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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on
the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment
of printing ink wastewater using electrocoagulation.
Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://
doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
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SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment
of printing ink wastewater using electrocoagulation
Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
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ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization,
the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on
the use of these techniques linked
to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools
were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements
to be made and are necessary, but
the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation. Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation
combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and
Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation
Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint
Industrial & Engineering Chemistry Research
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for
health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water
Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al.
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation.
Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation
Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation. Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S.
Electroflotation combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma
Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on
the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through
the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base
Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de
Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de
Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de
Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do
Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados
Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water
Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation. Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some
tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation. Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
Arquivo de entrada:
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization,
the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents
with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on
the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research
was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis
was carried out. Some tools
were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric treatment for hydrophilic ink deinking. Water
Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al.
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation.
Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
QUANTIDADE de águas. Agência Nacional da Águas (ANA), Brasília. <https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua>. Acesso em: 03 de jul. de 2019.
QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation combined with flotation deinking of flexographic newsprint. Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 49, n. 5, p. 2380–2387, 2010.
SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
Arquivo de entrada:
Final.docx (2843 termos)
Arquivo encontrado:
https://www.researchgate.net/publication/317135116_Electric_treatment_for_hydrophilic_ink_deinking (8645 termos)
Termos comuns: 11
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods
investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on
the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research
was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis
was carried out. Some tools
were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA-GRACIO. artigo_EmQuestao_2018_Almeida_Gracio_Grossi. p. 198–225, 2018.
BORBA, Fernando Henrique; VILAR, Vitor Jorge Pais; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; et al. Avaliação Do Desempenho De Um Sistema De Tratamento Utilizando Os Processos Eletrocoagulação E Foto-Fenton Integrados No Tratamento De Um Efluente Têxtil. Engevista, v. 16, n. 3, p. 420, 2018.
DU, Xiaotang; HSIEH, Jeffery S. Electric
treatment for hydrophilic ink deinking. Water
Science and Technology, v. 76, n. 5, p. 1215–1224, 2017.
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
JOÃO, Regis de Freitas Martins; TURRIONI, João Batísta. Analise de swot e balanced scorecard. Enegep, p. 1–8, 2002.
MARONEZE, Mariana Manzoni; ZEPKA, Leila Queiroz; VIEIRA, Juliana Guerra; et al. A tecnologia de remoção de fósforo: Gerenciamento do elemento em resíduos industriais. Revista Ambiente e Agua, v. 9, n. 3, p. 445–458, 2014.
MÓDENES, Aparecido Nivaldo; ESPINOZA-QUIÑONES, Fernando Rodolfo; YASSUE, Patricia Hissae; et al. Aplicação da técnica de eletrocoagulação no tratamento de efluentes de abatedouro de aves. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 571–578, 2017.
PAPADOPOULOS, Konstantinos P.; ARGYRIOU, Rafailia; ECONOMOU, Christina N.; et al. Treatment of printing ink
wastewater using electrocoagulation. Journal of Environmental Management, v. 237, n. February, p. 442–448, 2019. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.02.080>.
PAULO, Universidade De São; SOUZA, Roberta Castro; PAULO, Universidade De São; et al. Responsabilidade Social Corporativa E Competitividade?: v. 7, 2017.
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QUEIROZ, Marluce Teixeira Andrade; QUEIROZ, Carolina Andrade; ALVIM, Lucas Barbosa; et al. Reestruturação na forma do tratamento de efluentes têxteis: uma proposta embasada em fundamentos teóricos. Gestão & Produção, v. 26, n. 1, 2019.
RODR, Eugenia Rosas. Climático Y Crisis Ambientales. v. 2018, p. 179–194, 2018.
SHEMI, Akpojotor; HSIEH, Jeffery S. Electroflotation combined
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SILVA, Angelita Aparecida Ribeiro da; CAMARA, Carlos Alberto Paulinetti da; LOBO, Ilza; et al. Otimização dos parâmetros operacionais de eletrocoagulação aplicada à recuperação de efluentes de lavagem de veículos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 1, p. 179–186, 2017.
Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink
wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric
treatment for hydrophilic ink deinking
Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined
with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research
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REVISTA QUÍMICA NOVA
ELETROFLOTAÇÃO / ELETROCOAGULAÇÃO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE GERADO PELA TINTA: UMA ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Victor de Barcellos Tesolini¹, Rodrigo Randow de Freitas², Daniel da Cunha Ribeiro³ & Paulo Sérgio da Silva Porto4
¹ ² ³ 4 Universidade Federal do Espírito Santo. victorbtezolin@hotmail.com rodrigo.r.freitas@ufes.br daniel.ribeiro@ufes.br paulo.porto@ufes.br
RESUMO
Com o aumento desenfreado da industrialização, automaticamente o aumento do descarte indevido de efluentes tóxicos, configura um grande problema para saúde e meio ambiente. Por isto, os métodos pesquisados neste artigo (eletrofloculação e eletrocoagulação) tem crescido muito nas pesquisas. Métodos este, que trata os efluentes com um baixo custo operacional e de manutenção, e de fácil manuseio para operação. Este artigo expressa-se em uma análise bibliométrica sobre o uso destas técnicas vinculadas a separação de um determinado soluto (tinta) dissolvido em uma solução aquosa em um panorama geral até o ano de 2018. A realização da pesquisa foi por meio da plataforma Web of Science, de um modo quantitativo, e posteriormente foi realizada a análise qualitativa. Algumas ferramentas foram usadas para integrar o artigo. Conclui-se então, que há melhorias a serem feitas e são necessárias, mas a técnica é viável.
ABSTRACT
With the unbridled increase in industrialization, the increase in undue disposal of toxic effluents automatically constitutes a major problem for health and the environment. For this reason, the methods investigated in this article (electroflocculation and electrocoagulation) have grown a lot in the researches. This method, which treats effluents with a low operating and maintenance cost, and is easy to handle for operation. This article is expressed in a bibliometric analysis on the use of these techniques linked to the separation of a certain solute (ink) dissolved in an aqueous solution in a general prospect until the year 2018. The research was carried out through the Web of Science, in a quantitative way, and later the qualitative analysis was carried out. Some tools were used to integrate the article. It is concluded, then, that there are improvements to be made and are necessary, but the technique is feasible.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da preocupação com o ecossistema global por motivos adversos, como mudanças climáticas, extinção de inúmeras espécies da fauna e flora, e outros, há um aditamento por parte da sociedade, do governo e de todos os entes que são dependentes das complexidades da natureza, viabilizando equilibrar esta biogeocenose.
O Brasil abarca cerca de 12% da água doce de todo o planeta Terra, do qual se concentra aproximadamente 80% na região Norte do país (ANA, 2019). O uso desenfreado da água, seja no âmbito residencial, comercial ou industrial, têm acarretado danos talvez irreversíveis para a recuperação das fontes hídricas. Fatores que contribuem para a degradação podem ser fomentados por origem natural, como mudança topográfica, cobertura vegetal e outros, ou principalmente por ações antrópicas, como despejo de dejetos no bojo hídrico, uso inadequado de pesticidas, entre outros inúmeros aspectos. (QUEIROZ et al, 2019) (MANENTI et al, 2014)
A industrialização está cada dia mais ascendente, e a população está cada vez mais submissa a este eixo, o qual é o maior meio de atividades poluidoras (RODRÍGUEZ; PUGA, 2017). As manufaturas são as primordiais quanto ao despejamento de elementos tóxicos e efluente nos corpos d´água, acarretando acúmulos absurdos dejetos, consequentemente contaminando as áreas de mananciais. Despejo que ocorre essencialmente pela complexidade dos elementos químicos, que não são úteis para qualquer outra atividade da indústria e/ou pela grande quantidade de rejeitos acumulados, onde em alguns casos são utilizados, mas restam acúmulos que não são aproveitados, ou que nunca serão despendidos. Diante de todo esse processo, a sociedade requer formas para mitigar estes problemas, exigindo que o setor industrial adote medidas para minorar os problemas, principalmente ambientais.
Por isto, alguns processos alternativos vêm aumentando o interesse das industrias quanto ao tratamento ou reciclagem da água. A eletrocoagulação (EC) e eletroflotação (EF) mostram-se como tecnologias eletroquímicas excelentes, pela alta eficiência, de baixo custo e funcionamento simples. Estes tipos de processos podem ser empregados em diversos tipos de efluentes, dos quais: efluente de lavagem de veículos (SILVA et al, 2016), efluentes de abatedouros de aves (MÓDENES et al, 2016), efluente da indústria de laticínio (GERALDINO et al, 2015), efluente têxtil (MANENTI et al, 2014) entre outros.
