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UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
Luiz Antonio Ferrari
PROJETO DE ECOEFICIÊNCIA EM UMA MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO ASSOCIADO A SEU REÚSO EM EMPRESA GRÁFICA
Dissertação apresentada para obtenção do Título de Mestre pelo Curso de Energia e Gestão Ambiental na Indústria do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Taubaté. Área de Concentração: Energia e Gestão Ambiental na Indústria. Orientador: Prof. Dr. José Rui Camargo.
Taubaté SP 2007
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LUIZ ANTONIO FERRARI
PROJETO DE ECOEFICIÊNCIA EM UMA MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO ASSOCIADO A SEU REÚSO EM EMPRESA GRÁFICA
Dissertação apresentada para obtenção do Título de Mestre pelo Curso de Energia e Gestão Ambiental na Indústria do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Taubaté. Área de Concentração Energia e Gestão Ambiental na Indústria.
DATA: ______________
Resultado: ___________
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. ___________________________________ Universidade de Taubaté
Assinatura: _________________________________
Prof. Dr. ___________________________________ Universidade _________
Assinatura: _________________________________
Prof. Dr. ___________________________________ Universidade __________
Assinatura: _________________________________
Dedico este trabalho à minha família: passada, presente e futura; não esquecendo
que, como disse o chefe Indígena Seattle em 1854: Somos parte da terra e ela faz
parte de nós. As flores perfumadas são nossas irmãs; o cervo, o cavalo, a grande
águia são nossos irmãos. Os picos rochosos, os sulcos úmidos nas campinas, o
calor do corpo do potro, e o homem - todos pertencem à mesma família .
AGRADECIMENTOS
A todos os professores que incessantemente tentaram e em alguns casos ainda
tentam transmitir-me algum conhecimento. Peço desculpas pelas minhas limitações
e reitero o meu agradecimento e reconhecimento à sua grandeza.
Ao Professor Doutor José Rui Camargo, meu orientador, que acreditando no meu
trabalho, sempre esteve disponível para esclarecer minhas dúvidas e incentivar-me
a prosseguir.
Aos Professores Doutores Carlos Alberto Chaves e Carlos Daniel Ebinuma, que com
suas leituras atentas e sugestões técnicas contribuíram decisivamente para a
qualidade final deste trabalho.
À Empresa Flipper Tecnologia Ambiental, pela atenção e desprendimento que
demonstrou ao fornecer-me subsídios técnicos para este trabalho, principalmente na
figura do seu Diretor Engº. Dirceu Reinaldo Abolis.
No princípio criou Deus os céus e a terra. A terra era sem forma e vazia; e havia trevas sobre a face do abismo, mas o Espírito de Deus pairava sobre a face das águas.
(Gênesis Capítulo 1 Versículos 1 e 2).
PROJETO DE ECOEFICIÊNCIA EM UMA MINIESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE
ESGOTO SANITÁRIO ASSOCIADO A SEU REÚSO EM EMPRESA GRÁFICA
RESUMO
O presente trabalho analisa os aspectos relacionados à viabilidade técnica e
econômica da implantação de técnicas ecoeficientes no gerenciamento do
suprimento de água industrial e seu reúso. Trata-se de um estudo de caso da
utilização de mini-estação de tratamento de esgoto, associada ao reúso do efluente
tratado (miniETERA) em Empresa Gráfica. Sistema de fácil manutenção, compatível
com artefatos e equipamentos disponíveis no mercado, de baixo custo de
implantação e operação. A miniETERA promove o saneamento do esgoto, com
aproveitamento do efluente tratado para irrigação de áreas verdes, descargas de
vasos sanitários e uso no processo industrial. O projeto propõe dentro da visão da
ecologia industrial, otimizar os recursos naturais e energéticos, reduzindo o volume
de água aduzida à empresa, bem como reduzir os custos globais de operação
através da reciclagem interna da água.
Palavras chave: Reúso de Águas. Ecoeficiência. Tratamento de Esgoto. Ecologia
Industrial. Reciclagem Interna.
ECOEFFICIENCY PROJECT IN A SANITARY SEWER TREATMENT MINI-
STATION CONNECTED WITH EFLUENT REUSE IN A PRINTING PLANT.
ABSTRACT
The present project aims at to analyze the related aspects with the technical and
economical viability of eco-efficiency techniques implementation in the management
of industrial water supply and reuse. It is a case study about the utilization of mini-
station of sewer treatment associates to water reuse (miniETERA). An easy
maintained system, compatible with available devices and equipment available in the
common market, with low cost of implementation and operation. The miniETERA
promotes the sanitation of the sewer, with the treated effluent use in green areas
irrigation, discharges of sanitary vases and in the industrial process. The project
proposes within the meaning of the industrial ecology optimized the natural resources
decreasing the amount of water adduced to the plant, as well as to reduce the total
operation cost by the concept of internal recycling.
