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AVALIAO DO USO DA GUA E REFLEXOS AMBIENTAIS: ESTUDO DE CASO EMINDSTRIAS DO RIO GRANDE DO SUL

TOCCHETTO, M. R. L.1; PEREIRA, L. C.2

1. Professora, Departamento de Qumica - Universidade Federal de Santa Maria UFSM/RS

Prdio 18 -CCNE - 97105-900 SANTA MARIA/RS(marta@tocchetto.com)

2. Pesquisador, Embrapa Meio Ambiente CNPMA/SPEmbrapa Meio Ambiente CNPMA

Rodovia SP 340, KM 127,5. 13820-000 - JAGUARIUNA, SP(lauro@cnpma.embrapa.br)

RESUMO-A atividade industrial foi estigmatizada, ao longo do tempo devido aobteno de lucros a custas do comprometimento ambiental. Esta postura temcedido lugar preocupao com a sustentabilidade ambiental, principalmente

no que diz respeito conservao dos recursos naturais no renovveis, comoa gua. Assim, a implantao de tecnologias para o reuso de gua constitui-secomo uma significativa estratgia para combinar a reduo do consumo com adiminuio de custos de produo e com os reflexos ambientais do usoindiscriminado. A atividade galvnica consome grandes volumes de gua nasetapas dos banhos de recobrimento e de lavagem. O objetivo do trabalho foi:identificar as medidas implantadas para reduo do consumo de gua, em umgrupo de cinco grandes empresas galvnicas. A pesquisa permitiu concluir queh um grande potencial nas empresas para a implantao de estratgiaspreventivas, tanto para guas, quanto para produtos qumicos e energia.

INTRODUO

Atualmente se considera indissocivel: estratgias para reduo de matrias primas,gua e energia e aumento produtividade. Em muitas indstrias, como as de recobrimentometlico e de tratamento de superfcie, o consumo de gua muito grande, assim areciclagem e o reuso podem ser uma oportunidade para combinar reduo de custos,melhoria de gerenciamento e uso racional de recursos naturais (Centi e Perathoner,1999). O uso ineficiente da gua significa equipamentos de maior capacidade como,grandes tanques e fluxos imensos. As novas tecnologias readaptam equipamentos,modificam operaes sem a necessidade adicional de espao fsico.

O reuso e a conservao da gua deve ser estimulada nas indstrias, atravs dautilizao de processos industriais e de sistemas com baixo consumo, e que possibilitema recuperao e o reuso (Hespanhol apud Pacheco, 2001). O planejamento paraimplantao de estratgias de reaproveitamento de gua fundamental, pois reciclargua que provm de processos fim de tubo sempre mais difcil, necessitando, muitasvezes, altos investimentos e tecnologias sofisticadas para viabilizar a ao (Mooney,2002).

Melhoria no processo de lavagem representa uma importante estratgia parareduo do consumo de gua e o primeiro passo para habilitar a empresa aimplementar um programa progressivo de preveno poluio, como recuperao de

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produtos qumicos e fechamento dos ciclos de gua de processo (NCDENR, 2003). Odesign adequado das instalaes de lavagem e a implantao de sistemas de controle,conforme mostra a Tabela 1, podem reduzir em mais de 80% o volume de efluentes a serencaminhado para a estao de tratamento (BSTSA, 2004). Tcnicas baseadas emprogramas de minimizao de resduos e preveno da poluio reduzem o consumo desubstncias qumicas e de gua nos banhos, em 2/3 (Solvie, 2002).

Tabela 1 Medidas de carter geral para minimizar a gua na etapa de lavagem

MEDIDAS EXIGNCIAS

OTIMIZAO DO DESIGNDOS TANQUES

Dimenses mnimas, pontos de alimentao e descarga de gua eagitao preferencialmente pneumtica e mecnica.

CONTROLE DO FLUXO Reguladores de fluxo, controle da condutividade e controladores detempo.

TIPO DE LAVAGEM Qualidade exigida.

Fonte: Adaptao deBernardes et al, 2000.

Anteriormente, a lavagem era considerada adequada quando utilizava grandesvolumes de gua. O processo ideal era constitudo de uma ou duas lavagens, em guacorrente (Bernardes et al, 2000). Hoje se sabe que o processo assim procedido no econmico e gera quantidades muito grandes de efluentes lquidos. Lavagens em umanica etapa, mesmo que para baixar o consumo de gua, so insuficientes.

