FECCIF25 – IV Feira Estadual de Ciência e Cultura do IFSP – Setembro / Outubro de 2025
RESUMO
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
METODOLOGIA
Reaproveitamento do zinco de pilhas alcalinas: inovação sustentável na formulação de protetor solar
As pilhas alcalinas são empregadas em diversos dispositivos eletrônicos portáteis, sendo compostas por diferentes materiais que, quando descartados de forma inadequada, representam sérios riscos ao meio ambiente. Um dos componentes dessas pilhas é o zinco (Zn), um metal que pode ser recuperado e reutilizado em diferentes aplicações, contribuindo para a redução do impacto ambiental e para a promoção da economia circular. Optou-se em transformar o Zn recuperado das pilhas em óxido de zinco (ZnO) para a posterior emprego em protetor solar. Dessa forma, o presente trabalho se insere em uma proposta educacional que alia teoria e prática, promovendo o desenvolvimento de competências teórico-práticas e também profissionalizantes em estudantes do curso Técnico em Química Integrado ao Ensino Médio.
O objetivo geral é reduzir o volume de resíduos de pilhas alcalinas transformando, por meio de reações químicas, placas de zinco (Zn) em óxido de zinco (ZnO), e ainda, inserir o ZnO obtido em formulação de protetor solar com matéria-prima renovável de baixo custo, desenvolvendo-se assim, um produto sustentável. São objetivos específicos, as caracterizações estruturais do ZnO e a eficiência de absorção de raios ultravioleta do protetor solar desenvolvido.
Zn(s) + 2 HNO3(aq) 🡪 Zn2+(aq) + 2NO3-(aq) + H2(g)
RESULTADOS E DISCUSSÕES
REFERÊNCIAS
CONCLUSÃO
A recuperação de Zn a partir de pilhas alcalinas descartadas engloba os objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS). Por meio de reações químicas foi possível transformar Zn em ZnO. As caracterizações estruturais indicaram a formação do produto sem fases espúrias. A formulação do protetor solar (em andamento) mostrou absorção de raios UV na faixa UVA/UVB. A proposta desse trabalho é inédita para a indústria química e cosmética.
RIBAS, M. C. et al. Reciclagem de pilhas e recuperação de zinco para a produção de catalisadores. In: Congresso Sul-Americano de Resíduos Sólidos e Sustentabilidade, 2., 2019, Foz do Iguaçu. Anais eletrônicos [...] Foz do Iguaçu, 2019. Disponível em: <https://www.ibeas.org.br/conresol/conresol2019/XII-040.pdf>. Acesso em: 02 de agosto de 2025.
Equação 1: Digestão do Zn metálico (reação de simples troca e oxirredução).
Zn2+(aq) + 2 NO3-(aq) + 2 NH4OH(aq) 🡪 Zn(OH)2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 NO-3(aq)
Equação 2: Ajuste do pH e precipitação do Zn(OH)2.
Zn(OH)2 (s) 🡪 ZnO (s) + H2O(v)
Equação 3: Tratamento térmico de suspensão de Zn2+ formando ZnO.
Figura 4. Difratograma de raios X da amostra de ZnO com tratamento térmico a 400°C.
Ao comparar o difratograma da amostra com a pilha JCPDS-PDF (Joint Commitee on Power Difracton Standadrds-Power Difraction File) X refente ao ZnO pode se afirmar que a fase pura foi obtida e não há reflexão dos planos até as fases espúrias.
Figura 5. Espectro FTIR da amostra ZnO com tratamento térmico a 400°C.
As bandas observadas em 492 cm-1, 680 cm-1, são atribuídas aos estiramentos da ligação Zn-O.
Caio de Carlo Teixeira1, Diego Felipe das Taboas2, Erik Vinicius Pereira da Silva3, Gabriel Henrique Oliveira Regis4, Gustavo Lourenço Xavier5, Andréia Aparecida Cecílio (orientadora)6, João Henrique Saska Romero (orientador)7
1Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – caiodecarlo15@gmail.com
2Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – taboasdiegofelipe@gmail.com
3Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – Erik.vpdasilva@gmail.com
4Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil - gabrielhenriqueoliveira.regis@gmail.com
5Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – gust.lourenco06@gmail.com
6Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – andreiacecilio@ifsp.edu.br
7Instituto Federal de São Paulo, Matão, Brasil – joaohsromero@ifsp.edu.br
Reutilizar o zinco (Zn) de pilhas alcalinas para a produção de óxido de zinco (ZnO) e empregá-lo na formulação de protetor solar é uma prática sustentável, inovadora e inédita, contribuindo com menor geração de resíduos tóxicos para o meio ambiente. Assim, o objetivo desse trabalho consiste em recuperar Zn a partir das pilhas alcalinas, e transformar, por meio de reações químicas e tratamento térmico, em ZnO. Este último foi caracterizado por difração de raios X e espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier. Dentro dos limites da detecção dessas técnicas, o difratograma e espectro mostraram que o ZnO foi obtido sem a formação de fases espúrias. A formulação do protetor do presente projeto, consiste em duas partes, a inorgânica, composta pelo ZnO, responsável pela absorção e reflexão dos raios UVB, conforme reportado em estudos acadêmicos e, a fase orgânica, composta por reagentes sustentáveis como óleos de coco, jojoba e aloe vera, cera de carnaúba e manteiga de Karité. Medidas em andamento para a espectroscopia de absorção na região do UV-VIS indicaram que a fase orgânica absorveu por toda a faixa do UVA. Combinando as contrapartes inorgânica e orgânica obteve-se, em potencial, um protetor solar promissor por toda a faixa UVA/UVB do espectro eletromagnético. Portanto, a reutilização do Zn para formulação de protetor solar contribui para a redução de resíduos, mas também agrega valor ao reutilizar materiais já existentes, promovendo uma alternativa viável para a indústria química/cosmética.
Medidas iniciais (espectros de absorção na região do UV-VIS) mostram que a parte orgânica da formulação do protetor solar, composta por: óleo de coco, óleo de jojoba, cera de carnaúba, óleo de aloe vera e manteiga de karité absorve na região UVA. Dados da literatura indicam que ZnO (parte inorgânica) absorve na faixa do UVB e parte da UVA, assim, o protetor solar desenvolvido deve contemplar, combinado as contrapartes a faixa energética UVA-UVB do espectro eletromagnético.
Figura 2. (A) Digestão do Zn. (B) ZnO obtido.
Figura 3. Fluxograma parte
Experimental.
Caracterização do protetor solar (em andamento)
Caracterização estrutural do ZnO obtido
Reações químicas envolvidas na transformação Zn 🡪 ZnO
Figura 1. Partes da pilha alcalina.