A fundição de ferro é um dos processos metalúrgicos mais antigos e ainda dominantes na indústria brasileira — autopeças, tubos, conexões, válvulas, blocos de motor, tambores de freio. O forno cubilô é o equipamento padrão para fusão de ferro cinza (FC) e ferro nodular (FN): um forno de cuba alimentado com coque metalúrgico, sucata de ferro e ligas, com injeção de ar para combustão. O perfil de resíduos do cubilô é determinado pela composição da sucata carregada — e o problema central é que a sucata moderna contém quantidades crescentes de materiais galvanizados (zinco), cromados, niquelados e pintados, que se concentram na escória e no pó de exaustão. A classificação incorreta pelo NBR 10004 é frequente e pode resultar em autuações pesadas da CETESB.
O cubilô e os fluxos de resíduos da fundição de ferro
O processo do cubilô gera quatro categorias de resíduos com perfis de periculosidade distintos:
- Escória de cubilô: formada pela fusão dos óxidos, fluxantes (calcário, calcita, dolomita) e impurezas da sucata. Volume típico: 80-120 kg por tonelada de ferro fundido.
- Pó de exaustão (poeira do sistema de despoeiramento): capturado pelo filtro de mangas ou precipitador eletrostático. Contém ZnO, PbO e outros metais voláteis concentrados. Volume: 10-30 kg/t.
- Areia de moldagem e macharia usada: verde (bentonita+carvão vegetal) ou resina (Cold Box, Hot Box, shell). Já tratada em artigo específico sobre areia de fundição, mas interage com os demais resíduos.
- Lamas da ETE e da bacia de resfriamento: agua de tempera do cubilô, overflow de granulação de escória, efluente de umidificação de areia.
Escória de cubilô: composição e classificação NBR 10004
A composição da escória de cubilô depende diretamente da sucata carregada. Uma fundição que usa sucata limpa (torneado de ferro, retorno de próprio fundido, lingote de ferro-gusa) gera escória com SiO₂, CaO, MgO, Al₂O₃ e Fe total — silicatos de cal e ferro, geralmente Classe II-B pelo LCR.
O problema ocorre com sucata mista contendo:
- Material galvanizado (aço com revestimento de zinco): o Zn evapora a 907°C e se oxida a ZnO, que parcialmente vai para a escória e parcialmente para o pó de exaustão. A escória com ZnO pode ter Zn solubilizado acima de 250 mg/L (limite Anexo A NBR 10004) → Classe I.
- Sucata com pintura e revestimentos: resíduos de tinta (Pb em tintas antigas, Cr em primers) podem se incorporar à escória. Pb acima de 1,0 mg/L no lixiviado → Classe I.
- Peças cromadas, niqueladas: Cr³⁺ e Ni²⁺ na escória. Ni acima de 20 mg/L no solubilizado → Classe I.
| Tipo de sucata | Metal problemático | Limite NBR 10004 | Classificação escória típica |
|---|---|---|---|
| Retorno limpo + lingote ferro-gusa | Nenhum crítico | — | Classe II-B (LCR) |
| Sucata mista com galvanizados <5% | Zn 250 mg/L sol. | Solubilização Anexo A | Classe II-A a Classe I (LCR) |
| Sucata com galvanizados >10% | Zn + Pb | Zn 250 mg/L / Pb 1,0 mg/L | Classe I (quase certo) |
| Sucata com pintura antiga (Pb) | Pb | Pb 1,0 mg/L lixiviado | Classe I |
| Sucata cromada/niquelada | Cr³⁺, Ni²⁺ | Ni 20 mg/L sol. | Classe I (Ni) |
Pó de exaustão do cubilô: a fração mais crítica
O pó de exaustão capturado no sistema de controle de emissões atmosféricas é a fração com maior concentração de metais. Durante a fusão, os elementos mais voláteis (Zn, Pb, Cd, K, Na) evaporam do banho e da sucata e se condensam nas partículas finas do sistema de exaustão.
