Metalurgia do po: sinterizacao po metalico NBR 10004 SP

A metalurgia do pó (MP) é o processo de fabricação de peças metálicas por compactação de pós e posterior sinterização em atmosfera controlada a temperaturas entre 700 °C e 1 350 °C. No setor automotivo paulista — especialmente no ABC Paulista — a MP produz engrenagens, mancais autolubrificantes, guias de válvula, elementos filtrantes e componentes estruturais de precisão. O processo parece limpo à primeira vista, mas gera resíduos com potencial de contaminação significativo: o pó metálico exausto pode conter cobalto (Co) ou níquel (Ni) em concentrações que superam os limites do Apêndice B da NBR 10004, tornando-o Classe I. O estearato de zinco, lubrificante sólido da etapa de prensagem, carrega Zn que pode superar o limite de solubilização do Apêndice C. E o óleo da bomba de vácuo do forno de sinterização acumula hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e metais, configurando outro fluxo Classe I.

Este artigo identifica cada fração de resíduo gerada na MP, apresenta o fluxo de classificação pela NBR 10004:2004, detalha os critérios para metal duro (WC-Co) e discute as obrigações de PGRS, CADRI, LCR e MTR no Estado de São Paulo.

Tipos de pó metálico e resíduos gerados na metalurgia do pó

A composição do pó define diretamente o perfil de risco dos resíduos. As ligas mais comuns e seus resíduos críticos:

Classificação NBR 10004 para pó de metal duro (WC-Co)

O metal duro à base de carboneto de tungstênio e cobalto (WC-Co) é o resíduo de maior risco na MP. O cobalto é o parâmetro crítico:

1. Apêndice A: compostos de cobalto não estão listados no Apêndice A da NBR 10004:2004 (revisão vigente). Verificar se há Ni em ligas WC-Co-Ni — níquel metálico e compostos de Ni estão no Apêndice A como cancerígenos IARC.
2. Ensaio de lixiviação (NBR 10005): Co >0,08 mg/L no lixiviado → Classe I (Apêndice B). Pós WC-Co com teor de Co de 3–25% quase invariavelmente ultrapassam esse limiar. Lixiviado típico de pó WC-10%Co: Co = 0,3–1,5 mg/L.
3. Ensaio de solubilização (NBR 10006): se Co ≤0,08 mg/L no lixiviado mas Co >0,05 mg/L na solubilização → Classe II-A.
4. Recuperação como subproduto: pó WC-Co com teor de WC >40% pode ser vendido a recuperadores de tungstênio (processo ETD — Electrochemical Dissolution, ou Zinc Process) como matéria-prima secundária. Para ser subproduto, o material deve ter comprador formal antes de sua geração, especificação técnica e rastreabilidade por MTR.

O laudo de classificação de pó WC-Co deve incluir lixiviação NBR 10005 com análise de Co, Ni (se liga ternária), W e Cr (se liga WC-Co-Cr). A recuperação de tungstênio reduz drasticamente o passivo ambiental e pode gerar receita de R$ 10–40/kg de pó, dependendo do teor de WC.

Estearato de zinco: lubrificante sólido e resíduo subestimado

O estearato de zinco (C₃₆H₇₀O₄Zn, Zn ≈ 10% massa) é o lubrificante sólido padrão na prensagem de pós metálicos — adicionado em 0,3–1,0% em peso para facilitar a ejeção do compactado e reduzir o desgaste da matriz. Ele é removido na etapa de burn-off (pré-sinterização) a 400–600 °C em atmosfera oxidante ou retorta, gerando:

• Pó de estearato não incorporado (sweep do misturador): Zn >5 mg/L na solubilização (Apêndice C) → potencialmente Classe II-A. Em misturadores de alta capacidade, o sweep acumula Zn em concentrações elevadas — ensaio de solubilização recomendado antes de classificar como II-B.
• Cinzas de burn-off: ZnO formado na queima do estearato. ZnO é solúvel em água ácida — solubilização pode resultar em Zn >5 mg/L (Apêndice C, Classe II-A) ou Zn >250 mg/L no lixiviado (Apêndice B, Classe I) se concentrado. Laudo específico obrigatório.
• Filtros do exaustor do forno de burn-off: retêm ZnO particulado + resíduos orgânicos. Classificar separadamente da cinza — concentração de Zn é maior.