Keywords: Water Reuse. Eco-efficiency. Sewer Treatment. Industrial Ecology.
Internal Recycling.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Comparação de Consumo de Água por Atividade 14
Tabela 2 Quadro Produtos Utilizados no Processo de Rotogravura 46
Tabela 3 Demonstração de Fontes de Fornecimento Estado São Paulo 53
Tabela 4 Consumos, Despejos e Perdas das Torres da Empresa 79
Tabela 5 Localização de Banheiros e Vestiários 80
Tabela 6 Consumo de Água por Atividade Humana 81
Tabela 7 Custos de Água e Esgoto para Empresa - Hoje 83
Tabela 8 Valores de Consumo por Área 84
Tabela 9 Distribuição Dias de Precipitação de 1933 a 1999 86
Tabela 10 Dias de Precipitação Superior >= a 10 mm de 1933 a1999 86
Tabela 11 Custeio de Poço profundo 95
Tabela 12 Variação de Qualidade Água para Torres de Resfriamento 100
Tabela 13 Vantagens e Desvantagens de Processos Anaeróbios 104
Tabela 14 Valores Teóricos Comparáveis 108
Tabela 15 ORÇAMENTO da E.T.E. 110
Tabela 16 Orçamento Sistema Polimento, Desinfecção e Controle 115
Tabela 17 Custos Poço Profundo 116
Tabela 18 Custos de Reúso 117
Tabela 19 Poder de Oxidação de Substancias Desinfetantes 124
Tabela 20 Cálculo do Volume de Ozônio por Tempo de Exposição 126
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Variação Tarifa da Água no Estado de São Paulo 14
Figura 2 Variação da Tarifa do Esgoto no Estado de São Paulo 15
Figura 3 Foto Coca Cola Croatia Wastewater Treatment 40
Figura 4 Índice de Contaminação Presentes na Água pós Tratamento 41
Figura 5 Consumo de Água por Embalagem Embarcada 41
Figura 6 Variação de Consumo de Água General Motors 42
Figura 7 Fluxo do Processo de Rotogravura 45
Figura 8 Pluviograma Cidade de São Paulo 86
Figura 9 Composição Esgoto Doméstico 102
Figura 10 Esquema de E.T.E. Compacta 106
Figura 11 Foto de E.T.E. Compacta Juqueri 111
Figura 12 Foto Sistema Gerador de Ozônio 100 g/h 127
Figura 13 Foto Sistema Gerador de Cloro a Salmoura 128
Figura 14 Esquemática do Filtro de Areia 130
Figura 15 Foto de Filtro de Areia 131
SUMÁRIO
Resumo 06 Abstract 07
1. INTRODUÇÃO 12
2. REVISÃO DA LITERATURA 18 2.1. ECOLOGIA 18 2.1.1. Ecologia Industrial 22 2.1.2. Ecoeficiência 27 2.2. A ÁGUA NA ATIVIDADE HUMANA 30 2.2.1. A Água na Indústria 30 2.2.2. Reúso na Indústria 32 2.2.3. Reciclagem Interna 37 2.2.4. Estudo de Casos 38
3. PROPOSIÇÃO 43 3.1. HISTÓRICO 43 3.2. DEFINIÇÃO DAS LINHAS DE AÇÃO 50 3.2.1. Otimização pela Redução de Desperdícios 50 3.2.2. Otimização pela Alteração de Métodos e/ou Equipamentos 51 3.2.3. Otimização pela Substituição de Fontes de Fornecimento 52 3.2.4. Metodologia de Desenvolvimento do Projeto 65 3.2.4.1. Etapa I: Avaliação Técnica Demanda Oferta 66 3.2.4.2. Etapa II: Estudo de Viabilidade - Detalhamento e Espec. Técnicas 69
4. MÉTODO 74 4.1. LEVANTAMENTO DE DADOS - ETAPA 1 75 4.2. IDENTIFICAÇÃO DE POTENCIAIS - ETAPA 2 87 4.2.1. Alternativa: Redução de Desperdícios 89 4.2.2. Alternativa: Métodos ou Equipamentos 92 4.2.3. Alternativa: Fontes de Suprimento 93 4.3. DETALHAMENTO DA PROPOSTA DE REÚSO 103
5. RESULTADOS 116 5.1. RESULTADO DA PERFURAÇÃO DE UM POÇO PROFUNDO 116 5.2. RESULTADO DO REÚSO DO EFLUENTE DOMÉSTICO TRATADO 117
6. DISCUSSÃO 119
7. CONCLUSÃO 121
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 122
ANEXO I O Ozônio no Tratamento de Água e Sistema Gerador 124 ANEXO II Sistema Gerador de Cloro a Salmoura 129 ANEXO III Filtro de Areia Contínuo 129
LISTA DE SIMBOLOS
Ventrada = Volume de entrada de água cobrado pela SABESP
Vevaporado = Volume perdido por evaporação nas Torres de Refrigeração
