Metais em Emissões de Chaminé: Amostragem pelo Método 29

Entre os ensaios exigidos em chaminés industriais, a determinação de metais é uma das que mais pedem atenção ao detalhe. Os metais podem sair da chaminé presos a partículas ou, em alguns casos, na forma gasosa. Estão presentes em concentrações baixas, mas relevantes, e podem ser contaminados com facilidade durante a coleta. Por isso, a amostragem segue métodos específicos, e um dos mais usados como referência é o Método 29 da USEPA, que consta entre as metodologias aplicadas pela GeoAvaliar em fontes estacionárias.

Este texto explica quando a medição de metais costuma ser exigida, como o método funciona em linhas gerais, quais cuidados fazem diferença e o que a empresa precisa preparar para a campanha.

Por que medir metais em emissões

Metais como chumbo, cádmio, mercúrio, arsênio e cromo, entre outros, recebem atenção especial por seus efeitos sobre a saúde e o ambiente e pela tendência de alguns deles de se acumular. Quando emitidos pela chaminé, podem se depositar no solo, na água e na vegetação do entorno.

Para o empreendimento, a medição de metais serve para:

• verificar o atendimento aos limites de emissão definidos na licença e na regulamentação aplicável;
• avaliar a eficiência de filtros e outros sistemas de controle;
• conhecer o perfil de emissão para estudos de impacto e de dispersão;
• demonstrar controle em processos que usam resíduos ou sucatas como insumo.

Setores em que a exigência é comum

A necessidade de medir metais depende do processo e das matérias-primas. De forma geral, a exigência aparece com mais frequência em:

• fundições e metalurgia, que trabalham com metais em alta temperatura;
• siderurgia, em etapas como aciaria e sinterização;
• tratamento térmico de resíduos, tema da Resolução CONAMA nº 316/2002;
• coprocessamento, quando resíduos são usados como combustível ou matéria-prima em fornos;
• outros processos que usam insumos com metais, conforme avaliação do órgão.

A lista de metais a determinar é definida na licença. Ela pode incluir alguns poucos elementos ou um conjunto amplo, dependendo do processo.

Como funciona o Método 29

Coleta isocinética

A amostragem é feita em condição isocinética, ou seja, a velocidade de sucção na boquilha acompanha a velocidade dos gases na chaminé em cada ponto da seção. Isso é necessário para que as partículas sejam coletadas na mesma proporção em que estão no fluxo de gás.

Fase particulada

O gás passa primeiro por um filtro, onde ficam retidas as partículas e os metais associados a elas. A sonda e as partes do trem anteriores ao filtro também são lavadas na recuperação, porque parte do material fica depositada nas paredes.

Fase gasosa

Depois do filtro, o gás passa por uma sequência de frascos borbulhadores com soluções absorventes. Essas soluções retêm metais que atravessaram o filtro na forma gasosa. O mercúrio é o exemplo mais conhecido, e o método prevê soluções específicas para capturá-lo.

Parâmetros auxiliares

Como em qualquer amostragem em chaminé, são medidos velocidade e vazão dos gases, temperatura, umidade e composição dos gases. Esses dados permitem calcular a concentração e a taxa de emissão na condição de referência exigida.

Análise

As frações recuperadas (lavagens da sonda, filtro e soluções) seguem para o laboratório, onde passam por preparo e análise instrumental para a determinação de cada metal. O resultado final soma as frações de acordo com o que o método e a exigência legal preveem.

Cuidados com contaminação

Metais estão em toda parte: em ferramentas, peças metálicas, poeira da fábrica, luvas e até em reagentes de qualidade inadequada. Por isso, o controle de contaminação é parte central do método:

• vidrarias e componentes do trem são preparados e limpos com procedimentos específicos;
• reagentes devem ter grau de pureza compatível com a análise de traços;
• a montagem e a recuperação são feitas em área protegida de poeira;
• brancos de campo e de reagentes são coletados e analisados junto com as amostras;
• a equipe usa luvas e materiais que não liberam metais.