Concentrações típicas no pó de cubilô de fundição de ferro com sucata mista:
- ZnO: 15-45% em massa. Com este teor, o Zn no solubilizado supera 250 mg/L por larga margem → Classe I automático pelo Anexo A.
- PbO: 0,5-5% em massa. Pb no lixiviado geralmente acima de 1,0 mg/L → Classe I pelo Anexo A.
- CdO: 0,01-0,1% em massa. Cd no lixiviado pode superar 0,5 mg/L → Classe I pelo Anexo A.
- Cloretos (KCl, NaCl): da combustão de plásticos eventualmente presentes na sucata — aumenta solubilidade de metais.
O pó de exaustão de cubilô com sucata que contém galvanizados é quase invariavelmente Classe I pelo NBR 10004. O LCR deve incluir ensaio de solubilização (NBR 10006) para Zn, ensaio de lixiviação (NBR 10005) para Pb e Cd, e determinação de metais por ICP.
O pó de cubilô com alto teor de Zn tem valor econômico — é possível vender para empresas de recuperação de ZnO (metalurgia secundária do zinco), desde que o receptor tenha CADRI específico para o resíduo Classe I.
Comparação com o forno elétrico de arco (EAF) e suas diferenças
A fundição de ferro em cubilô gera um pó diferente do K061 (pó de filtro de manga de forno elétrico de arco da aciaria), com que é frequentemente confundido:
- K061 (aciaria EAF): listado no Anexo C (código F) como resíduo perigoso específico da lista, com exigência de tratamento conforme BDAT (Best Demonstrated Available Technology). Foco em Zn, Pb, Cd de sucata de aço.
- Pó de cubilô de fundição de ferro: não tem código F/K específico na lista do NBR 10004 — a classificação é feita pelo §5.3-5.7 e Anexo A com base nos metais presentes. A destinação é similar (recuperação de Zn ou coprocessamento em cimenteira), mas o enquadramento legal é diferente.
Areia de fundição de ferro: verde versus resina
A areia de moldagem merece consideração específica para fundições de ferro. Já existe artigo detalhado sobre areia de fundição usada neste blog, mas é importante destacar a interação com os resíduos metálicos:
- Areia verde (bentonita): em fundições de ferro FC e FN, é a areia padrão para peças médias. O resíduo pode conter partículas metálicas finas e finos de areia com metais — LCR confirma se há contaminação por Pb ou Zn de peças com revestimento.
- Areia Cold Box / Hot Box (resina fenólica): fenol 0,01 mg/L no solubilizado Anexo B II-A. Se houver contaminação por metais de sucata, pode elevar para Classe I.
- Areia shell (resina fenol-formaldeído): formaldeído Anexo B — II-A. Mesma lógica de metais.
A mistura de areia com escória de cubilô ou pó de exaustão eleva automaticamente a classificação da areia para Classe I se os limites de Zn ou Pb forem superados no lote misturado. Segregação é obrigatória.
Lamas da ETE de fundição de ferro
Fundições de ferro geram efluentes de:
- Resfriamento de escória (granulação): escória fundida é granulada por jato de água — o overflow contém partículas de escória, ZnO solúvel e metais suspensos.
- Umidificação de areia verde: água de ajuste de umidade — contém finos de areia e bentonita.
- Limpeza de peças (granalha, jato): contém partículas de carepa, areia e poeiras metálicas.
A lama gerada na ETE concentra metais (Zn, Pb, Fe). Com sucata galvanizada no cubilô, a lama da ETE pode ser Classe I pelo Zn. O LCR da lama deve ser feito separado do LCR da escória — são frações com composição diferente.
Obrigações do gerador em São Paulo
Fundições de ferro em São Paulo com CTF IBAMA ativo (potencial alto poluidor — CNAE 2451-2, 2452-1, 2453-0) têm as seguintes obrigações:
- LCR por fração: escória de cubilô (separada por tipo de sucata se possível), pó de exaustão e lama de ETE exigem LCRs separados — composições diferentes justificam laudos distintos.
