O processo industrial de galvanoplastia consiste no tratamento de superfícies metálicas, através de revestimento dado ao produto final, por uma ou mais camadas de metais, com dois objetivos básicos, aumentar a resistência à corrosão e mecânica em peças automotivas, dobradiças etc, ou acabamento e embelezamento de objetivos, como lustres, cestas, bijuterias entre outros.
Assim como em outros processos industriais, a água está presente durante praticamente todas as etapas produtivas, sendo esta utilizada como meio para reação eletrolítica e enxágues. Desse modo, após seu uso a água apresenta concentração elevada de óleos, graxas, sólidos em suspensão, metais e sais dissolvidos diversos, que ao serem lançados no meio ambiente provocam a contaminação e poluição de águas e solos, principalmente devido aos metais pesados tóxicos como o Cromo e Cádmio.
Porém antes de efetuar o tratamento do efluente, deve-se primeiro avaliar o processo produtivo, as matérias primas utilizadas e os pontos de consumo de água, com o objetivo de reduzir a geração de efluentes, implantar sistema de reúso de água e verificar a necessidade de segregação de efluentes para o tratamento.
O processo de galvanoplastia pode ser dividido simplificadamente a duas etapas, são elas: a limpeza e preparo das peças com o uso de produtos químicos decapantes e desengraxantes, seguidos do revestimento propriamente dito com os metais desejados.
Entre cada etapa de galvanização, existem diversos enxágues com água para remoção dos excessos de matérias primas, sendo que as peças são mergulhadas em tanques e transferidas para a próxima etapa. Porém durante esses translado parte do excesso de água escorre das peças e é coletada em canaletas no piso ao redor de cada tanque, desse modo a água residuária é direcionada ao tanque de efluente bruto via ação da gravidade. A figura 1, descreve o fluxograma genérico do processo de galvanoplastia.
A figura 1 ilustra apenas a etapa de cobreação de peças metálicas, porém é muito comum que na mesma unidade fabril existam outros banhos, como cromeação, niquelação e até mesmo revestimento em prata e ouro.

Em média, o consumo específico de água por peça produzida é de 0,1 a 0,2 L/h. Além disso, outra fonte de geração de efluente é oriunda da troca das soluções dos banhos que ocorrem após alguns meses de uso, a figura 2 ilustra os diferentes tanques utilizados no processo.

Outra informação importante são as matérias primas utilizadas, pois estas também estarão presentes no efluente bruto, como os desengraxantes a base de hidrocarbonetos e soda cáustica e os sais dos banhos galvânicos como Sulfato de Cobre, Cianeto de Potássio, Ácido Crômico e etc. De maneira geral as concentrações dos principais contaminantes nos efluentes finais são: Cromo hexavalente 50 a 500 mg/L, Cromo trivalente de 30 a 60 mg/L, Cobre 12 a 300 mg/L, Niquel 0 a 25 mg/L, Cianeto 0 a 30 mg/L.
Devido a algumas particularidades dos compostos cianeto e cromo, estes devem possuir linha de tratamento segregada e específica.
Para a remoção do cianeto, deve-se recorrer à oxidação química do mesmo, em geral via cloração, em pH alcalina, pois em meio ácido, o cianeto é convertido a gás cianídrico que é extremamente tóxico e letal. É importante ressaltar que existem registros de mortes em fábricas devido a este descuido. A reação química de oxidação do cianeto de sódio a subprodutos não tóxicos, como cloreto de sódio, gás carbônico, nitrogênio e água é apresentada pela equação:

Já o cromo, geralmente presente na forma de ácido crômico, deve ser reduzido de hexavalente para trivalente, pois este apresenta toxicidade muito inferior. Para efetuar esse processo são empregados agentes redutores, como metabisulfito de sódio. A equação abaixo, apresenta a reação química da redução do cromo na forma de ácido crómico para sulfato de cromo.

Note que o cromo ainda não deixou a fase líquida, apenas foi convertido a uma forma solúvel e menos tóxica, portanto para efetuar a remoção completa será necessário mais uma etapa, que consiste na precipitação química na forma de hidróxido, mediante o emprego de soda cáustica ou hidróxido de cálcio. Este processo é descrito na equação abaixo e recebe o nome de reação de dupla troca, pois o cálcio desloca o cromo para a formação do hidróxido de cromo, composto insolúvel e do sal sulfato de cálcio.

Após a reação, o hidróxido de cromo deposita-se no fundo do tanque de reação, em geral cônico, onde será descartado na fase sólida (lodo) recebendo tratamento e destinação especifica, por conter o metal pesado.
Os demais metais como Cobre, Níquel, Cádmio, podem ser coletados na mesma rede de efluente e precipitados na forma dos respectivos hidróxidos. Porém cada metal possui condição de pH específica para se obter a eficiência máxima de precipitação, em geral compreendido na faixa de 8 a 12, conforme ilustra a figura 3.
Deve-se observar que além de cada elemento possuir o pH ótimo para se obter a menor solubilidade do respectivo hidróxido metálico, o mesmo se torna solúvel quando submetido a pH superior ao ponto ótimo, devido ao deslocamento de equilíbrio químico da reação, portanto o controle e monitoramento do pH é de fundamental importância para o processo de tratamento.
Sendo assim, uma linha de efluente contendo três metais diferentes, como Cobre, Zinco e Cádmio deve possuir ao menos 3 tanques para precipitação em faixas específicas de pH, seguido de tanques de sedimentação ou caso se disponha de apenas um tanque, situação mais comum, deve-se trabalhar em regime intermitente, com tratamento escalonado do efluente, partindo do metal que exige menor pH.
Neste caso, cada batelada opera com duas etapas: reação e precipitação, em três estágios. Exemplo: 1º estágio: correção de pH para 9, visando a remoção de Cobre, 2º estágio: correção do pH de 9 para 10, para remoção de Zinco e no 3º estágio: com correção do pH de 10 para 12, para remoção do Cádmio. Neste exemplo após a remoção dos metais, será necessário mais uma etapa de correção de pH, para adequação ao lançamento do efluente tratada em rede coletora ou corpo d’água, conforme legislação vigente no local. A figura 4 ilustra o fluxograma típico de uma estação de tratamento de galvanoplastia.
Além do processo físico-químico, outra alternativa para o tratamento de efluente de galvanoplastia, muito eficiente, são as unidades de troca iônica através de resinas poliméricas, que podem ser empregadas para substituir integralmente o sistema convencional, porém com custos ligeiramente superior, ou utilizada para polimento final na ETE. Há também a alternativa de precipitação dos metais utilizando sais à base de sulfetos, que em geral são mais insolúveis que os hidróxidos, porém além com custo superior, possuem maiores riscos operacionais devido à toxicidade deste material.

Referências bibliográficas:

BRAILE, P. M.; CAVALCANTI, J. E. W.A. "Manual de Tratamento de Águas Residuárias Industriais". São Paulo: Cetesb, 1993. BRASIL.

Companhia de tecnologia e saneamento ambiental (CESTEB) "Apostila de tratamento de efluentes líquidos de galvanoplastias". São Paulo. 31p.