Vsaída = Volume de esgoto cobrado pela SABESP
Vind = Volume de efluente industrial gerado na empresa
Vdom = Volume de Esgoto Sanitário gerado na empresa
D = Dias de operação da empresa por mês
VETE = Volume tratado por dia na ETE industrial
Nfuncionários = Número de funcionários (total) trabalhando por dia na empresa
Gf = Gasto de água por funcionário
Nrefeições = Número de refeições servidas por dia
Gr = Gasto de água por refeição
Vjardim = Volume de água gasto no jardim
C = coeficiente de carga médio de geração de esgoto
K1 = Coeficiente de máxima vazão diaria de esgoto
K2 = Coeficiente de maxima vazão horária de esgoto
DBO = Demanda biológica de oxigenio
CO = carga orgânica
HMC = Hora de maior consumo
Q = Vazão horária de esgoto
Qmédio = Vazão média diária
Qmáx = Vazão máxima diária
TDH = Tempo de detenção hidráulica
12
1. INTRODUÇÃO
Este projeto originou-se a partir de uma solicitação específica de uma
indústria gráfica, que enfrenta problemas com relação ao custo e a continuidade do
fornecimento de água para suas operações (FERRARI, GODOY, 2006).
A ÁGUA é a fonte da vida. É o elemento essencial como componente
bioquímico dos seres vivos, como ambiente de vida de várias espécies animais e
vegetais, como insumo de produção de inúmeros produtos agrícolas e industriais. O
ser humano pode passar até cerca de 30 dias sem comer; porém, sem água não
resistirá mais que 48 horas.
Vive-se em um planeta aquático, impropriamente chamado Terra. A água é
ilimitada. Aproximadamente três quartos da superfície da Terra são cobertos de
água, inclusive nossos organismos são compostos por aproximadamente 75% de
água.
No entanto, embora a água seja a substância mais abundante deste planeta,
especialistas e autoridades internacionais alertam para um possível colapso das
reservas e prevêem a sua escassez em prazo extremamente curto. Será a água
então um bem finito?
Esta afirmação possui duas formas de ser classificada:
1ª) está errada, pois nosso planeta, por redundância, tem 70% da sua
superfície coberta por água;
2ª) está certa quando analisada sob o aspecto da chamada água doce, pois,
no Mundo, 97,22% da água é salgada (SECTAM, 2005), (MANCUSO e SANTOS,
2003) somente aos 2,78% restantes. Ainda assim, 68,9% das águas doces estão
congeladas nas calotas polares do Ártico, Antártida e nas regiões montanhosas.
13
A água subterrânea compreende cerca de 30% do volume total de água doce
do planeta. Somente 0,266% da água doce representa toda a água dos lagos, rios e
reservatórios, significando 0,007% do total de água doce e salgada existente no
planeta. O restante da água doce está na biomassa ou na atmosfera sob a forma de
vapor.
O Brasil detém 11,6% da água doce superficial do mundo. Os 70% da água
disponível para uso estão localizados na Região Amazônica, que representa apenas
7% da população do País. Enquanto que os 30% restantes distribuem-se
desigualmente pelo País, para atender os 93% restantes.
A falta de água é um dos graves problemas mundiais que podem afetar a
sobrevivência dos seres humanos. O uso desordenado, o desperdício e o
crescimento da demanda são fatores que contribuem para intensificar a escassez de
água potável no planeta, e a Conferência Internacional sobre a Água promovida pela
Organização das Nações Unidas em 1998 afirma em seu relatório se nada for feito,
dois terços da humanidade estarão condenados a sofrer de sede antes de 2025 .
Analisando-se os grandes consumidores de água, tem-se a agricultura como
sendo a maior consumidora de água via irrigação, depois as indústrias e por último o
Homem com o chamado consumo doméstico.
