúrgica desenvolvida no Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Extração abre caminho para reaproveitar o metal nobre; clientes potenciais são indústrias de cosméticos, fármacos, próteses dentárias, têxteis e tintas

Pioneira na América Latina, uma tecnologia desenvolvida no Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Extração da Universidade de São Paulo (Larex-USP) possibilita recuperar 100% da prata utilizada em placas de circuitos impressos de computadores, eletroeletrônicos e eletrodomésticos. Com viés de reciclagem, sustentabilidade e preservação ambiental, essa inovação é o tema da tese de doutoramento do engenheiro eletricista Marcos Paulo Kohler Caldas, defendida em abril e orientada pela professora livre-docente Denise Crocce Romano Espinosa, coordenadora do Larex-USP.

De acordo com Denise, o estudo acadêmico de Marcos Paulo dá continuidade a uma linha de pesquisas do Laboratório iniciada na década de 1990, voltada à reaproveitar metais presentes em placas de circuitos impressos descartados. Desde então, o trabalho multidisciplinar baseado no desenvolvimento de rotas hidrometalúrgicas avançou e resultou em duas patentes obtidas junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi), uma em 2012 e outra em 2014. Em ambas, foram aprimorados processos para recuperar o cobre, elemento responsável por cerca de 30% de todo o conjunto de materiais presentes em uma placa-mãe.

Processos

No mais recente trabalho apresentado no Larex-USP, centro vinculado ao Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica (Poli) e sediado na Cidade Universitária, zona oeste da capital, o resultado obtido são nanopartículas de prata, metal nobre com ação bactericida bastante conhecido e com uso difundido pela ciência e pela indústria. “A matéria-prima obtida tem valor agregado superior às outras já recicladas no Laboratório e tem diversas possibilidades de reutilização”, informa Marcos Paulo.

Segundo ele, cada ponto de solda aplicado em uma placa-mãe de computador contém cerca de 3% de prata e os segmentos econômicos com interesse potencial direto nessa matéria-prima são as áreas de cosméticos, fármacos, próteses dentárias, têxteis e tintas, entre outros.

A rota hidrometalúrgica desenvolvida envolve uma primeira lixiviação – a dissolução dos constituintes solúveis de uma matéria – em meio ácido sulfúrico e uma segunda, nessa mesma substância, em meio oxidante. Após o processo, a matéria-prima obtida é isolada dos demais metais, sendo usado citrato de sódio como agente estabilizante para a síntese das nanopartículas.

Extensão

Apoiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp), a tese de Marcos Paulo baseou-se na recuperação da prata de placas-mãe e de memórias de computadores obsoletos. Atualmente docente do curso de Automação Industrial do Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes), ele destaca o fato da tecnologia aprimorada também servir para outros circuitos eletrônicos descartados, como os de geladeira, forno de micro-ondas, televisor, notebook e tablet, entre outros.

“Entre os aparelhos potenciais, o celular é um dos com maior apelo para esta tecnologia, devido à sua substituição pelos consumidores ser cada vez mais rápida e em maior volume”, observa. Para a pesquisa avançar, Marcos Paulo e Denise convidam empresas a se tornarem parceiras do Larex-USP no projeto (ver serviço). Motivos, segundo eles, não faltam.

A logística reversa é um deles. Trata-se, para os cientistas, de uma tendência universal, irreversível e medida prevista na Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS – Lei nº 12.305, de 2010) (ver serviço). Esse instrumento legal determina as responsabilidades de industriais, revendedores, importadores, distribuidores e consumidores com relação ao ciclo de vida de um produto – desde a sua fabricação até o descarte ambiental de todos os seus componentes.

Oportunidade

“Hoje no Brasil se separam e vendem as placas, mas não ocorre a reciclagem delas”, explica Marcos Paulo. Segundo ele, fora do País, os minérios extraídos dos circuitos são recuperados em escala industrial por nações como China e Bélgica, dois dos maiores compradores desse tipo de material. “Com o avanço da logística reversa, reciclar a prata será uma fonte de novos negócios, empregos e renda, além de prover mais sustentabilidade para a indústria e preservação ambiental”, prevê.

No Larex-USP, os desafios futuros com a rota hidrometalúrgica incluem achar um método para extrair o cobre e a prata no mesmo processo e também como tornar o formato das nanopartículas de prata mais uniformes, para atender à própria indústria, sua futura ‘compradora’. Desse modo, estima Marcos Paulo, será possível multiplicar em até 400 vezes o valor agregado da matéria-prima quando este ciclo científico estiver consolidado.