Este processo eletrolítico consiste na dissolução de um metal em eletrodos de sacrifício com diferentes polaridades, alguns ânodos e os outros catodos, quando entram em contato com uma solução aquosa. Quando é aplicado uma voltagem, o catodo é reduzido e o ânodo oxidado, assim ocorre a geração eletroquímica do agente coagulante. (ORSSATTO et al, 2018). No processo de eletrocoagulação o metal carregado com íons positivos pode reagir com as cargas negativas da solução, fazendo com que seja liberado através da hidrólise, hidróxido de alumínio, componente responsável pelo tratamento do efluente em questão. Habitualmente ocorre o processo de eletrocoagulação e após a eletroflotação, onde a primeira fase é a separação da emulsão óleo-água, consequentemente a coagulação das partículas, e a segunda etapa é encarregada pelo arraste dos flocos para a face da solução aquosa (JOÃO et al, 2018)
No entanto os temas eletrocoagulação/eletrofloculação, tornou-se as principais motivações para desenvolver este trabalho. Contudo o objetivo deste trabalho é desenvolver uma análise bibliométrica com o que tem sido investigado com o uso da eletrocoagulação/eletrofloculação e sua aplicação na separação de um determinado soluto dissolvido em água, no caso deste trabalho será estudado a dissolução da tinta em água. Esta técnica tem se mostrado promissora por empregar um sistema compacto que utiliza baixo consumo de energia, se comparado com outras técnicas de separação.
METODOLOGIA
A análise realizada na base Web of Science - WOS, através do Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), como alguns termos de busca, que são eles: “electroflotation” e “electrocoagulation” entre os anos de 1945 e 2018.
Este trabalho foi feito uma análise bibliométrica, em que os termos acima descritos foram utilizados como termos principais da pesquisa. Bibliometria é uma técnica quantitativa que analisa o processo da comunicação por meio da escrita, descrevendo padrões de publicações para o tema a ser pesquisado (MELO et al, 2017)
Para realizar um melhor refino acerca das buscas realizada, foram selecionados artigos que estavam nas línguas portuguesa, inglesa e espanhola.
Por fim, foi elaborado uma Matriz SWOT (Strenghts, Weaknesses, Opportunities e Threats) para identificar as potencialidades quanto ao tema abordado. Apresentando os pontos fortes e fracos, oportunidades e ameaças desta técnica, para que os resultados encontrados possam colaborar para o desenvolvimento de estudos para o futuro (Martins; Turrioni, 2002)
Com emprego das palavras-chave, foram encontrados 5091 artigos do tema “electrocoagulation” e 415 artigos com o termo “electroflotation”, totalizando 5506 artigos. Contudo foi observado que utilizando os termos separados, muitos artigos continham temas voltados para outras áreas de pesquisa, de forma não interessante inserir no trabalho. Portanto, as duas palavras-chaves foram inseridas para realizar a pesquisa concomitantemente, que resultou em um total de 219 artigos até o ano de 2019. O primeiro artigo publicado de acordo com a pesquisa realizada foi em 1976, mostrando ser uma técnica notavelmente contemporâneo.
É observado no Gráfico 1, que os números de citações do total dos artigos somam um montante de 8088, e a partir do começo do século XXI este número cresceu de uma forma expressiva. Salienta-se que houve um crescimento para as pesquisas nesta área, como forma de ofertar aos novos pesquisadores robustez e crescimento no conhecimento dos novos projetos. Há um destaque para ano de 2012 que houve uma queda acentuada não explicada.
Gráfico 1 – Número de citações por ano
Fonte: Adaptado de Web of Science
Com relação as publicações quanto a nacionalidade, foi verificado uma quantidade de 39 países. Portanto, pode-se observar no Gráfico 2 que a China é o país que mais se destaca quanto ao número de publicações, somando uma quantidade de 27 artigo publicados. Apesar do número de publicações, os idiomas que foram escolhidos para análise deste artigo foi o inglês, espanhol e português, respectivamente 211 artigos, 3 artigos e 3 artigos. Os demais foram excluídos por estarem em outras línguas como, francês e russo.