Mostra-se através da Tabela 1 a situação do consumo de água por atividade
no Mundo comparando-a com a do Brasil e mais especificamente com o Estado de
São Paulo. Baseado nas análises e levantamentos apresentados no Seminário de
Recursos Hídricos (Ministério de Meio-Ambiente, Banco Nacional de
Desenvolvimento Econômico e Social e o Ministério de Integração Nacional - Rio de
Janeiro - julho de 2004):
14
Tabela 1 Comparação de Consumo de Água por Atividade
Consumo por Atividade em
(%)
MUNDO BRASIL São Paulo São Paulo previsão (2010)
Irrigação 80 68 43 50 Indústria 14 18 32 25
Doméstico 6 14 25 25 Fonte: Seminário de Recursos Hídricos do Ministério de Meio-Ambiente (2004)
Considerando-se esse contexto mundial, atualmente a água tornou-se um
fator fundamental para o crescimento e desenvolvimento urbano, industrial e
agrícola. Assim, o aumento do uso de tecnologia apropriada para o melhor
aproveitamento de fontes hídricas precisa ser incentivado; bem como a aplicação de
sistemas de gerenciamento capazes e eficientes, para se controlar e solucionar o
problema da falta universal da água e o correspondente incremento dos custos
associados a sua utilização.
Analisando-se especificamente a situação no Estado de São Paulo e,
corroborando a afirmação anterior, apresentam-se as Figuras 1 e 2 que mostram a
variação das tarifas de água e esgoto aplicadas pelas principais concessionárias de
saneamento do Estado de São Paulo, em função das faixas de consumo (FIESP /
CIESP, 2004):
Figura 1 Variação Tarifas de Água das Concessionárias do Est. São Paulo
15
Figura 2 Variação Tarifas de Esgoto das Concessionárias do Est. São Paulo
O porquê da variação de custo tem sua explicação: uma das grandes
responsabilidades das concessionárias de água refere-se à qualidade da água
fornecida. Para tornar a água de distribuição potável, a concessionária deve utilizar a
tecnologia de tratamento mais indicada para eliminar todos os poluentes e agentes
ameaçadores à saúde, atendendo aos parâmetros de potabilidade fixados pela
Portaria nº. 518, de 25 de março de 2004, do Ministério da Saúde.
Além da eficácia do tratamento, a concessionária é responsável por um
programa de pesquisa e monitoramento na rede de água distribuída, coletando
amostras e realizando análises sistemáticas. Como exemplo, somente na Região
Metropolitana de São Paulo, a concessionária realiza mais de 20.000 ensaios
mensais (FIESP/CIESP, 2004).
A concessionária deve garantir, ainda, o fornecimento contínuo de água, salvo
casos de força maior. No entanto, como precaução, é fundamental que todo
empreendimento tenha seu sistema independente de reserva de água para garantir
o seu pleno funcionamento mesmo no caso de eventual interrupção.
16
Diante da iminente escassez da água, as indústrias necessitam adotar
estratégias de gerenciamento do uso da água. A conservação da água e o seu uso
eficiente passa ser então uma ferramenta indispensável para diminuir o consumo e a
geração de efluentes.
O presente trabalho analisa os aspectos relacionados à viabilidade técnica e
econômica da implantação de técnicas ecoeficientes no gerenciamento do
suprimento de água industrial e seu reúso. O objetivo deste projeto é apresentar
uma metodologia de conservação da água, que pode ser estendida aos mais
diversos setores industriais. A metodologia baseia-se na realização de um
diagnóstico hídrico da indústria para avaliação dos parâmetros quantitativos e
qualitativos da água consumida e dos efluentes gerados e identificação dos pontos
de trabalho para ação de otimização do seu consumo.
A otimização de qualquer sistema hídrico é realizada a partir, primeiramente
do mais importante de todos os aspectos relacionados a qualquer questão que
envolva o meio ambiente, ou seja, a conscientização das pessoas em relação ao
problema.
Após essa primeira fase, passa-se pela adoção de processos e/ou
equipamentos tecnológicos mais eficientes, e depois pela verificação das
possibilidades de outras fontes de fornecimento, principalmente a reutilização das
águas de uso geral ou de processo, em ambas as situações com ou sem tratamento
do efluente.
A metodologia neste projeto de otimização é aplicável numa indústria gráfica
e visa analisar os aspectos relacionados à viabilidade técnica e econômica da
implantação de técnicas ecoeficientes no tocante ao suprimento de água para uso
17
industrial. Utilizando os conceitos de: água de reúso, ecologia industrial e reciclagem
interna.
O trabalho foca a solução de atendimento às necessidades de consumo da
indústria e da redução dos custos operacionais, por meio da utilização de mini
Usinas de Tratamento de Esgoto e Reúso de Água (miniETERAs), que possuem
como características: implantação simplificada, fácil manutenção, compatíveis com
os artefatos e equipamentos disponíveis no mercado e de baixo custo de
implantação e de operação.
Sua concretização física estará sendo realizada dentro da planta industrial,
onde será tratado todo o esgoto sanitário gerado nas dependências da empresa,
promovendo saneamento do esgoto, com o aproveitamento do efluente tratado para
irrigação de áreas verdes, descargas de vasos sanitários e uso no processo
industrial.
