Os resíduos perigosos são gerados em muitos setores da economia: químico, agrícola, eletrônico, petroquímico, entre outros. Desta maneira, os resíduos são consequências da sociedade industrializada em que vivemos. Eles refletem nossas necessidades diárias de empacotar e limpar, nossos cuidados com a beleza e todos os outros tipos de produtos que utilizamos diariamente para suprir nossas necessidades.
Desenvolver caminhos para minimizar ou eliminar resíduos e ao mesmo tempo permitir a mesma qualidade e padrão de vida deveria ser uma meta, e muito progresso tem sido feito nesta direção. Resíduos continuarão a ser produzidos e por isso, devem ser gerenciados.
Verificando esses conceitos, a incineração é uma tecnologia que pode ser usada para gerenciar de maneira segura os resíduos perigosos.


Com outras importâncias ambientais, foi somente nos anos 20 ou 30 que a possibilidade da qualidade ambiental e dos eventos da saúde humana provenientes da disposição inadequada dos resíduos, chamou a atenção.
Resíduos de todos os tipos foram depositados nos solos, outros foram enviados para aterros, depositados em lagoas e até mesmo injetados nos subsolos através de poços profundos. Com o passar de dez a quinze anos, vazamentos em aterros foram encontrados, resultando em um potencial perigo à saúde humana e ao meio ambiente.
Diversos programas têm sido implementados para remediar essas regiões contaminadas no passado e torná-las uma área segura para a saúde humana e ao meio ambiente.
A incineração de resíduos começou a ser utilizada basicamente sem controle de poluição do ar nos anos 60 e começo dos anos 70. No Brasil, esta prática era muito usual em maternidades e hospitais.
Nos anos 70, nos Estados Unidos, foram estabelecidas exigências nos processos de combustão para todos os tipos, incluindo a incineração, enquanto em 1976 foram impostos controles da disposição de resíduos perigosos e estabelecidos regulamentos para a incineração.


Há uma hierarquia a respeito do gerenciamento de todos os resíduos e na tentativa de disposição adequada dos mesmos. Tentativas de gerenciamento que trabalham na redução ou eliminação de resíduos, aquelas que atualmente evitam a geração dos resíduos, são acordadas com alto grau de status nessa hierarquia. A redução e eliminação são os caminhos preferidos no gerenciamento dos resíduos.
O próximo na ordem de preferência é a recuperação, a reciclagem e o reúso dos resíduos (3 R´s). Neste modelo de gerenciamento, resíduos são reutilizados nos próprios processos que os geraram, ou utilizados em outros processos, antes ou depois de um adequado tratamento. Geralmente os 3 R´s são aplicados em cerca de 1/3 dos resíduos perigosos gerados.
Certamente, mesmo com o aumento dos esforços em direção da aplicação da redução e da aplicação dos
3 R´s nos resíduos, uma significativa quantidade dos resíduos perigosos continuará a ser gerada. Entretanto, no decorrer dos próximos anos, o aumento da produção de resíduos está projetado para conservar, em contrapartida, o aumento de aplicação de medidas de redução e reú-so dos resíduos. Há, contudo, um aumento no total da quantidade de resíduos destinados à incineração a cada ano.
Os mais baratos e tradicionais métodos de disposição direta em aterros sanitários, lagoas e injeção em poços profundos estão sendo substituídos, em grande parte, por minimização de resíduos na fonte de geração, reúso do resíduo, tratamento físico/químico/biológico, incineração e métodos de solidificação/estabilização química. Dessa maneira, esses métodos tradicionais estão perdendo status nesta hierarquia, pois apresentam alto risco potencial à saúde humana e ao meio ambiente.
Além disso, cada vez mais, as empresas estão deparando-se com a perspectiva de pagamentos de milhares de dólares por danos devido à contaminação dos solos e das águas subterrâneas. Em virtude disso, os geradores de resíduos estão procurando técnicas de destruição permanentes.
De todas as tecnologias de tratamento "consagradas", os sistemas de incineração, adequadamente projetados, são capazes do mais alto grau de destruição e controle para a mais ampla faixa de resíduos perigosos. Já se possui uma grande experiência de projeto e parâmetros operacionais nestas áreas e há uma grande variedade de sistemas comerciais disponíveis. Conseqüentemente, é esperado um aumento significativo no uso da incineração e outros métodos de destruição térmica.
Embora a destruição térmica ofereça várias vantagens sobre as práticas alternativas de tratamento de resíduos perigosos e colabore com a questão do gerenciamento de resíduos, houve, simultaneamente, um fortalecimento da oposição do público quanto ao licenciamento e/ou uso de operações de destruição térmica nos últimos anos.
A conscientização e o ativismo ambiental que geraram a maioria das leis de resíduos perigosos dos anos 80 têm, em vários aspectos, modificado o ceticismo sobre a segurança e a efetividade das soluções tecnológicas para as quais as leis regulamentadoras foram projetadas.
A tecnologia para a queima com alta eficiência de resíduos orgânicos é avaliada hoje como uma das mais eficientes tecnologias na destruição e controle de uma ampla gama de produtos.
A instalação de um forno de queima que incinera toneladas diárias de resíduos perigosos, contendo organoclorados, foi a melhor solução encontrada para um adequado gerenciamento dos resíduos. Com a implantação desse tipo de equipamento, os resíduos gerados deixaram de ser depositados em aterros e estão sendo transformados termicamente. Além desse melhor gerenciamento, a queima desses resíduos proporciona na maioria dos a  instalação de uma caldeira acoplada ao incinerador, recuperando a energia liberada e gerando vapor que alimenta outros tipos de energia, como por exemplo a energia elétrica. Além disso, também é possível reaproveitar o efluente líquido gerado com a lavagem dos gases.