A qualidade da lavagem maior, quanto maior for o grau de diluio da pelculalquida que recobre a pea. Este fator deve ser estabelecido conforme o tipo de banho e ageometria da pea. A tcnica de lavagem ideal combina o grau de diluio adequado commenor consumo de gua. A lavagem tripla, em contra-corrente e em cascata temdemonstrado ser mais eficiente (CETESB, 1998; Bernardes et al, 2000; NCDENR, 2003).O consumo de gua reduzido em at 90% com a implantao desse sistema delavagem (Kindschy e Ringwald, 1991; CETESB, 2002; BSTSA, 2004). A eficincia da

lavagem pode ser aumentada atravs de sistema de turbilhonamento ou agitao.A quantidade de gua de lavagem depende do volume de arraste do banho doprocesso, drag out, e da qualidade exigida na limpeza. A otimizao do design dostanques, juntamente com a implantao de sistemas para controle do fluxo de gua somedidas que melhoram o processo e reduzem o arraste na etapa de lavagem.

A tenso superficial um dos fatores responsveis pela aderncia das gotas delquidos nas peas retiradas dos banhos. Em alguns banhos, o uso de agentestensoativos permite a reduo do arraste em at 50%, alm de promover o aumento davida til do banho, a reduo da contaminao e da quantidade de gua consumida(CETESB, 2002). A implantao de um tanque esttico ou de recuperao outra medidaque reduz as perdas por drag out. Estima-se que ao escorrer a pea sobre o tanque hajaa recuperao de at 90% do arraste de soluo (Centro Mexicano para La Producion

Mas Limpia, 1997).As tecnologias de membranas e de troca inica tm se destacado para recuperaode guas de lavagem e metais provenientes do processo galvnico. Em especial,destacam-se os processos de osmose reversa, troca inica, microfiltrao e eletrodilise.A osmose reversa com pr-filtrao e lavagem automtica pode reciclar mais de 80% dagua tratada. A desionizao por troca inica resulta na recuperao de 80 a 90% dagua tratada. Sistemas combinados, troca inica e osmose reversa, apesar do alto custo,compensam os investimentos pela eficincia do processo de recuperao de metais(Remco Engineering, 2002). Os efluentes galvnicos possuem caractersticas adequadas

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para serem tratados por eletrodilise, pois apresentam alto teor de slidos dissolvidos ebaixo teor de matria orgnica (Arsand, 2001).

O tratamento convencional dos efluentes lquidos, fsico-qumico, baseia-se naformao de um composto de baixa solubilidade com os metais presentes, geralmentehidrxidos, originando o lodo galvnico. O lodo devido a alta concentrao de metaispesados considerado um resduo perigoso, cujo manejo exige tratamento e disposioadequada devido a sua toxicidade e periculosidade. Alm disso, necessria a conjuno

com tratamento por resinas trocadoras de ons, por exemplo, para propiciar oreaproveitamento da gua. Ainda, aumenta as dificuldades e a complexidade para arecuperao dos metais presentes no lodo.

Programas voltados para a reduo da gua, como reuso ou reciclagem exigem umaviso de produtividade, onde a substncia a ser recuperada deve ser considerada comomatria prima. Estratgias de minimizao para a indstria de tratamento de superfciedevem ter como foco o desenvolvimento de programas amplos para a reduo deresduos e de efluentes lquidos (EPA, 2002). O fechamento de ciclos de guas deprocesso e de lavagem possibilita a utilizao eficiente da gua da sada, de umaoperao para outra, ou para a mesma, ao invs de encaminhar ao tratamento paraposterior descarte. Na Tabela 2 encontram-se as aes e os parmetros importantes paraa implantao desta estratgia (Costanzi e Daniel, 2002).

Tabela 2 Aes para estabelecer estratgias de fechamento dos ciclos de gua.

AES PARMETROS IMPORTANTES

DETERMINAO DOS PONTOS DE ENTRADA Vazes e caractersticas de qualidadeDETERMINAO DOS PONTOS DE DESCARTE Vazes e caractersticas fsico-qumicasSEGREGAO DAS CORRENTES DE EFLUENTES EGUAS

Vazes e caractersticas de qualidade

Fonte: Costanzi e Daniel, 2002.

Considerando a Tabela 2, as duas primeiras aes apresentam grande dificuldade

no controle, pois a maioria das indstrias no possui controle de vazo de gua. Aterceira etapa fundamental para efetuar mudanas no processo, pois pode interferir naqualidade do produto final. Geralmente, a implantao de estratgias de reuso efechamento de ciclos desencadeado pelo alto custo de tratamento e a escassez derecursos hdricos. A legislao ambiental, conforme Porter e Linde (1995), tambm umdos fatores direcionadores para as empresas implantarem estratgias de preveno. A lei9433/97 que instituiu a outorga pelo uso da gua e o conceito princpio poluidor-pagador,tm levado as empresas a implantarem medidas para reuso e reciclagem da gua, a fimde irem adequando-se gradualmente essas exigncias.