Gráfico 2 – Projeção pela quantidade de publicações por país
Fonte: Adaptado de Web of Science
Os usos das duas palavras concomitantemente geraram 219 artigos, dos quais precisaria começar a fazer o refino com a palavra que será utilizada nesta pesquisa. Portanto, para o primeiro refino, foi utilizada a palavra “ink” (tinta, em língua inglesa), que é o assunto abordado para a realização desta pesquisa. Com isto, foi empregue o termo “ink” associada os 2 primeiros termos usados, primeiramente foram correlacionadas as expressões “electrocoagulation” e “ink” na plataforma WOS, foram encontrados 9 artigos. Uma nova análise foi feita com a associação dos termos “electroflotation” e “ink”, encontrados um total de 2 artigos. Com a realização destas associações, foram encontrados um total de 11 artigos.
Um segundo refino poderia ser realizado quanto a língua em que os mesmos foram publicados. Portanto, 100% dos artigos encontrados estão escritos em inglês.
Para construir o portfólio da pesquisa, foi realizada uma terceira etapa para analisar os artigos encontrados. Feita a análise com a leitura dos títulos e dos resumos dos artigos encontrados afim de compor o foco desta pesquisa, reduziu-se há 2 artigos da associação das palavras EC e “ink”, e 2 artigos da interligação de EF e “ink”. De forma que teve que ser excluído 1 artigo da segunda pesquisa por conta de já existir na correlação da primeira pesquisa. Desta forma serão usados 3 artigos para compor o referencial teórico, que são eles:
JOÃO, Jair; EMERICK, Tuane; SOUZA FILHO, Urias; et al. Processo De Eletrocoagulação-Flotação: Investigação Dos Parâmetros Operacionais Para O Tratamento De Águas Residuais Da Indústria De Pescados. Química Nova, v. 41, n. 2, p. 163–168, 2017.
ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
Após a coleta de dados e aos refinos feitos para chegar a uma quantidade de artigos a ser estudados, a Tabela 1 mostra o relatório de citações para a classificação das publicações quanto a relevância acadêmica. Classificados em ordem crescente quanto ao número de citações, exibindo título, fonte e ano de publicação.
Tabela 1- Relação dos artigos com número de citações
Fonte: Adaptado de Web of Science
É observado que os artigos possuem poucas citações, onde apenas 1 artigo possui as 5 totais publicações da somatória dos 3 que serão discutidos.
As publicações estão em periódicos distintos, sendo seus fatores de impacto respectivamente 4.865, 1.624, 3.375 no ano de 2018. O fator de impacto de um periódico científico é estabelecido pela média das citações por artigo em um período de tempo, para designar a avaliação do impacto que as revistas e periódicos causam (ALMEIDA et al, 2018).
Após a análise quantitativa exposta neste trabalho, começa-se a análise qualitativa resultante da análise bibliométrica.
Konstantinos et al., (2018), estuda em sua obra o processo de eletrocoagulação para o tratamento de efluentes originários de uma indústria de papelão corrugado impresso. Do mesmo modo foi avaliado o custo com energia usada no processo e a demanda química de oxigênio (DQO). Resultando em que as maiores porcentagens de remoção da cor e de DQO foram obtidas quando os níveis de DQO iniciais eram menores, usando dois tipos de eletrodos (alumínio (Al) e ferro (Fe)), provando assim que a concentração inicial de DQO afeta o tempo de tratamento da purificação da água e não o eletrodo. O aumento da densidade da corrente, reduz o tempo de tratamento, assim economizando energia.
Enquanto, Du; Hsieh, (2017), analisam no artigo a remoção de tinta hidrofílica (repelentes de água) com tratamento elétrico por conta destas tintas disporem diversas vantagens sobre as tintas usadas nas impressões convencionais (offset), como não possuírem compostos orgânicos voláteis que propiciam problemas de saúde e ambientais, por exemplo. Houve também a investigação dos efeitos do material anódico e do tempo de tratamento elétrico no desempenho da remoção da tinta.
Shemi; Hsieh, (2010), estudaram a remoção da tinta flexográfica dos jornais, usando tratamento de eletroflotação. A motivação de usar este tipo de tinta, é para reduzir a emissão de compostos orgânicos voláteis prejudiciais a natureza. As referidas tintas são fabricadas com partículas de pigmentos hidrofílicos, que dificilmente são separados por meio da flotação das bolhas de ar.
Konstantinos et al., (2018), cita em sua obra que as águas residuais que são provenientes de diversos meios de industrialização, como têxtil e outros que usam tintas para impressão possuem altos teores de composto não biodegradáveis e devem receber um tratamento adequado para que seja descartado no meio ambiente.