Atmosferas de sinterização: riscos operacionais e resíduos associados

Os fornos contínuos de sinterização operam em atmosferas controladas para evitar oxidação. Cada tipo de atmosfera gera resíduos distintos:

• Hidrogênio (H₂) puro ou diluído: o excesso de H₂ queimado na chama de queima-a-reto (burn-off flame) na saída do forno não gera resíduo sólido. Mas os filtros de coalescência e os adsorventes do sistema de purificação de H₂ (alumina ativada, peneira molecular 3A/4A) se tornam resíduos. Classificar os adsorventes saturados com laudo — risco de contaminação com metais arrastados pelo gás.
• Amônia dissociada (N₂+H₂ 75%/25%): o dissociador de amônia usa catalisador de Ni suportado em Al₂O₃. O catalisador exausto contém Ni >20 mg/L na solubilização (Apêndice C NBR 10004) → Classe II-A ou Classe I (verificar lixiviação). NH₃ residual nos gases efluentes requer scrubber ácido (H₂SO₄ diluído) → solução de sulfato de amônio [(NH₄)₂SO₄] como resíduo líquido Classe II-A.
• Endogás (N₂+CO+H₂): gerado em geradores de atmosfera a partir de gás natural. Fuligem/carvão ativo acumulado no sistema é Classe II-A se sem metais pesados. CO exige monitoramento contínuo (NR-15: TLV 25 ppm — ACGIH; NR-15 Anexo XI brasileira: 39 ppm teto).
• Óleo de bomba de vácuo: em fornos de sinterização a vácuo (PIM — Powder Injection Molding, HIP — Hot Isostatic Pressing), o óleo da bomba rotativa acumula metais volatilizados (Zn de estearato, Co/Ni de pó metálico) e HPAs de degradação térmica. Critérios: HPA Apêndice A (automático Classe I se benzo[a]pireno detectável) + Co ou Ni lixiviação. Destinação: rerrefino ou co-processamento com CADRI.

Peças refugadas e aparas de compactação: classificação por liga

Nem todo resíduo sólido da MP é perigoso. A classificação depende da liga:

• Compactos verdes rejeitados (Fe puro, Fe-C): pó apenas prensado, sem sinterização. Fe sem contaminantes → lixiviação baixíssima → Classe II-B (inerte). Podem ser reincorporados ao processo ou destinados como sucata ferrosa.
• Peças sinterizadas rejeitadas (Fe-C, Fe-Cu): sinterizadas com possível contaminação de óleo de bomba. Laudo recomendado se houve contato com óleo. Tipicamente Classe II-A por HPAs ou Cu solúvel, dependendo da liga.
• Refugo de metal duro (WC-Co sinterizado): pastilhas quebradas, insertos fora de tolerância. Co >0,08 mg/L lix → Classe I. Valor de recuperação alto (W e Co como metais estratégicos): destinação a recuperadores com CADRI e MTR.
• Aparas de usinagem pós-sinterização: se a peça sinterizada é usinada (torneamento, retífica), as aparas têm a composição da liga — classificar conforme a liga. WC-Co aparas: Classe I. Fe-C aparas: Classe II-A (óleo de usinagem contamina).

Obrigações legais em São Paulo: PGRS, CADRI, LCR e MTR

Fabricantes de peças sinterizadas com geração de resíduos Classe I em SP devem cumprir:

• PGRS: discriminar cada fração (pó WC-Co, pó Fe-Ni, estearato exausto, óleo bomba vácuo, catalisador Ni) com código de classificação, volume estimado por período, acondicionamento (bombonas PEAD para líquidos; big bags impermeáveis para pós; tambores para catalisador) e destinador contratado.
• CADRI: obrigatório para destinação de pó WC-Co Classe I, óleo de bomba Classe I e catalisador Ni Classe I a aterro Classe I, co-processamento ou recuperador de tungstênio.
• LCR: o transportador de qualquer resíduo Classe I deve possuir LCR ativa emitida pela CETESB.
• MTR: por coleta, com código ONU (pó Co: ONU 3077 Cl. 9 GP III; óleo bomba vácuo: ONU 3077 ou ONU 3082 conforme análise), massa do lote e destinador.

A CETESB tem autuado fabricantes de peças sinterizadas que descartam pó de metal duro como sucata comum (Classe II-B) sem laudo. A penalidade pode chegar a R$ 50.000.000 conforme o art. 54 da Lei 9.605/1998 em caso de disposição irregular de Classe I. A responsabilidade compartilhada da Lei 12.305/2010 inclui o gerador, o transportador e o destinador final.

