Destinação de pás de turbinas eólicas instaladas no Estado da Bahia, Brasil

Paulo Gabriel Ferreira de Azevedo , Caio de Oliveira Pinto , Luana Kelly de Jesus Santos , Ivan Costa da Silva , Cláudia Teresa Teles Farias e Luiz Antônio Pimentel Cavalcanti

Resumo
O grafeno vem ganhando notoriedade e sendo amplamente estudado e aplicado devido às suas excelentes propriedades físicas e químicas; com isso, à medida que se aumenta o interesse na sua utilização, cresce também a necessidade de compreender como este nanomaterial relaciona-se com o meio ambiente, posto à importância do desenvolvimento sustentável. Para tal, este artigo apresenta uma revisão integrativa da literatura sobre o grafeno e seus derivados, objetivando abordar as seguintes frentes: (i) resíduos gerados na produção do grafeno e como estes rejeitos podem impactar o meio ambiente, bem como sugestões de gerenciamento destes visando à redução dos impactos, (ii) após sua produção, a forma como o grafeno pode ser aplicado, de modo a tornar os processos ambientalmente mais amigáveis, e, por fim, (iii) como o descarte irregular desse produto, após o seu uso, pode impactar o meio ambiente. A revisão foi realizada selecionando trabalhos que abordassem o grafeno e seus derivados nas instâncias supracitadas. Desses trabalhos, pôde-se observar que (i) a síntese do grafeno gera resíduos que podem ser devidamente tratados, com processos de purificação, extração, entre outros; (ii) há uma ampla aplicação do grafeno no setor energético, sobretudo, o solar, além do seu uso como adsorventes em tratamentos de efluentes; e, por fim (iii) notou-se que os resíduos de grafeno (e de outros nanomateriais de carbono) podem impactar negativamente o meio ambiente (seja aquático, no solo ou no ar), tornando necessárias políticas de controle.

Palavras-chave
Grafeno; Resíduos; Aplicações ambientais; Impactos ambientais.

Abstract
Environmental aspects related to the graphene synthesis, utilization and disposal. Graphene has been gaining notoriety and has been extensively studied and applied due to its excellent physical and chemical properties; so, as interest in the use of graphene increases, also increases the necessity to understand how this carbon nanomaterial relates to the environment, seeing the importance of sustainable development. To this end, this article presents an integrative literature review about graphene and derivatives carried out aiming to address the following fronts: (i) residues generated in the production of graphene and how these residues can impact the environment, as well as suggestions for their management aiming at reducing impacts, (ii) after its production, the way in which graphene can be applied, in order to make the processes more environmentally friendly, and, finally, (iii) how the irregular disposal of this technology, after its use, can impact the environment. This review was done selecting works that approached graphene and derivatives in the aforementioned instances. From these works, it can be observed: (i) graphene synthesis generates residues that can be properly treated, with processes of purification, extraction, among others; (ii) there is an ample application of graphene in the energy sector, especially in the solar sector, beyond its use as adsorbents in effluent treatments; and finally (iii) it was observed that graphene residues (and other carbon nanomaterials) can negatively impact the environment (whether aquatic, on the ground or in the air), making control policies necessary.

Keywords
Graphene; Residues; Environmental applications; Environmental impacts.

DOI
10.21438/rbgas(2021)081925

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Referências
Araújo, C. M. B. Estudo da produção e aplicação de óxidos de grafite e grafeno para remoção de contaminantes em meio aquoso. Recife: Universidade Federal de Pernambuco, 2018. (Dissertação de mestrado).

Azevedo, P. G. F.; Oliveira, D. C. S.; Cavalcanti, L. A. P. Processos físicos e químicos para o tratamento de efluentes: uma revisão integrativa. Revista Brasileira de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, v. 7, n. 17, p. 1667-1678, 2020. https://doi.org/10.21438/rbgas(2020)071740

Bao, C.; Bi, S.; Zhang, H.; Zhao, J. Graphene oxide beads for fast clean-up of hazardous chemicals. Journal of Materials Chemistry A, v. 4, n. 24, p. 9321-9702, 2016. https://doi.org/10.1039/C6TA01411A

Camargos, J. S. F.; Semmer, A. O.; Silva, S. N. Características e aplicações do grafeno e do óxido de grafeno e as principais rotas para síntese. The Journal of Engineering and Exact Sciences, v. 3, n. 8, 2017. https://doi.org/10.18540/jcecvl3iss8pp1118-1130

Castro, M. O. Síntese de grafeno pelo método CVD. Fortaleza: Universidade Federal do Ceará, 2011. (Dissertação de mestrado).