Os atuais custos de aquisição e disposição da água serão determinados e
comparados com os custos previstos de implantação e operação da solução
proposta, verificando-se a sua tendência à redução e os percentuais alcançáveis da
mesma, que assim definidos permitirão o cálculo da amortização dos investimentos
do projeto, dentro de prazos e taxas de retorno compatíveis com o negócio.
18
2. REVISÃO DA LITERATURA
O desenvolvimento de um projeto se dá sob determinados fundamentos
técnicos e teóricos e busca atingir objetivos e soluções, que devem obrigatoriamente
atender a requisitos estabelecidos.
Os fundamentos desse projeto provêm da ecologia e dos seus derivados: a
ecologia industrial e a ecoeficiência que geram os métodos para o planejamento,
busca e avaliação da solução.
O objetivo é o uso racional da água dentro da indústria, propiciando economia
através do reúso da água e da sua reciclagem interna, atendendo não apenas aos
aspectos ambientais, mas também oferecendo uma contrapartida econômico-
financeira ao negócio.
2.1. ECOLOGIA
O termo Ecologia foi criado pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, em 1866, a
partir da junção das palavras gregas Oikos + Logos [gerando ecologia (estudo da
casa), que é definido pelo dicionário Global da Língua Portuguesa como ciência que
estuda as relações entre os seres vivos com seu ambiente natural, bem como de
suas influências recíprocas ] para nomear uma disciplina científica cuja função era
estudar as relações entre as espécies animais e seu ambiente orgânico e
inorgânico. Contudo, o pensamento ecológico sofreu um profundo processo de
evolução e transformação desde aquela época, e o conceito de Ecologia adotado
nos dias de hoje é muito mais abrangente, englobando além de fatores biológicos,
aspectos sociais e políticos (LAGO, PÁDUA, 1984).
19
A palavra grega oikos, com o sentido de casa gerou algumas outras palavras
muito importantes para o mundo atual:
Oiko+nomia, gerou economia (manejo da casa) que é definida pelo dicionário
Global da Língua Portuguesa como sendo a ciência que se ocupa da produção,
distribuição e consumo de bens materiais .
Oiko+umenikos, gerou ecumênico (do mundo inteiro) que é definido pelo
dicionário Global da Língua Portuguesa como relativo a toda terra habitada .
Pelas definições acima se deduz que ecologia e economia deveriam ser
disciplinas companheiras (ODUM, 1988), mas a história mostra que as chamadas
nações industrializadas conseguiram o seu crescimento, desvinculando a
humanidade da natureza, explorando esta como se os recursos produzidos por ela
fossem inexauríveis.
Entretanto o Homem depende do ambiente natural (ontem, hoje e sempre) e
não apenas para energia e materiais, mas também para os processos da vida como
respiração (ar) e alimentação (alimentos e água).
O que a ecologia afirma é que as leis básicas da natureza não mudam
apenas as relações quantitativas, mudam à medida que os consumos pelo homem
de quantidades cada vez maiores de energia e insumos vêm alterando o ambiente.
Em conseqüência, a nossa sobrevivência depende do conhecimento e da ação
(inteligente) para manter e melhorar o equilíbrio ambiental, por meio de tecnologias
pertinentes, conformes e não prejudiciais.
Em qualquer sistema natural, matéria e energia não se criam nem se
destroem. Isto é explicado por duas leis físicas: a lei de conservação da massa e lei
da conservação da energia (primeira lei da termodinâmica), e complementando
também se sabe que devido à segunda lei da termodinâmica a qualidade da energia
20
se degrada do nível de maior qualidade para um nível de menor qualidade (BRAGA
et al, 2005).
Considerando-se a lei de conservação da massa, a qual afirma que em
qualquer sistema, físico ou químico, nunca se cria ou se elimina matéria, apenas é
possível transformá-la de uma forma em outra, fica então evidenciado, um dos
grandes problemas que se enfrenta:
O fato de não ser possível consumir a matéria até sua aniquilação implica a geração de resíduos em todas as atividades dos seres vivos, resíduos esses indesejáveis, a quem os eliminou, mas que podem ser reincorporados ao meio, para serem posteriormente reutilizados. Esse processo denomina-se reciclagem... (BRAGA et al, 2005 pág. 7).