Os brancos são o que permite demonstrar que o resultado reflete a emissão e não a manipulação.

Preparando a campanha

Condições físicas

Confira se a chaminé tem orifícios de amostragem bem posicionados, plataforma segura, acesso adequado e energia elétrica próxima. O trem do Método 29 é mais complexo que o de material particulado simples, e a área de trabalho precisa comportar a montagem e a recuperação com segurança.

Condições de operação

A fonte deve operar em condição normal e estável durante toda a coleta. Em processos com bateladas, como fornos de fusão com cargas sucessivas, é preciso definir com a equipe técnica qual período representa melhor a operação e registrá-lo.

Registro do processo

Separe os dados de produção, o tipo de carga ou de resíduo alimentado e o funcionamento dos sistemas de controle no período. Esses registros vão para o relatório e ajudam a interpretar os resultados.

Integração com outros parâmetros

É comum que a mesma condicionante peça metais junto com material particulado, gases ácidos, dioxinas e furanos e outros parâmetros. Planejar todas as coletas na mesma mobilização reduz custos e garante que os resultados representem a mesma condição de operação.

Erros que levam a repetir a campanha

Por envolver muitas etapas, a campanha de metais tem alguns pontos frágeis que vale conhecer:

• teste de vazamento reprovado: o trem é verificado antes e depois de cada corrida, e um vazamento detectado ao final compromete a amostra;
• isocinetismo fora da faixa: mudanças bruscas na vazão dos gases durante a coleta, causadas por alterações no processo, dificultam manter a condição isocinética;
• quebra ou perda de frascos: as soluções precisam chegar íntegras ao laboratório, e o transporte merece atenção;
• brancos elevados: indicam contaminação em alguma etapa e podem invalidar a comparação com o limite;
• fonte fora da condição normal: uma parada, uma troca de carga atípica ou uma falha do filtro durante a coleta tira a representatividade do resultado.

A maior parte desses riscos é reduzida com uma reunião de planejamento entre a equipe de campo e a equipe de operação antes da mobilização, definindo horários de coleta, contatos para comunicação de alterações e forma de registro do processo.

Quanto tempo leva

A duração total depende do número de corridas exigidas, da quantidade de pontos na seção da chaminé e do volume de gás necessário para atingir a sensibilidade analítica. Somam-se a isso o tempo de preparo do material antes da campanha e o tempo de análise depois dela, que é maior do que o de parâmetros convencionais por causa do preparo das frações. Esses prazos devem entrar no cronograma desde o início, contando para trás a partir da data de protocolo do relatório.

Interpretando o relatório

Ao receber o relatório, verifique:

• se a condição de operação descrita corresponde à operação normal;
• se os resultados estão na unidade e na condição de referência do limite aplicável;
• se os brancos ficaram em níveis aceitáveis;
• como os resultados abaixo do limite de quantificação foram tratados nas somas;
• como os valores se comparam com campanhas anteriores.

Uma mudança relevante no perfil de metais entre campanhas pode indicar alteração na matéria-prima, no resíduo processado ou no desempenho do filtro.

Relação com o entorno

Metais emitidos podem ser avaliados também no entorno, por meio de monitoramento de qualidade do ar e de deposição de poeira sedimentável. As taxas de emissão medidas na chaminé podem alimentar estudos de dispersão que estimam a contribuição da fonte nos receptores.

Como a GeoAvaliar pode ajudar

A GeoAvaliar é um laboratório de Contagem/MG acreditado pela Cgcre (CRL 0436) conforme a ABNT NBR ISO/IEC 17025, com equipe dedicada a fontes estacionárias e experiência em campanhas de metais e outros parâmetros complexos. Planejamos a coleta com a sua equipe de operação, cuidamos do controle de contaminação e entregamos o relatório no formato exigido. Fale com a equipe pela página de contato.