A incineração é a conversão de resíduos materiais em produtos gasosos e resíduos sólidos pelo processo de combustão. No processo de combustão, o material orgânico (principalmente hidrogênio e carbono) reage quimicamente em altas temperaturas com o oxigênio do ar, produzindo gases (principalmente água na forma de vapor e dióxido de carbono). Entretanto, estão presentes outros elementos químicos (nitrogênio, cloro, enxofre, traços de metais etc.) que produzem gases poluentes (óxidos de nitrogênio, cloreto de hidrogênio, óxidos sulfúricos etc.) e material particulado.
A incineração é um processo de engenharia que emprega decomposição térmica via oxidação térmica à alta temperatura, acima de 950º C, para destruir a fração orgânica do resíduo e reduzir o seu volume. Assim, o desafio do projeto de um sistema de incineração está na produção da combustão completa como prática, usando o gerenciamento de três parâmetros (tempo de residência do resíduo a ser decomposto termicamente, temperatura e turbulência) e providenciando controles adequados dos poluentes lançados no ar.
Para os resíduos com valor energético específico menor que 2000 Kcal/kg, aproximadamente, há necessidade de se utilizar combustível auxiliar para manterem-se as condições necessárias à incineração. Neste caso, torna-se importante pesquisar outros processos de tratamento para este resíduo, devido ao alto custo deste combustível.
Do ponto de vista técnico, qualquer resíduo que contenha uma fração orgânica perigosa, não importando quão pequena seja essa parcela, é um candidato potencial à incineração. Nos Estados Unidos, por exemplo, faz-se a incineração de soluções aquosas de resíduos orgânicos com baixa concentração e de terra contaminada com PCB(s) provenientes de transformadores elétricos.


Conforme a norma da ABNT "NBR 10004 – Resíduos Sólidos", são definidos como resíduos perigosos, aqueles que apresentam periculosidade, característica oriunda de suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas, que podem acarretar:
a) Risco à saúde pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um aumento de mortalidade ou incidência de doenças;
b) Riscos ao meio ambiente, quando o resíduo é manuseado ou destinado de forma inadequada.
Outra definição que a mesma norma nos dá, diz que resíduos perigosos são aqueles que apresentam uma das características seguintes: inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade.