Du; Hsieh, (2017), pode haver a contaminação da água nas indústrias de papel e elevar ademais a carga para o tratamento de águas residuais por conta das tintas hidrofílicas. Podendo assim utilizar a água contaminada em outras máquinas de papel na mesma indústria. Por isto está havendo grande quantidade de pesquisas para reduzir estes problemas e aumentar a produção do uso de tintas hidrofílicas que podem ser recicladas.
Konstantinos et al., (2018), o processo de eletrocoagulação por ser um processo menos custoso, está sendo investigado de uma forma mais extensiva para áreas como: tratamento doméstico, agroindustriais e industriais.
Konstantinos et al., (2018), observou-se que usando os Al ou Fe nos eletrodos, foram produzidas elevadas porcentagens de remoção da cor, chegando a 99%. Contudo, utilizando o material Fe no eletrodo, quanto a remoção de DQO foi mais rápida, por alguns fatores, entre eles que o Fe tem um peso molecular mais elevado do que o Al. Portanto o eletrodo de Al foi mais adequado para estudos póstumos devido aos efluente incolores examinados.
Du; Hsieh, (2017), os eletrodos utilizados foram de aço inoxidável ou grafite. Apesar dos resultados serem muito semelhantes quanto a eficiências dos dois materiais, o uso do eletrodo de aço inoxidável aumenta o tamanho das partículas da tinta pelo processo de eletrocoagulação, aumenta, por conseguinte a flotação do material, entendido através de experimentos elétricos. Por outro lado, o grafite é um material melhor a ser utilizado com ânodo para aplicação da retirada de tinta pelo seu efeito prejudicial de redeposição de tinta da eletrocoagulação induzida por íons metálicos, com um rendimento 17% maior na flotação com pré tratamento elétrico e sua existência no processo ser maior.
Shemi; Hsieh, (2010), os eletrodos usados são de aço inoxidável, não explicando o porquê do uso deste material.
E ainda sugere, que futuros pesquisadores poderiam estudar de forma mais aprofundada a descontaminação das águas residuais causados pelas tintas. É observado que este tipo de trabalho ainda é pouco estudado.
MATRIZ SWOT
A partir da coleta de dados, é claro os pontos dos quais se tornam positivos e negativos quanto ao estudo da eletrocoagulação e eletroflotação. A Figura 1 retrata estes pontos e agrupados com as ameaças que são as condições desfavoráveis e as oportunidades. Visto que estes processos de EC e EF são altamente viáveis para a implantação no processo de tratamento de efluentes.
Figura 1- Matriz SWOT
Fonte: Elaborada pelos autores
CONCLUSÕES
Realizada a análise bibliométrica, que permitiu constatar dentro dos registros do Web of Science a crescente pesquisa no campo da eletrofloculação e eletrocoagulação, portanto as mesmas com o tema específico tinta ainda é pouco estudado e pesquisado.
Com a aplicação de filtros e refinos na plataforma WOS, com vários trabalhos analisados, foi possível analisar a importância do estudo neste tema para estreitar o aumento da poluição no meio ambiente, gerando problemas a todos os seres.
Conclui-se que se deve aumentar as pesquisas quanto ao tema, onde ainda é escassa. Com investimento neste tipo de pesquisa pode-se retardar o acúmulo de materiais tóxicos nos mananciais. Apesar deste retardamento, a lama que é produzida ainda é uma preocupação quanto ao seu descarte.
Métodos de fácil manuseio, baixo custo e adequado para o sistema de reuso e recirculação.
Portanto conclui-se que as pesquisas nesta área devem ser continuadas, pois os poucos registros encontrados mostram o quanto é importante de eficaz o uso desta técnica, mas que precisa ter algumas melhorias mostradas na matriz SWOT. Esta pesquisa foi realizada somente na base de dados Web of Science, para uma dimensão sobre o assunto, sugere-se também que seja buscado artigos em outras bases de dados.
Ainda é esperado que os resultados encontrados neste artigo, seja de suma relevância para que recrute novas produções científicas a respeito do tema.
REFERÊNCIAS
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Título Fonte Ano de Publicação Citações
Treatment of printing ink wastewater using electrocoagulation Journal of Environmental Management 2019 0
Electric treatment for hydrophilic ink deinking Water Science & Technology 2017 0
Electroflotation Combined with Flotation Deinking of Flexographic Newsprint Industrial & Engineering Chemistry Research