O uso mais eficiente da gua trs como benefcios diretos, a reduo do custo deproduo e o aumento da eficincia do processo, atravs da racionalizao do consumode gua na empresa, a reduo de descarte de guas contaminadas e a possibilidade de

reciclar as guas para o mesmo processo ou para outros, alm da proteo desse recursonatural. Ainda, trs a reduo do consumo de energia, aspecto fortemente dependente doconsumo de gua (Baptista et al, 2001). As estratgias ambientais evoluram para oconceito de desenvolvimento sustentvel ancoradas em abordagens preventivas, voltadaspara a minimizao do consumo de recursos naturais e gerao de resduos. A viso deprodutividade e competitividade tem conduzido as empresas a reconhecer que gerar etratar resduos representa custos e perdas. Assim, cada vez mais as empresas tmbuscado equilibrar a atividade produtiva e a proteo ambiental atravs doestabelecimento de estratgias preventivas.

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Este contexto determinou o objetivo do trabalho que foi: identificar as medidasimplantadas para reduo do consumo de gua, em um grupo de cinco grandesempresas galvnicas. A indstria galvnica um dos segmentos, cujo uso da gua bastante elevado devido as diversas etapas de lavagem das peas durante o processo derecobrimento metlico. Assim, o estabelecimento de estratgias de reuso e reciclagem degua permite conciliar a atividade econmico-produtiva com a sustentabilidade ambiental.

MATERIAL E METODO

O mtodo adotado foi o investigativo, estudo de caso, que constou da aplicao dedois tipos de instrumentos de avaliao, sendo um em forma de entrevista in locoe outrode questionrio. Tais instrumentos constaram de aproximadamente vinte questes, queforam aplicadas aos responsveis pela galvnica e pela rea ambiental de cada empresa.O processo investigativo teve como objetivo identificar no grupo pesquisado apreocupao com o estabelecimento de estratgias para a reduo do consumo da guabem como, as tecnologias implantadas para o seu reaproveitamento.

O perodo da pesquisa foi de abril a setembro do ano de 2003. O estudo de caso foirealizado em cinco grandes empresas do Rio Grande do Sul, as quais encontram-seidentificadas por letras alfabticas (A, B, C, D e E), Tabela 3. Tais empresas possuem

diferenciao de porte, de produtos e servios, de nmero de funcionrios, entre si,conforme apresenta a referida tabela.

Tabela 3- Empresas Participantes do Estudo de Caso

Empresas Total deFuncionrios

rea TotalConstr. (m2)

Produtos e Servios

A 1.000 19.423,00 Fabricao de artefatos e utenslios metlicosB 1.028 13.000,00 Fabricao de utenslios, peas e acessriosC 1.700 51.331,00 Fabricao de mquinas e equipamentosD 2.174 28.810,00 Reparo de peas e motoresE 15.000 54.360,00 Fabricao de artefatos e componentes decorativos

No conjunto das cinco empresas selecionadas neste trabalho, trs foramdenominadas de grandes empresas (A, B e D) e duas de excepcionais (C e E),classificao esta de acordo com Fundao de Proteo Ambiental do Rio Grande do Sul,que considera grande empresa aquela que possui rea total construda entre 10.000 e40.000m2e excepcional a que possui rea acima de 40.000m2(Fepam, 2003).

RESULTADOSE DISCUSSO

O processo de limpeza das peas que antecede o recobrimento metlico oconvencional: decapagem cida e desengraxe alcalino e/ou com solvente. No foramidentificadas estratgias ou tecnologias para aumentar a eficincia desta etapa, a fim dereduzir o consumo de gua, o descarte de efluentes lquidos para a ETE (Estao de

Tratamento de Efluentes), nem to pouco a substituio dos processos poluentes. Noprocesso de desengraxe foi identificada a presena de cianeto e solventes orgnicosclorados, por exemplo, na empresa D, cujas restries ambientais so cada vez rigorosas,devido a elevada toxicidade e os riscos de contaminao ambiental e dos operadores.

A etapa de lavagem das peas que ocorre entre cada etapa do processo consomegrandes volumes de gua, assim verificou-se que a principal estratgia utilizada para areduo do consumo de gua foi a lavagem trplice, em cascata. A empresaCque nopossua este sistema de lavagem estava finalizando as obras civis para a implantao dosistema. A melhoria do processo de lavagem foi a medida mais consolidada, em termosde reduo de consumo de gua, nas empresas pesquisadas. Observou-se, ainda, que o

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controle de entradas e sadas de gua era deficiente, dificultando muito o planejamentode aes para reduo de consumo e reuso de gua. Os principais resultados obtidos soapresentados na Tabela 4.