Larex-USP é Embrapii

Em julho, o Larex-USP passou a sediar a mais nova unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), organização social de pesquisa, inovação e apoio às empresas do governo federal (ver serviço). Especializado em serviços da chamada Química Verde (Tecnogreen), o grupo multidisciplinar com equipes da Poli-USP atua com Engenharia Química, Minas, Petróleo, Metalurgia, Materiais e Civil. Desde 1992, mantém projetos de reciclagem, tratamento de resíduos, tratamento de efluentes, biossorção, biorremediação, biolixiviação e processos químicos extrativos de alta temperatura ou em meio aquoso.

No modelo de fomento tecnológico da Embrapii, o empreendedor tem acesso a financiamento a fundo perdido, isto é, não necessita devolver os valores investidos, e, igualmente, pode realizar ações sem esperar abertura de edital e negociar o serviço direto com a Unidade escolhida, assim como aprová-lo. O núcleo recém-criado na USP atende empresas de sete áreas de competências da Química Verde: Engenharia de Bioprocessos; Engenharia Verde; Mineração Urbana; Processos de Reciclagem; Processos Sustentáveis; Tratamento de Efluentes; Tratamento de Resíduos e Rejeitos Industriais.

Serviço

Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Extração (Larex-USP)
E-mail mpkcaldas@gmail.com
Telefone (11) 3091-9120

Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS – Lei nº 12.305/2010)
Logística Reversa – Ministério do Meio Ambiente
Embrapii

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 29/11/2017. (PDF)

Resíduos de curtumes propiciam pesquisas e negócios na Etec Franca

Matérias-primas de alto potencial poluente recebem tratamento e rendem fertilizantes, biodiesel e pele humana artificial para enxertos ósseos e implantes dentários

Com o propósito de inovar com soluções de negócios e sustentáveis para os resíduos da produção coureiro-calçadista de Franca, a Escola Técnica Estadual (Etec) Professor Carmelino Corrêa Júnior mantém, desde 2010, linhas de pesquisa nessa área com seus alunos e docentes.

Segundo a professora Joana Félix, coordenadora de diversos desses trabalhos, a proposta é prover destinação ambiental adequada para as sete principais matérias-primas descartadas pelas fábricas e curtumes da região, e, ainda, originar novos negócios, a partir de tecnologias desenvolvidas e patenteadas no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi).

Um dos pontos de partida da integração entre a Etec agrícola com o Arranjo Produtivo Local (APL) de Franca, composto por cerca de 450 empresas, foi o pós-doutoramento de Joana. Formada em Química, com graduação, mestrado e doutorado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), ela iniciou em 2002 pós-doutoramento na Universidade de Harvard (Boston, Estados Unidos).

“O desafio proposto por meu orientador foi achar respostas viáveis e de baixo custo para fazer gestão ambiental. Desde então, as pesquisas com a composição e possibilidades de uso dos resíduos não pararam mais”, conta.

Em Franca, os principais descartes são os lodos de cromo, de recurtimento e de cal. Há também a serragem e as aparas do couro wet blue (que sofreu o primeiro processo de transformação no curtume), o pó de lixadeira e os retalhos. Em média, são geradas 218 toneladas diárias desses resíduos na cidade – no Brasil, são 3,5 mil toneladas por dia.

Linha de pesquisa

O trabalho pioneiro foi realizado com fertilizantes em 2012. Teve orientação do professor e agrônomo Cláudio Sandoval, diretor da Etec. Segundo ele, o passo inicial é eliminar, por meio de tratamentos laboratoriais, os contaminantes, por exemplo, cromo e corantes. Depois, cada tipo de resíduo origina um fertilizante diferente. Esse projeto recebeu prêmio em 2015 do Conselho Regional de Química do Estado de São Paulo.

Segundo Sandoval e Joana, além da sustentabilidade, esses fertilizantes têm outros diferenciais, como preço menor e menor tempo de ação no solo. “O quilo deles sai em média por R$ 0,30, enquanto o da ureia, fertilizante convencional bastante utilizado, custa R$ 1,70”, observam.

“Alface cultivada com o insumo tradicional demora cerca de dois meses do plantio até a colheita. Com o fertilizante da Etec, o prazo cai para 45 dias”, informam, destacando o fato de essa tecnologia estar sendo agora transferida a uma empresa da área de fertilizantes.

Integração

Dos 512 alunos matriculados na Etec de Franca, 15 participam ativamente dos projetos com os resíduos e são orientados por Joana, Sandoval e mais cinco professores de diversos cursos. A cada semestre, o grupo ganha novos componentes depois do Vestibulinho das Etecs. De acordo com os docentes, o critério de seleção para ingressar na equipe é ter interesse em dar continuidade à linha de pesquisa.