Chen, D.; Zhang, H.; Liu, Y.; Li, J. Graphene and its derivatives for the development of solar cells, photoelectrochemical, and photocatalytic applications. Energy & Environmental Science, v. 6, n. 5, p. 1341-1642, 2013. https://doi.org/10.1039/C3EE23586F

Coletti, G. F.; Tavaresa, G. A.; Bendassolli, J. A. Recuperação de acetona em resíduos laboratoriais: uma abordagem sobre aspectos da gestão, operacionais e da eficiência ambiental. Química Nova, v. 42, n. 6, 2019. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170361

Cordeiro, G. L.; Oliveira, R. R.; Ferreira, N. A. M.; Xavier, G. L.; Yoshito, W. K.; Lima, N. B.; Lazar, D. R. R.; Ussui, V. Síntese química e caracterização de grafeno. Anais do 59^o Congresso Brasileiro de Cerâmica, São Paulo, 2015.

Costa, M. C. F. Grafeno e seus derivados: estudo das propriedades de superfície e processos de transferência para substratos poliméricos. São Paulo: Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2017. (Dissertação de mestrado).

Ferreira S. B.; Vallim, J. H.; Clemente, Z.; Martinez, D.; Castro, V. L. Avaliação ecotoxicológica de nanomateriais de carbono em Hydra attenuata. Anais do 9^o Congresso Interinstitucional de Iniciação Científica, Campinas, 2015.

Ferreira, B. C. S. Desenvolvimento de novos materiais lignocelulósicos e quitinosos com potencial aplicação em química ambiental. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais, 2015. (Tese de doutorado).

Ferreira, L. E. L.; Souza, Z. S. B.; Fraga, T. J. M.; Carvalho, M. N.; Motta Sobrinho, M. A. Avaliação da toxicidade do nanoadsorvente óxido de grafeno amino-Fe₃O₄-funcionalizado em sementes de Lactuca sativa L. Anais do 30^o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Natal, 2019.

Franchi, L. P.; Santos, R. A.; Matsubara, E. Y.; Lima, J. C.; Rosolen, J. M.; Takahashi, C. S. Citotoxicidade e genotoxicidade de nanotubos de carbono. Química Nova, v. 35, n. 3, p. 571-580, 2012. https://doi.org/10.1590/S0100-40422012000300025

Hu, X.; Kang, J.; Lu, K.; Zhou, R.; Mu, L.; Zhou, Q. Graphene oxide amplifies the phytotoxicity of arsenic in wheat. Scientific Reports, v. 4, n. 6122, 2014. https://doi.org/10.1038/srep06122

Hu, X.; Zhou, Q. Health and ecosystem risks of graphene. Chemical Reviews, v. 113, n. 5, p. 3815-3835, 2013. https://doi.org/10.1021/cr300045n

Huang, N.; Li, G.; Xia, Z.; Zheng, F.; Huang, H.; Li, W.; Xiang, C.; Su, Y.; Sun, P.; Sun, X. Solution-processed relatively pure MoS₂ nanoparticles in-situ grown on graphite paper as an efficient FTO-free counter electrode for dye-sensitized solar cells. Electrochimica Acta, v. 235, p. 182-190, 2017. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.02.111

Katwa, P.; Wang, X.; Urankar, R. N.; Podila, R.; Hilderbrand, S. C.; Fick, R. B.; Rao, A. M.; Ke, P. C.; Wingard, C. J.; Brown, J. M. A Carbon nanotube toxicity paradigm driven by mast cells and the IL-₃₃/ST₂ axis. Small, v. 8, n. 18, p. 2904-2912, 2012. https://doi.org/10.1002/smll.201200873

Lai, K. C.; Lee, L. Y.; Hiew, B. Y. Z.; Thangalazhy-Gopakumar, S.; Gan, S. Environmental application of three-dimensional graphene materials as adsorbents for dyes and heavy metals: Review on ice-templating method and adsorption mechanisms. Journal of Environmental Sciences, v. 79, p. 174-199, 2019. https://doi.org/10.1016/j.jes.2018.11.023

Leal, N. N. S. Mapeamento da condutividade de camadas de grafeno de diferentes espessuras usando a microscopia de força atômica condutora e espectroscopia Raman. Maceió: Universidade Federal de Alagoas, 2016. (Dissertação de mestrado).

Lima, A. F.; Fagnani, H. M. C.; Santos, W. L. F.; Barros M. A. S. D. Adsorção de azul de metileno em hidrocarvões de resíduos têxteis. Matéria, v. 25, n. 4, 2020. https://doi.org/10.1590/S1517-707620200004.1185

Marion, B.; Hasan, N. Grafeno: inovações, aplicações e sua comercialização. Interfaces Científicas - Exatas e Tecnológicas, v. 2, n. 1, p. 29-40, 2016. https://doi.org/10.17564/2359-4934.2016v2n1p29-40

Martinez, J. G. B. Modelagem e simulação da fixação de emissões de grupo motogerador por cultivo de microalgas em fotobiorreatores industriais. Curitiba: Universidade Federal do Paraná, 2018. (Dissertação de mestrado).