O princípio básico de um incinerador é queimar resíduo. É um dispositivo que coloca o resíduo a uma temperatura muito alta, em um ambiente turbulento, por um período de tempo necessário para convertê-lo basicamente em gás carbônico e vapor de água. Existem incineradores de várias formas e tamanhos, e normalmente são providos de um queimador, que é utilizado a energia de combustão dos resíduos ou do combustível auxiliar para produzir uma temperatura ideal de destruição. O tamanho do incinerador é definido em função do tempo de residência, que depende da vazão de alimentação do resíduo que será queimado. A turbulência é criada pela queima e pelas configurações do incinerador.
Diferentes tecnologias de incineração foram desenvolvidas para tratar vários tipos e formas físicas de resíduos perigosos. Os quatro projetos mais comuns de incineradores são os de injeção líquida (às vezes combinado com incineração de gases e vapores), fornos rotativos, câmara fixa e os de leito fluidizado.
Os maiores subsistemas, os quais podem estar incorporados em um sistema de incineração de resíduos perigosos, são:
1 - Preparação e Alimentação do Resíduo;
2 - Câmara (s) de Combustão;
3 - Performance do Processo:
    - Controle de Poluentes Atmosféricos;
    - Controle dos Efluentes Líquidos;
    - Controle dos Resíduos Sólidos.


Os resíduos sólidos são normalmente mais difíceis de serem queimados do que os líquidos, gasosos e pastosos, devido à maior dificuldade de mistura com o oxigênio. Dependendo do tipo de incinerador utilizado, deve-se reduzir o sólido a partículas pequenas, menores que 50 mm e homogêneas, como exemplo, para o tipo de leito fluidizado. Já o forno rotativo é um incinerador que pode trabalhar com material sólido de maiores dimensões, devido ao maior tempo de residência.
Os resíduos sólidos podem ser colocados nos incineradores através de diferente dispositivos, tais como: moegas pressurizadas, roscas transportadoras, correias transportadoras, "containers" ou caçambas tipo pólipo (o resíduo fica armazenado em fossas de concreto ou aço, instaladas abaixo do nível do chão). A utilização deste processo para resíduos perigosos só é possível se o manuseio deste produto não implicar em periculosidade ou poluição local. Por isto, quando os resíduos sólidos são produtos tóxicos, utiliza-se normalmente "containers" para evitar contaminações no meio ambiente.
Previamente à queima dos resíduos, deve-se realizar uma mistura dos diferentes produtos com a finalidade de se homogeneizar a concentração dos produtos perigosos no resíduo a ser queimado ou para controlar também o seu valor energético médio.  A mistura de resíduos também é usada para controlar o teor de cloro do resíduo alimentado no incinerador. A mistura pode ainda promover um melhor controle da combustão e limitar o potencial de formação periódica de altas concentrações de cloro livre nos gases de combustão.


Os resíduos líquidos são produtos que devem ser manuseados com bastante cuidado, principalmente os que são tóxicos ou que apresentam ponto de fulgor inferior
a 60º C. São normalmente armazenados em tanques atmosféricos, providos ou não de sistema de inertização e possuem algumas vezes agitadores para manter em suspensão os sólidos presentes nos resíduos. Alguns tanques possuem sistema de aquecimento para controle da viscosidade, importante propriedade para bombeamento do resíduo e controle da atomização nos queimadores.
Devido à variação da composição química e do valor energético dos resíduos, torna-se frequentemente necessária a utilização de um tanque de mistura, também conhecido em alguns casos como tanque-pulmão, para permitir a obtenção de um produto mais homogêneo.
Utiliza-se também no manuseio dos resíduos líquidos tanques móveis, sobre rodas, do tipo vaso de pressão cilíndrico horizontal, que coleta os resíduos líquidos nos locais de geração e os transporta para o incinerador. O produto é retirado do vaso por bomba ou por pressurização através de nitrogênio ou ar comprimido e injetado diretamente nos queimadores do incinerador, para que haja uma melhor eficiência de queima e minimizar o risco de vazamento deste poluente pra o meio ambiente. Já os resíduos no estado pastoso ou de lama, são também manuseados em pequenos vasos de pressão móveis, com aquecimento para redução da viscosidade e enviados aos queimadores por pressurização com nitrogênio ou ar comprimido ou por bombeamento, utilizando-se bombas tipo parafuso helicoidal.     