Já o conceito de energia, usado pelo físico inglês Young, em 1807, e é
definido como a capacidade de realizar trabalho. O trabalho é igual ao deslocamento
de uma massa por certa distância através do emprego de uma força, e a potência é
trabalho por unidade de tempo. Embora estas premissas sejam hoje precisas,
durante muito tempo as noções de energia, força e potência eram utilizadas na
Física com um grande entrecruzamento de significados. Ainda hoje, diz-se que o
conceito de energia guarda certa obscuridade, pois se sabe melhor como ela se
manifesta e não exatamente o que ela é (MACHADO, 1998).
As conversões da energia na natureza têm dois aspectos, relacionados à
quantidade e à qualidade da energia, que estão fundamentadas pelo Primeiro e
Segundo princípio (ou Lei) da Termodinâmica, respectivamente. A primeira
anunciação precisa do Primeiro Princípio da Termodinâmica, também conhecido
como a Lei da Conservação de Energia, foi realizada em 1842, postulando que a
energia não pode ser criada nem destruída. Em um sistema isolado ou fechado a
quantidade total de energia não se altera, embora as formas como ela se apresenta
21
possam mudar. A formulação do Segundo Princípio da Termodinâmica foi realizada
por Carnot, em 1824, que tinha como objetivo em seus experimentos, a busca pelo
aperfeiçoamento das máquinas a vapor (MACHADO, 1998).
O Segundo Princípio da Termodinâmica nos diz que não é possível converter
toda a energia térmica de que se dispõe em trabalho. Ou seja, para se galgar um
degrau na qualidade da energia que se pretende usar, faz-se necessário abrir mão
de uma parte inicial, que se dissipará sem poder ser recuperada. Portanto, nos
processos de conversão, há sempre uma perda de energia útil (ROVERE, 2000).
Assim, Carnot provou através da sua formulação que qualquer que seja a
melhoria tecnológica empregada, certa quantidade de energia é sempre degradada
nos processos de conversão (MACHADO, 1998).
O Segundo Princípio vem complementar a Lei da Conservação, afirmando
que, se a quantidade total de energia se mantém durante suas transformações, por
outro lado sua qualidade decai. Esta última é medida através da noção de entropia.
O estado de entropia máxima ocorre quando já não se pode mais realizar trabalho. A
quantidade de energia no sistema permanece constante, mas a energia útil atinge
um mínimo (ROVERE, 2000).
Pode-se afirmar, portanto, que devido a termodinâmica não existe reciclagem
completa de energia; energia dispersada em uma transformação está perdida para
sempre. Notar, que a segunda lei também introduz o conceito de aumento da
entropia, o que implica que quanto mais ações forem realizadas na natureza maior
desordem se instalará nos sistemas naturais.
Considerando o exposto, a analogia entre sistemas biológicos e sistemas
industriais deve-se ao fato dos organismos vivos e das atividades industriais serem
22
sistemas de processamento de materiais dirigidos por um fluxo de energia livre, mas
também porque são sistemas de entropia crescente (AYRES, 1994).
Resumindo, se não forem tomadas medidas de controle eficientes, poderá
ocorrer um constante aumento da poluição e, portanto, de degradação ambiental.
Considerando a irrevogabilidade dessas leis, obrigatoriamente há que se tomar um
posicionamento de explorar os recursos naturais mais eficientemente.
2.1.1. Ecologia Industrial
A ecologia (ODUM, 1988) afirma que os fatores limitantes e o ambiente físico,
não tornam os organismos apenas pacientes da ação, eles se adaptam e
modificam o ambiente em que estão inseridos para reduzir os efeitos limitantes de
variáveis como temperatura, iluminação, água e outras. Esta compensação de
fatores é particularmente efetiva no nível de organização da comunidade.
Até a década de 50 concebia-se o sistema produtivo separado do meio
ambiente, portanto, os problemas ambientais situavam-se fora das fronteiras do
sistema industrial (ALLENBY, 1999). Mas nos últimos anos vem crescendo a
preocupação com os chamados problemas cruciais do meio ambiente: poluição do
ar, águas, solo; efeito estufa; destruição da biodiversidade (algumas vezes de forma
apocalíptica), isto impactando de forma crescente na indústria, através dos seus
custos, que é acusada de ser fonte geradora direta ou indiretamente da maior parte
deles.
A partir dessa situação, uma nova abordagem da relação entre a indústria e o
meio ambiente, vem sendo desenvolvida nos países industrializados ou nos
chamados de primeiro mundo, a Ecologia Industrial.
23
O moderno e recente conceito da ecologia industrial surgiu a partir deste
processo de amadurecimento do pensamento ecológico. Consiste em uma linha de
estudos voltada para a análise sistemática do funcionamento dos sistemas
biológicos e industriais, assim como de suas interações, a partir de balanços de
matéria e de energia. Estabelece a analogia entre os ecossistemas naturais e o
conjunto de atividades industriais, denominados ecossistemas industriais, como
norteadores da otimização da utilização de materiais, desde a matéria-prima virgem
até a disposição final de resíduos pelas indústrias (GRAEDEL, ALLENBY, 1995).