“Procuramos integrar o corpo acadêmico de todos os cursos nos projetos. Por exemplo, o fertilizante foi testado, a princípio, com mudas de café da estufa do curso de cafeicultura. Como essa planta é perene e ficará muito tempo no viveiro, é interessante a liberação lenta do nitrogênio presente no fertilizante, para evitar o desenvolvimento do vegetal antes do tempo recomendado”, explicam os docentes.

Biocombustível

Os retalhos coloridos de couro são a base da pesquisa com o biodiesel. Nesse processo, a primeira fase é a extração dos corantes de diversas cores, resíduos também com potencial poluente. No mercado, custam cerca de R$ 250 o quilo, e, com tecnologia adequada, podem ser reaproveitados por setores industriais, como o têxtil e o papeleiro. “Extrair o corante custa aproximadamente R$ 2 o quilo. É uma área promissora para novos negócios”, estimam.

No passo seguinte, ocorre a retirada do cromo, outro descarte com potencial poluente apto a ser reaproveitado e, finalmente, ocorre a extração dos óleos de engraxe, a base do biodiesel usado em tratores, ônibus e caminhões. Cada litro do biocombustível, feito com resíduos, sai por R$ 0,20. “Em Franca, são geradas diariamente 110 toneladas de retalhos, volume suficiente para produzir 22 mil litros de biodiesel”, informam.

Peles

Em 2009, um acidente de trabalho com ácido sulfúrico cegou e queimou 95% da pele do corpo de um funcionário de curtume. Sensibilizado com a tragédia, um colega dele questionou Joana sobre a possibilidade de reaproveitar a pele de animais em transplantes humanos. O Brasil possui apenas quatro bancos de pele para atender hospitais do País inteiro – e, em todos, a escassez de matéria-prima é recorrente.

Intrigada com a questão, Joana descobriu na pele suína 78% de biocompatibilidade com a humana, isto é, com métodos adequados seria possível eliminar os 22% restantes de rejeição ao biomaterial. “O diâmetro dos poros da pele suína é maior do que o dos humanos. Assim, fiz o fechamento do volume desses poros com colágeno, matéria-prima abundante nos resíduos e muito valorizada nas indústrias farmacêutica e cosmética”, explica Joana.

Em 2015, a pele humana artificial foi testada com sucesso na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP), de Ribeirão Preto. Hoje, 1,5 metro dela custa, em média, R$ 85, enquanto a mesma medida da pele produzida em laboratório pode sair até por R$ 5 mil. Atualmente, uma multinacional farmacêutica negocia com a Etec o direito de produzi-la comercialmente.

Ossos e dentes

Neste ano, a pedido de médicos e dentistas, surgiu a proposta de aproveitar o colágeno usado na pele artificial para fazer reconstituição óssea, necessidade comum em implantes dentários e em pacientes com perda de tecidos. Na pesquisa desenvolvida na Etec Franca, depois de tratado, o resíduo teve seu potencial terapêutico multiplicado com a adição de hidroxiapatita (substância presente na escama do piau, peixe da fauna brasileira).

“Cada 100 gramas de hidroxiapatita sintética importada custa US$ 350. Nos pesque-pague, é possível obter grátis as escamas, considerando o fato de essa matéria-prima representar um custo para os proprietários dos estabelecimentos, por exigir descarte ambiental adequado”, informa Joana. Segundo ela, o método desenvolvido possibilita a extração da matéria-prima natural a partir de outros peixes criados para o consumo humano, como a tilápia e o pirarucu, por exemplo.

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 30/05/2017. (PDF)

Curso de informática gratuito da Poli-USP está com inscrição aberta

Aluno de baixa renda da RMSP interessado em participar deve fazer inscrição gratuita até 3 de fevereiro; iniciativa do Laboratório de Sustentabilidade da Escola Politécnica oferece 30 vagas e a formação de 360 horas será ministrada ao longo deste ano

Oferecer neste ano formação presencial em Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) para jovens de baixa renda, provenientes da rede pública de ensino, na faixa etária de 16 a 20 anos. Essa é uma das ações pioneiras do Programa Paideia, iniciativa do Laboratório de Sustentabilidade (Lassu) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP).

Gratuito e com 360 horas de atividades e 30 vagas disponíveis, o curso de extensão universitária é direcionado para aluno residente na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) que já concluiu o ensino médio ou esteja cursando a partir do segundo ano.