Os gases, apesar de apresentarem facilidade de queima devido à sua baixa densidade, devem ter a composição química, a velocidade de chama e o valor energético perfeitamente definido para serem queimados nos incineradores.
A composição química define os produtos perigosos existentes no gás e serve para fixar os principais parâmetros da incineração: temperatura de combustão, excesso de ar e tempo de residência.
O valor energético, tradicionalmente chamado de poder calorífico, define se o resíduo pode manter por si só a condição necessária à queima de um combustível auxiliar.
A velocidade de chama é necessária para projetar-se o queimador de gás adequadamente e evitar, por exemplo, retorno de chama pela tubulação de alimentação do gás.


A reação de combustão normalmente envolve dois componentes: o combustível/resíduo e o oxigênio. O oxigênio usualmente vem do ar, que possui uma concentração em volume  de 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio, aproximadamente. O combustível é composto principalmente de carbono e hidrogênio. Alguns combustíveis também contêm outros componentes como o enxofre, cloro e nitrogênio, bem como compostos inorgânicos (metais, hidretos, óxidos etc..).
De uma maneira simplificada, o processo de combustão pode ser descrito assim:
Carbono (combustível/resíduo)  + Oxigênio => Dióxido de Carbono  + Calor  (1)
Hidrogênio (combustível/resíduo) + Oxigênio => Vapor de água + Calor (2)
A combustão perfeita pode ser teoricamente alcançada pela mistura completa do oxigênio com o combustível. Se muito oxigênio for fornecido, o sistema de combustão é chamado de pobre em combustível e a chama é oxidada. No caso de se fornecer pouco oxigênio, o sistema é chamado de rico em combustível. Normalmente, cada molécula de combustível tem a chance de encontrar uma molécula de oxigênio antes de deixar a câmara de combustão, assim é importante que o controle de excesso de ar fornecido para a queima, bem como a turbulência provocada no interior da câmara de incineração, seja controlada de forma constante e com equipamentos de alta precisão.
Independentemente do tipo de incinerador selecionado, as propriedades químicas e termodinâmicas dos resíduos determinam o tamanho da câmara de combustão e suas condições operacionais (temperatura, excesso de ar, vazões etc.), a natureza do controle dos poluentes atmosféricos e sistemas de manuseio de cinza/resíduos.



O estado físico e o teor de cinzas nos resíduos perigosos definem o projeto da câmara de combustão a ser utilizada.  A tabela  acima contém as considerações gerais de seleção para os quatro principais projetos de câmaras de combustão em função das diferentes formas de resíduos.
 

Os gases que saem da câmara de combustão entram em uma caldeira do tipo fogotubular acoplada ao incinerador, que tem como finalidade recuperar o calor dos produtos de combustão, resfriando-os de 1250-1400 °C até aproximadamente 250 °C. Ao sair da caldeira, os gases são resfriados no lavador de alta pressão, também conhecido como quench, onde atravessam uma "cortina de líquido" com ácido clorídrico. A mistura gás/líquido que sai do quench é separada e é enviado para a absorção de HCl e uma parte do líquido é recirculado por bombas e retorna para o quench. A outra parte do líquido é enviada para o setor de tratamento de ácido clorídrico. Além disso, existe um circuito que reinjeta o ácido formado no quench para a câmara de combustão, visando controlar a temperatura da câmara.
Os gases que saem do quench vão para o circuito de absorção do HCl em água, composto por três estágios de absorção, tipo Venturi, com escoamento em contracorrente do gás e do líquido.
Os gases são introduzidos no primeiro estágio de absorção e são lavados em contracorrente, sob média pressão, com uma solução ácida. A mistura gás/líquido é separada. Uma parte desse líquido é a produção do ácido clorídrico e a outra parte, após resfriamento, é reciclada para o 1º Venturi.