- Controle de sucata: documentar a composição da carga (% galvanizados, % pintura, ligas especiais) é boa prática para fundamentar o LCR e prever mudanças de classificação quando a mistura de sucata mudar.
- CADRI para Classe I: pó de exaustão e escória Classe I devem ter CADRI do destinador. Para o pó com ZnO, o destinador mais adequado é recuperador de zinco secundário com CADRI específico.
- PCA (Plano de Controle Ambiental): fundições de cubilô têm LO condicionada ao PCA para emissões atmosféricas — o sistema de despoeiramento é a origem do pó de exaustão e deve estar descrito com capacidade de coleta em kg/h.
- PGRS: discriminar volumes mensais de escória (t/mês), pó (kg/mês) e lama (m³/mês). Ver critérios de obrigatoriedade em PGRS CETESB.
- MTR e rastreabilidade: pó de cubilô Classe I requer MTR com código correto do resíduo (Zn-bearing dust) e dados do transportador e destinador.
A CETESB verifica especialmente fundições com cubilô, pois o pó de exaustão com ZnO Classe I é frequentemente descartado como escória comum ou vendido como entulho sem controle. A responsabilidade pessoal do gestor se aplica ao descarte irregular de pó Classe I.
Perguntas Frequentes
1. Escória de cubilô granulada pode ser usada em pavimentação sem LCR?
Não. Mesmo que a escória pareça inerte, a utilização de resíduo industrial como insumo em pavimentação exige LCR que comprove Classe II-B e atenda os critérios do CONAMA 307/2002 para resíduos inertes. Escória com Zn ou Pb acima dos limites não pode ser destinada como material de construção — é infração grave. O receptor (empresa de pavimentação ou aterro de inertes) também pode ser responsabilizado solidariamente.
2. Como o percentual de galvanizado na sucata afeta o LCR da escória?
Diretamente. Cada 1% de aço galvanizado na carga adiciona aproximadamente 0,13 kg de Zn por tonelada de ferro fundido — e esse Zn vai principalmente para o pó de exaustão, mas parte contamina a escória. Com mais de 5% de galvanizados na sucata, a escória provavelmente ultrapassa 250 mg/L de Zn no ensaio de solubilização — Classe I. Com mais de 15%, o pó de exaustão pode ter ZnO acima de 30%. A fundição deve fazer o LCR representativo da mistura de sucata habitual.
3. O pó de exaustão do cubilô pode ser coprocessado em cimenteira?
Sim, desde que o receptor tenha CADRI específico para o resíduo com alto teor de Zn e que o Zn total no coque de referência da cimenteira não ultrapasse os limites de incorporação ao clínquer. Algumas cimenteiras limitam Zn a 0,1% no clínquer final. O LCR deve especificar ZnO total em percentual para que a cimenteira faça o cálculo de mistura. O coprocessamento é a rota preferencial para pó Classe I com ZnO — a alternativa é a recuperação de ZnO secundário.
4. Fundição de ferro nodular (FN) tem o mesmo perfil de resíduos que ferro cinza (FC)?
Quase idêntico no que se refere aos resíduos do cubilô. A diferença está no tratamento do ferro nodular (adição de magnésio — Mg — para nodularização), que gera resíduos específicos de magnesioterapia: escória de Mg com MgO e MgS, que deve ser avaliada separadamente pelo LCR. A escória de tratamento com Mg puro é geralmente II-B, mas pode conter cianeto se o tratamento for feito em caixa de reação com fundentes à base de CaSi com cobertura de cálcio. LCR específico é necessário.
5. Fundição que usa forno de indução em vez de cubilô tem o mesmo problema?
O perfil é diferente. Fornos de indução elétrica não usam coque e geram menos emissões atmosféricas, portanto o pó de exaustão tem menor teor de ZnO (a fusão ocorre sem combustão). A escória de forno de indução ainda pode conter Zn e Pb da sucata, mas em concentração menor. O LCR ainda é obrigatório — apenas a probabilidade de Classe I é menor em fundições de indução com boa seleção de sucata. Ver art. 3º da Lei 12305/2010 sobre responsabilidade do gerador.