A inscrição e o conjunto de regras para seleção no curso estão disponíveis on-line, no site do Programa Paideia (ver serviço), cujo espaço físico e conjunto de instalações foram inaugurados em 22 de novembro, na Cidade Universitária da USP, na capital.

“A meta é aumentar a empregabilidade desses jovens e incentivar empresas de todo o País a participar de uma ação social sustentável e de baixo custo”, explica a professora Tereza Carvalho, docente do Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais (PCS) da Poli-USP e coordenadora do Lassu.

Qualificação

A seleção dos interessados compreende prova escrita, com questões básicas de português e matemática e duas entrevistas, uma com o candidato e a outra com seus familiares. As aulas para os aprovados começam em março e seguirão até o fim do ano, com três horas diárias de atividades nas tardes de segunda a sexta-feira. Assim, os alunos poderão cursar o ensino médio em outro período.

O curso do Programa Paideia será ministrado por nove professores vinculados ao Lassu e quer formar profissionais com visão abrangente, humanística, empreendedora e multidisciplinar, “capazes de atuar na área de informática e de programação em nível básico e, assim, preencher uma lacuna hoje existente no mercado de trabalho”, explica Walter Goya, mestre em engenharia de computação pela Poli e um dos docentes do Paideia.

Inovação

Segundo o professor Goya, duas estratégias foram consideradas na concepção do curso, que no final dará direito a diploma de curso de difusão científica expedido pela USP. A primeira delas consiste em reforçar e fortalecer a questão de cidadania dos alunos participantes, inclusive com acompanhamento pelo Lassu no primeiro ano depois do fim da formação. A segunda diz respeito à elaboração do conteúdo programático, que foi montado com a intenção de mesclar conhecimentos de três áreas (trilhas) aplicadas simultaneamente ao longo das atividades didáticas.

Na parte de Programação, são incluídas disciplinas como Lógica, Fundamentos de Linguagens e Desenvolvimento Web, entre outras. Na área Computação e Conectividade, são abarcados temas como Princípios e Infraestrutura de Tecnologias de Informação, Redes, Montagem e Configuração de Computadores; e em Sustentabilidade e Inovação Empresarial, as noções transmitidas abordam Ética, Cidadania, Matemática Financeira, Novos Modelos de Negócios, Desenvolvimento de Projetos e Empreendedorismo e Projetos Socioambientais, entre outros assuntos.

Ação social

“O Paideia e os demais programas do Lassu, como o Eco-Eletro, dirigido à capacitação de recicladores de material, busca apoio da iniciativa privada para pôr em prática ações sustentáveis e com apelo de responsabilidade social”, destaca a professora Tereza. No Paideia, por exemplo, a empresa Recicladora Urbana financiou R$ 130 mil por meio do Programa Parceiros da Poli; e esse recurso foi usado na construção das novas instalações e compra do mobiliário e de parte dos equipamentos do local.

Batizado de Espaço Paideia de Inovação e Inclusão Social, o conjunto, recém-inaugurado no segundo andar do prédio do Centro de Estudos em Regulação e Qualidade de Energia (Enerq), na Poli-USP, dispõe de três ambientes: Sala de Aula e Experimentação, onde ocorrerão as atividades do curso de formação; uma Sala de Cocriação, destinada à discussão e troca de ideias para estimular o uso de diferentes métodos de projeto colaborativo (por exemplo, design thinking); e o Acervo Técnico.

No espaço do Acervo Técnico, os alunos do curso e visitantes podem conhecer a exposição permanente de equipamentos de informática e de telecomunicações obsoletos, denominada Do computador de mesa ao computador de bolso. Esses itens vêm sendo reunidos desde 2009 pelo Centro de Reúso e Descarte de Equipamentos de Informática (Cedir) da USP e incluem computadores pessoais dos anos 1980, gravadores, filmadoras, câmeras fotográficas, videogames, notebooks e celulares, entre outros.

Parcerias

“O apoio de pessoas físicas e jurídicas é essencial para o sucesso de projetos de inclusão social”, explica a professora Tereza. Segundo ela, com mil reais mensais (ou R$ 12 mil anuais), uma empresa consegue colaborar com o Paideia na Modalidade Mentor do Saber. Nela, o patrocinador tem direito a inserir seu logotipo em material de divulgação da USP, camisetas e uniformes dos alunos participantes, usar o Selo Cobre do programa em material de divulgação e ainda recrutar um dos dez melhores alunos da turma do curso para integrar seu quadro funcional.

Serviço

Laboratório de Sustentabilidade (Lassu-USP)
Programa Paideia (para inscrição no curso e mais informações)
Telefone (11) 3091-1092

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 06/01/2017. (PDF)