Como obter o laudo de classificação para resíduos de metalurgia do pó

O procedimento de classificação para resíduos de MP segue a NBR 10004:2004:

1. Identificação da fração: pó exausto, cinza de burn-off, óleo de bomba e catalisador são frações distintas — cada uma exige laudo separado.
2. Amostragem (NBR 10007): para big bags de pó: 5 pontos (topo, meios e fundo); para tambores de óleo: homogeneização prévia. Não misturar frações durante a amostragem.
3. Ensaios: lixiviação NBR 10005 + solubilização NBR 10006. Parâmetros mínimos por fração: Co, Ni, W (WC-Co); Zn, Ni (Fe-Ni, estearato); HPA + Co, Ni (óleo bomba vácuo); Ni, Al (catalisador NH₃).
4. Assinatura técnica: o laudo técnico deve ser assinado por engenheiro habilitado no CREA ou CFQ, integrando o PGRS e sendo pré-requisito do CADRI junto à CETESB.

Perguntas Frequentes (FAQ)

Posso descartar pó de WC-Co como sucata metálica comum?

Não. Sucata metálica comum pressupõe Classe II-B (inerte) ou II-A — e pó WC-Co quase sempre resulta em Classe I pelo Co >0,08 mg/L no ensaio de lixiviação (Apêndice B da NBR 10004). Descartá-lo como sucata ferrosa configura disposição irregular de resíduo perigoso, sujeitando o gerador a multa, embargo e responsabilidade penal (art. 54 da Lei 9.605/1998). A saída correta é a destinação a recuperadores de tungstênio com CADRI, MTR e LCR — o que frequentemente gera receita ao gerador pelo valor do W e do Co recuperados.

O estearato de zinco residual do misturador é sempre Classe II-A?

Não necessariamente. O sweep do misturador com concentração elevada de estearato pode resultar em Zn >250 mg/L no ensaio de lixiviação (Apêndice B), tornando-o Classe I — especialmente se o misturador também processa ligas Fe-Cu ou Fe-Ni que contaminam o estearato com metais pesados. A classificação definitiva exige ensaio de solubilização (NBR 10006) e, se houver suspeita de contaminação cruzada, também de lixiviação (NBR 10005). Não adotar classificação genérica sem laudo.

O catalisador de Ni do dissociador de amônia precisa de CADRI?

Sim, se o laudo de classificação indicar Classe I (Ni >20 mg/L na solubilização, Apêndice C, pode resultar em Classe II-A; se Ni >2 mg/L no lixiviado, Apêndice B, resulta em Classe I). Em geral, catalisadores de Ni em Al₂O₃ exaustos com contaminação de metais do processo (Co, W arrastados pelo gás NH₃) tendem a ser Classe I. O fabricante do catalisador frequentemente tem programa de recompra — verificar antes de destinar como resíduo, pois pode ser subproduto com valor comercial.

Peças sinterizadas de Fe-C rejeitadas podem ir para aterro Classe II?

Apenas se o laudo confirmar Classe II-B (inerte) ou Classe II-A. Peças de Fe-C puro sinterizadas, sem contato com óleo de usinagem e sem liga de Ni ou Co, geralmente resultam em Classe II-B no ensaio de solubilização — e podem ser destinadas como sucata ferrosa. Porém, se houve usinagem com fluido de corte, a peça absorve óleo e pode tornar-se Classe II-A por HPAs. O laudo, nesses casos, é a única forma segura de confirmar a destinação.

Como calcular o volume de pó exausto para o PGRS?

Usar o balanço de massa do processo: pó comprado menos pó incorporado nas peças aprovadas = pó perdido (finos de compactação + sweep + refugo). Em operações com misturador de 200 kg/batelada e taxa de perda de 0,5–2,0%, o volume de pó exausto varia de 1 a 4 kg/batelada. Multiplicar pela frequência de bateladas por mês para obter geração mensal. Para pó WC-Co, com densidade aparente de 4–6 g/cm³, documentar em kg/mês (não em litros). O PGRS deve registrar geração mensal, estoque máximo (limite: 365 dias), acondicionamento (big bag duplo, impermeável, identificado “Resíduo Classe I — Co/W”) e destinador.