A ecologia industrial, em sua essência, almeja o alcance da nova concepção
de desenvolvimento, ou seja, do desenvolvimento sustentável, e para isso demanda
um novo olhar para sociedade industrial. Faz com que se pense de traz para
frente , ou seja, conduz para observação dos sistemas ecológicos como fonte de
aprendizado operacional e estrutural de organização. Levanta a questão: se
fossemos reconstruir nossa maneira de trabalhar sob a perspectiva ecológica, que
forma ela teria? (ROSENTHAL, 1997). Assim, a ecologia industrial convoca a
tomada de uma nova direção para o desenvolvimento econômico, sob uma
perspectiva de sustentabilidade.
Sob o ponto de vista anterior à ecologia industrial, os estudos se focalizavam
nas conseqüências da poluição na natureza e não nas causas. A esta forma de
solucionar o problema dá-se o nome de tratamento de final de tubo (end-of-pipe).
A ecologia industrial adota uma outra abordagem: os sistemas industriais de
forma total dependem dos recursos e serviços gerados e existentes na biosfera, dos
quais não pode estar dissociado (ERKMAN, 1997).
A Ecologia Industrial é sistêmica, abrangente, possui uma visão integrada de
todos os componentes do sistema industrial e seus relacionamentos com o planeta.
24
Analisa as atividades humanas, os complexos padrões do fluxo de material dentro e
fora do sistema industrial, em contraste com a abordagem que considera a
economia e em correspondência as empresas em termos apenas de unidades
monetárias.
A Ecologia Industrial está baseada no estudo de sistemas e na
termodinâmica. As metodologias para o estudo de sistemas foram estudadas,
utilizando a análise de sistemas para simular a degradação ambiental do planeta, e
enfatizaram o caminho insustentável do sistema industrial vigente. Daí o
desenvolvimento de novos princípios para nortear o desenvolvimento industrial
Princípios da Ecologia Industrial.
Os princípios da Ecologia Industrial (ALLENBY, 1999), (GRAEDEL,
ALLENBY, 1995) são:
I. Produtos, Processos, Serviços e Operações podem produzir resíduos,
mas não desperdícios.
II. Quaisquer processos, produtos, instalações, infra-estruturas, e
sistemas tecnológicos devem ser planejados para ter a capacidade de
serem facilmente adaptáveis à instalação de inovações no campo
ambiental em futuro próximo.
III. Cada elemento que entra em um processo específico de manufatura
deve sair deste na forma de um produto vendável.
IV. Cada Joule de energia usado na manufatura deve produzir uma
transformação de material.
V. As indústrias devem utilizar o mínimo de materiais e energia em
produtos, processos, serviços e operações.
25
VI. Os materiais usados em processos devem ter a menor toxidade
possível.
VII. As indústrias devem buscar atender as suas necessidades de materiais
através de sistemas de reciclagem ao invés de utilizar-se de matérias
primas virgens, mesmo no caso de materiais comuns.
VIII. Cada processo ou produto deve ser projetado e desenvolvido para
preservar as qualidades intrínsecas dos materiais usados, facilitando
sua reutilização ou reciclagem.
IX. Todo produto deve ser projetado para que ele possa ser usado, para
quando tiver sua vida útil acabada, na concepção de um outro.
X. Cada instalação, ou sistema de infra-estrutura ou componente de uma
indústria deve ser desenvolvido, construído ou adaptado com atenção
para manter ou melhorar a diversidade das espécies e do seu habitat e
para minimizar os impactos nos recursos locais e regionais.
XI. Estreitas interações devem ser desenvolvidas com fornecedores de
materiais, clientes e representantes de outras indústrias, com o objetivo
de desenvolver sistema de cooperação tanto para minimizar
embalagens, como para reciclar e reutilizar materiais.
Esses princípios modificam, tanto quanto possível, a lógica de produção
isolada, baseada apenas na utilização de matérias primas resultando em produtos e
resíduos, substituindo-a por sistemas que possibilitem o aproveitamento interno de
resíduos e subprodutos, reduzindo as entradas e saídas externas. O objetivo da
Ecologia Industrial é formar uma rede de processos industriais mais elegantes e com
menos desperdício (AUSUBEL, 1993).
26
A Ecologia Industrial assume que as atividades industriais podem ser
consideradas como ecossistemas nos quais as etapas de produção equivalem a
níveis tróficos (ver Nota 1) e para os quais a promoção de reciclagem de materiais
se torna um objetivo maior em direção a sistemas sustentáveis. As noções de
Ecologia Industrial provêm do universo da engenharia e se constituem em uma
resposta ao impacto destrutivo dos sistemas industriais nos ecossistemas naturais,
dos quais os primeiros dependem.
