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O avanço tecnológico acontece em todas áreas, inclusive na siderurgia, tendo como exemplo o que se segue.
A usina de Bremen da antiga siderúrgica alemã Klöckner, pertencente agora à belga Sidmar, iniciou experiências com a injeção de lixo plástico granulado em seu alto forno. Esta alternativa permite aproveitar muito melhor o conteúdo energético deste insumo, uma vez que 53% de sua energia química é utilizada na redução do minério de ferro; outros 27% se transformam em gás de alto forno, combustível de grande importância para usinas siderúrgicas. Se os rejeitos plásticos fossem meramente queimados num incinerador ou estação termelétrica, o rendimento térmico do processo seria de apenas 30 ou 40%, respectivamente.
Houve especial preocupação com possíveis emissões de furanos e dioxinas decorrentes da queima do plástico. Contudo, os resultados das medições efetuadas mostraram que não ocorreram alterações significativas em relação à situação anterior. Isto foi conseguido em decorrência da supressão do uso de PVC e outros plásticos clorados, que liberam ácido clorídrico e dioxinas durante sua queima.
O sucesso desta experiência levou à decisão de se construir uma unidade para a preparação de 70.000 t anuais de granulado de lixo plástico para injeção no alto forno.
Três altos fornos alemães usaram rotineiramente o processo de injeção de sucata de plástico em substituição ao óleo, logrando consumir 104.000 t de resinas. As taxas de injeção foram da ordem de 44 kg/t de gusa, substituindo um quilo de óleo por outro de plástico. Esses altos fornos recebem subsídios das entidades envolvidas com reciclagem de plásticos. O material a ser injetado tem de atender requisitos muito rigorosos em termos de composição química e distribuição de tamanho de partícula. No momento não há expectativa de se aumentar a quantidade de plástico aproveitada por essa abordagem.
Mas é no Japão que esta técnica apresentou grande aperfeiçoamento. A siderúrgica japonesa Nippon Kokan (NKK) está injetando lixo plástico num de seus altos-fornos. Os rejeitos, na forma de computadores pessoais e fitas plásticas sucatados, provém de 150 companhias na área metropolitana de Tóquio. Também foram feitos convênios com cooperativas de fazendeiros da região de Chiba, a leste de Tóquio, para o fornecimento de filmes e sacos de polietileno sucatados, após seu uso na agricultura. Como a origem desse material é conhecida, sua qualidade é facilmente controlada. Eles são convertidos em granulados com diâmetro entre 6 e 8 mm. No momento, cerca de 30.000 t desse material são consumidas nesse alto forno, utilizando o mesmo equipamento da injeção de finos de carvão. No momento, está sendo injetada uma mistura constituída de 90% de finos de carvão e 10% de sucata plástica granulada. Segundo os pesquisadores da NKK, o gusa produzido com a injeção de sucata plástica apresenta maior nível de qualidade, pois contém menor teor de oxigênio. A eficiência térmica desse novo insumo é superior a 80%. O investimento necessário na unidade de limpeza e granulação do lixo plástico foi da ordem de US$ 15 milhões.
Cada alto-forno da NKK consome 1,5 milhões de toneladas de carvão por ano. Teoricamente, 40% desse total poderia ser substituído por sucata de plástico, sem que a carga perca as características desejadas de permeabilidade. Logo, só a NKK teria potencial de consumo da ordem de 2,4 milhões de toneladas de sucata plástica em seus quatro alto- fornos.
A Federação Japonesa do Ferro e do Aço (JISF) está se apoiando nesse exemplo para propor o consumo anual de 1 milhão de toneladas de lixo plástico em altos fornos. Isto representaria uma economia de 1,5% no consumo total de energia das siderúrgicas japonesas.
O Japão gera anualmente cerca de 9 milhões de toneladas de lixo plástico. Portanto, a meta proposta pela JISF representaria o consumo de 11% do total de lixo plástico produzido naquele país. Atualmente apenas 2,5 milhões de sucata plástica são reciclados. O restante é incinerado ou jogado em aterros. O consumo de plásticos em altos-fornos é considerada a alternativa mais econômica para a solução do problema do lixo plástico, superando outras abordagens clássicas, como a reciclagem do material, conversão em óleo combustível ou gaseificação. Essa solução é muito oportuna, uma vez que a legislação japonesa exigirá que, a partir de abril do ano 2000, todo material plástico deverá ser reciclado, com exceção das garrafas de
PET.
Contudo, essa nova abordagem também apresenta seus problemas. Plásticos clorados, como o PVC, não podem ser diretamente injetados nos altos-fornos, pois o cloro neles contido danificaria o revestimento refratário do equipamento. Tais plásticos representam 15% do total do lixo plástico gerado no Japão. Vários processos vêm sendo desenvolvidos para contornar esse problema. A alternativa mais promissora, desenvolvida pela NKK, consiste em aquecer plásticos clorados a 300oC, liberando ácido clorídrico, que pode ser recuperado e utilizado nas instalações de decapagem de bobinas de aço da própria siderúrgica. A NKK também está desenvolvendo métodos para separar os plásticos clorados, tomando partido da diferença de densidade entre eles e os demais tipos de plástico.
Os custos da injeção de plásticos em altos-fornos dependem das despesas associadas ao recolhimento e transporte do lixo plástico. Atualmente eles são comparáveis aos custos da injeção de finos de carvão, da ordem de 70 a 80 dólares por tonelada de gusa.
Em resumo, a situação atual do aproveitamento de lixo plástico nas diversas siderúrgicas japonesas é a seguinte:
- Nippon Kokan: A unidade para decomposição térmica de plásticos clorados ainda opera em escala piloto. A empresa planeja investir de 20 a 30 milhões de dólares na construção de duas unidades de tratamento, o que permitiria tratar 30.000 toneladas de plásticos clorados durante o ano 2000. Há previsões de que em 2005 seriam aproveitadas de 200.000 a 300.000 toneladas de lixo plástico em seus altos-fornos.
- Kawasaki Steel: Planeja iniciar a injeção de plásticos em seus altos-fornos no ano 2000. Também desenvolveu um processo para tratar plásticos clorados, que ainda se encontra em escala de laboratório. Há projetos para se construir uma unidade piloto com capacidade para tratar 20 t de plásticos clorados por dia (7.000 t/ano) no ano 2000. Seu sistema de injeção de finos de carvão não precisará ser modificado para injetar plásticos, uma vez que o granulado de lixo plástico terá a mesma granulometria dos finos de carvão.
- Sumitomo Metal Industries: A pesquisa básica para tratamento de plásticos clorados iniciou-se no segundo semestre de 1997. Pretende-se agora investir 5 milhões de dólares numa unidade piloto.
- Nippon Steel: É a única siderúrgica japonesa que ainda considera mais viável a conversão do lixo plástico em óleo.
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