Martins, P. M.; Ferreira, C. G.; Silva, A. R.; Magalhães, B.; Alves, M. M.; Pereira, L.; Marques, P. A. A. P.; Melle-Franco, M.; Lanceros-Méndez, S. TiO₂/graphene and TiO₂/graphene oxide nanocomposites for photocatalytic applications: A computer modeling and experimental study. Composites Part B: Engineering, v. 145, p. 39-46, 2018. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.03.015

Nunes, M. M. Otimização dos métodos de síntese do grafeno como catalisador para aplicações na área aeroespacial. São Paulo: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2019. (Relatório final de projeto).

Oliveira, A. R. Obtenção de filmes de multicamadas de grafeno utilizando Dip-Coating. Uberaba: Universidade Federal do Triângulo Mineiro, 2014. (Dissertação de mestrado).

Rhiem, S.; Barthel, A. K.; Plath, A. M.; Henning, M. P.; Wachtendorf, V.; Sturm, H.; Schäffer, A.; Maes, H. M. Release of ¹⁴C-labelled carbon nanotubes from polycarbonate composites. Environmental Pollution, v. 215, p. 356-365, 2016. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.04.098

Rocha, J. P. M. Grafeno como fonte de energia renovável: um estudo prospectivo. Brasília: Universidade de Brasília, 2015. (Trabalho de conclusão de curso).

Rodrigues, A.; Neves, F. A.; Silva, O.; Pedro, R. Resíduos químicos: gestão e possíveis tratamentos. Araraquara: Universidade Estadual Paulista, 2010. (Trabalho de conclusão de curso).

Roma, J. C. Os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio e sua transição para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. Ciência e Cultura, v. 71, n. 1, p. 33-39, 2019. https://doi.org/10.21800/2317-66602019000100011

Sá, T. G. M. Crescimento de "multicamadas" de grafeno epitaxial em substratos de SiC à pressão atmosférica. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais, 2011. (Dissertação de mestrado).

Schlagenhauf, L.; Nuesch, F.; Wang, J. Release of carbon nanotubes from polymer nanocomposites. Fibers, v. 2, p. 108-127, 2014. https://doi.org/10.3390/fib2020108

Seabra, A. B.; Paula, A. J.; Durán, N. Redox-enzymes, cells and micro-organisms acting on carbon nanostructures transformation: A mini-review. Biotechnology Program, v. 29, p. 1, 2013. https://doi.org/10.1002/btpr.1673

Silva, P. A. P. Nanocompósito de polipropileno reforçado com grafeno. Belo Horizonte: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2016. (Trabalho de conclusão de curso).

Song, J.; Luo, N.; Sang, Y.; Duan, C.; Cui, X. Graphene oxide affects growth and physiological indexes in Larix olgensis seedlings and the soil properties of Haplic Cambisols in Northeast China. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, p. 20869-20882, 2021. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11972-w

Souza, J. P.; Venturini, F. P.; Santos, F.; Zucolotto, V. Chronic toxicity in Ceriodaphnia dubia induced by graphene oxide. Chemosphere, v. 190, p. 218-224, 2018. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.10.018

Vecchio, P. D. Degradação de contaminantes de diferentes classes por processos oxidativos avançados: O₃, O₃/UV e O₃/Al₂O₃. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2019. (Dissertação de mestrado).

Vidales, L. T.; Kindlein Júnior, W.; Cândido, L. H. A.; Demori, R.; Mauler, R. S. Blendas PC/PMMA como alternativa para reciclagem de óculos apreendidos pela Receita Federal do Brasil. Anais do XII Congresso Brasileiro de Polímeros, Associação Brasileira de Polímeros, Florianópolis, 2013.

Vieira Segundo, J. E. D.; Vilar, E. O. Grafeno: Uma revisão sobre propriedades, mecanismos de produção e potenciais aplicações em sistemas energéticos. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v. 11, n. 2, p. 54-57, 2016.

Zarbin, A. J. G.; Oliveira, M. M. Nanoestruturas de carbono (nanotubos, grafeno): Quo vadis? Química Nova, v. 36, n. 10, p. 1533-1539, 2013. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013001000009

Zhang, X.; Zhou, Q.; Zou, W.; Hu, X. Molecular mechanisms of developmental toxicity induced by graphene oxide at predicted environmental concentrations. Environmental Science & Technology, v. 51, n. 14, p. 7861-7871, 2017. https://doi.org/10.1021/acs.est.7b01922

Zhao, J.; Cao, X.; Wang, Z.; Dai, Y.; Xing, B. Mechanistic understanding toward the toxicity of graphene-family materials to freshwater algae. Water Research, v. 111, p. 18-27, 2017. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.12.037


 

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