Tabela 4 - Resultado do Estudo de Caso

Empresas

A B C D EParmetros InvestigadosVolume de lodo (m3/ms) 40 5 17 17 6Volume de efluente a tratar na ETE(m3/ms)

28.800 200 100 90 540

Volume de gua na galvnica (m3/ms) 28.800 200 50 Sem dados 150Economia de gua (%) - 84 - - 83Tratamento de efluentes lquidos Fsico-

qumicoTroca Inica eFsico-qumico

Fsico-qumico

Fsico-qumico

Troca Inica eFsico-qumico

Os valores idnticos de consumo de gua e volume de efluentes a tratar na estaode tratamento (ETE), nas empresas A e B,sugerem dificuldades de controle, pois na ETEso tratados tambm os efluentes gerados de outros processos executados. A empresa Dno possui controle de consumo de gua.

Estratgias mais simples, medidas operacionais, como controle de vazamento,reduo do dimetro dos orifcios dos tambores, reduo de vazo da entrada de gua,manuteno de equipamentos e reduo do arraste, geralmente no so vistas pelasempresas como sendo eficazes. As estratgias concentram-se na mudana de tecnologiaque devido aos custos de implantao, freqentemente so adiadas. A empresa Aevidenciou uma maior preocupao com a otimizao das condies de operao naetapa de recobrimento, como reduo do arraste nos banhos e com a vazo de entradade gua, tendo o cuidado de reduzi-la ao limite sem comprometer a qualidade dorecobrimento. Para reduzir o arraste foi implantado um dispositivo que obriga o operador arealizar um balano no tambor antes de encaminh-lo ao banho seguinte. Porm, amesma empresa demonstrou deficincia na manuteno de determinados equipamentos,tanto que na visita in loco o evaporador a vcuo, destinado a recuperao de guascontaminadas com cromo no estava funcionando. Considerando a importncia doequipamento, devido a toxicidade do cromo hexavalente, a situao identificada torna-serelevante em termos ambientais e ocupacionais.

A empresa B como mostra a Tabela 4, apresenta o maior nmero de estratgiaspara reduo de consumo de gua: captao da gua da chuva, reuso da gua tratadados lavadores de gases e da estao de tratamento de esgotos. A utilizao da gua dachuva reduziu em 25% o consumo de gua tratada. O investimento para implantaodesta medida foi recuperado, em menos de dois meses.

O uso de tratamentos alternativos, como troca inica e tecnologias de membranapossibilitam o reuso da gua, atravs do fechamento de ciclos no processo, alm darecuperao dos metais que so reciclados e retornam para os banhos de recobrimento.

Os dados apresentados na Tabela 4 demonstram que as empresas B e E, queimplantaram essas estratgias aumentaram a eficincia do uso da gua e apresentarameconomia de consumo superior a 80%. Os resultados apresentados demonstram que oestabelecimento de estratgias de reuso e reduo do consumo de gua proporcionaganhos econmicos e ambientais s empresas.

Os resultados demonstraram tambm que medidas de reduo e reuso de gua seinter-relacionam com a gerao de lodo galvnico, pois as empresas B e Eforam as queapresentaram a menor gerao. Tecnologias baseadas no princpio preventivo, comotroca inica e membranas, possibilitam reusar a gua tratada e recuperar produtos

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qumicos. Observou-se que nas empresas (A, C e D), onde o tratamento dos efluentes convencional (fsico-qumico), a gerao de lodo maior.

A maioria das empresas mostrou preocupao com o consumo da gua, exceo foia empresa D, porm estratgias preventivas ainda foram insipientes nas empresaspesquisadas. Notou-se, pelo resultado apresentado pela empresa, uma ntida posturareativa, pois a preocupao com reduo ou minimizao de resduos e/ou de matriasprimas foi praticamente inexistente.

Os resultados apresentados referem-se a empresas de porte grande e excepcionaldo Rio Grande do Sul, sendo assim esperava-se que a rea ambiental estivesse melhorestruturada devido, atualmente a maior exigncia exercida pelos rgos ambientaisquanto ao impacto ambiental de atividades poluidoras, ao aumento de custos detratamento e disposio final de resduos e, pela prpria preocupao com a imagem.

CONCLUSES.

A partir dos resultados e discusses, foi possvel fazer as seguintes concluses:a) as estratgias preventivas e de reuso de gua so pouco praticadas no grupo deempresas pesquisadas;b) o estabelecimento de estratgias para racionalizao do uso da gua se deve mais

escassez iminente dos recursos hdricos do que conscincia conservacionista existentenas empresas;c) h um grande potencial no setor galvnico para conciliar a atividade produtiva e aeficincia ambiental.

A escassez dos recursos hdricos e o controle de impactos ambientais negativos daatividade produtiva exige das empresas uma tomada de posio com relao aoestabelecimento de estratgias para a racionalizao e reuso da gua e, de reciclagem deresduos.

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