Esses gases que foram separados entram num sistema idêntico ao 1º estágio de absorção. A única diferença é que a solução de lavagem utilizada é mais diluída.
Os gases saídos do 2º estágio de lavagem entram no estágio final. Este 3º estágio, identico aos precedentes, não tem trocador, pois a quantidade de HCl a absorver é pouco considerável. A reposição da água da absorção do sistema é feita neste estágio. 
Os gases que saem do último absorvedor, ainda contêm traços de HCl e Cl2 que devem ser removidos antes do envio dos gases para atmosfera. A remoção é feita em dois estágios de lavagem com solução alcalina. No primeiro estágio, o venturi promove o contato entre o gás proveniente com solução alcalina. A mistura líquido/gás que sai desse primeiro estágio é separada; o líquido é recirculado por bombas e o gás segue para o scrubber (coluna de enchimento), no qual escoa em contra corrente com a solução alcalina para remoção dos traços remanescentes de Cl2 e HCl. Porém, a reação entre cloro e a soda cáustica, pode vir a formar hipoclorito e dependendo da concentração dos reagentes, se dá a formação de cloratos, esse último é muito estável, portanto, sendo de difícil destruição.
Para impedir a formação de hipocloritos e cloratos, foi elaborado um projeto, que consiste na dosagem de peróxido de hidrogênio no lavador Venturi, possibilitando desta maneira a destruição do cloro ativo e impedindo a formação de hipocloritos e cloratos. Sendo assim, os gases são liberados para a atmosfera isentos de cloro, bem como os efluentes isentos de hipoclorito e clorato. O controle da dosagem do peróxido de hidrogênio é realizado através de um analisador REDOX. Após todo esse processo, os gases passam pela guarda hidráulica, são aspirados pelo ventilador e lançados na atmosfera através de uma chaminé. O ventilador mantém a depressão na instalação e os gases que são enviados para atmosfera, são monitorados para que a queima se torne mais completa possível através de monitores on line, principalmente pelo parâmetro monóxido de carbono (CO).


O processo de incineração é uma tecnologia atual e disponível, do ponto de vista técnico-econômico, para o tratamento e diminuição de volume de resíduos perigosos. Nas últimas décadas, muito investimento em pesquisa e desenvolvimento de tecnologia foi feito em relação à incineração e também nos últimos anos, as legislações ambientais relacionadas a esse assunto começaram a surgir.
Ao longo dos anos, pudemos observar que se um incinerador tiver um controle adequado, desde a alimentação do resíduo, passando pela câmara de combustão e pelo processo de tratamento dos gases antes de sua emissão pela chaminé, bem como um programa de manutenção periódica  estabelecido com critérios rigorosamente técnicos, os impactos que são causados pela incineração são bem menores comparados com as demais formas de disposição de resíduos.


 
- ABNT – Norma NBR – 10004/97 – Resíduos Sólidos
- ABNT – Norma NBR 11.175 DE JULHO DE 1990 – "Incineração de Resíduos Perigosos – Padrões de Desempenho"
- Dempsey , Clyde R. e Oppelt, E. Timoty – Incineração de Resíduos Perigosos – Uma revisão crítica, Air & Waste Management Association – Seção Brasileira - 1999
- CETESB – Apostilas Ambientais – Incineração 1997.
- CETESB – Norma E015.011- Fevereiro de 1997 – Sistema de Incineração de Resíduos de Serviços de Saúde.
- Incineração de resíduos perigosos – organoclorados em uma planta de produção de cloreto de vinila,  Celestini, FC e outros. PECE -  Programa de Educação Continuada em Engenharia Universidade de São Paulo – Escola Politécnica     
- Revista Brasileira de Engenharia Química- Volume XII – Número 01 – 1989 – Páginas 16 a 25.
- Revista Meio Ambiente Industrial – Ano VII – Edição 37 – 2002 –
- U.S. EPA - Method 0050 – "Isokinetic HCl/Cl2 – Emission Sampling Train"

, professor no Centro Universitário Fundação Santo André, Faculdade de Engenharia Eng. Celso Daniel, colegiado de Engenharia Ambiental e-mail: joaocarlos@fsa.br