A partir de analogias biológicas com ecossistemas naturais, são identificados
e propostos arranjos para os fluxos de energia e materiais em sistemas econômicos.
A Ecologia Industrial surge com princípios bem definidos ligados à integração de
atividades produtivas e reciclagem de recursos. A rede de conexões que caracteriza
os fluxos de energia e materiais na qual um determinado nível trófico aproveita os
rejeitos de um outro nível, de forma que o ciclo de materiais do sistema ampliado
tenda para o fechamento serve como um modelo para os sistemas industriais na
sua evolução tecnológica e organizacional.
Ou seja, os modelos e metas da Ecologia Industrial apontam para um modo
de organização da economia segundo princípios de defesa do meio ambiente e
exploração sustentável dos recursos naturais.
Embora não seja novidade, vários dos conceitos e metodologias incorporados
pela Ecologia Industrial, como Produção Mais Limpa , Prevenção de Poluição ,
nestes o termo industrial é interpretado de forma bem abrangente, ou seja, inclui
todas as atividades produtivas e de consumo, como mineração, manufatura,
agricultura, geração de energia, prestação de serviços, reciclagem e outros.
Nota 1: Cadeia alimentar ou trófica é a maneira de expressar as relações de alimentação entre os organismos de uma comunidade, iniciando-se nos produtores e passando pelos herbívoros, predadores e decompositores, por esta ordem. Ao longo da cadeia alimentar há uma transferência de energia e de nutrientes, sempre no sentido dos produtores para os decompositores.
27
2.1.2. Ecoeficiência
As empresas nos últimos 20 anos vêm sofrendo pressões cada vez maiores
para reduzirem ou eliminarem emissões, efluentes e desperdícios nas suas
operações. As empresas possuíam originalmente a visão de que meio ambiente e
lucro eram adversários naturais. Em verdade esta crença deve-se ao fato de que o
custo da tecnologia ambiental era realmente alto, primeiro porque nem era
disponível, dependendo de desenvolvimento, segundo porque não havia massa
crítica de necessidade (volume de pedidos), o que fazia com que os seus custos
fossem altos.
Mas com o passar do tempo ficou patente que melhorar os processos ou
sistemas sob o ponto de vista ambiental, realmente criava condições de reduzir os
custos por meio de uma melhor racionalização dos mesmos, principalmente por
redução de desperdícios, logo impactando positivamente no consumo de todos os
insumos da cadeia produtiva (HAWKEN et al., 1999).
Essa nova visão gerou um modelo de gestão do ambiente baseada na
qualidade total. O novo modelo, ao substituir alterações pontuais e dispendiosas
(end of pipe), permitiu economia de recursos, aumentou a produtividade e a
eficiência, gerando vantagens competitivas, principalmente sobre aqueles que não
optassem pelas mesmas políticas. A existência desta nova postura administrativa
operacional gerencial precisa ser claramente identificada (MAY et al., 2003).
O termo ecoeficiência foi introduzido em 1992 pelo WBCSD (ver nota 2)
através da publicação de seu livro Changing Course, sendo endossado pela
Conferência do Rio (Eco 92) como uma forma das organizações implementarem a
Agenda 21 no setor privado. Desde então, tem-se tornado um sinônimo de uma
28
filosofia de gerenciamento que leva à sustentabilidade, e como foi um conceito
definido pelo próprio mundo dos negócios, está se popularizando muito rapidamente
entre os executivos de todo o mundo.
De acordo com o WBCSD, a ecoeficiência é obtida pela entrega de bens e
serviços com preços competitivos que satisfaçam as necessidades humanas e
tragam qualidade de vida, progressivamente reduzindo impactos ambientais dos
bens e serviços através de todo o ciclo de vida para um nível, no mínimo, em linha
com a capacidade estimada da Terra em suportar .
Este conceito descreve uma visão para a produção de bens e serviços que
possuam valor econômico enquanto reduzem os impactos ecológicos da produção.
Em outras palavras, ecoeficiência significa produzir mais com menos . Conforme o
WBCSD, os sete elementos básicos nas práticas das companhias que operam de
forma ecoeficiente são:
I. Redução da intensidade de material utilizado nos bens e serviços.
II. Redução da intensidade de energia utilizada nos bens e serviços.
III. Redução da dispersão de qualquer tipo de material tóxico.
IV. Apoio à reciclagem.
V. Maximização do uso sustentável dos recursos naturais.
VI. Extensão da durabilidade dos produtos.
VII. Aumento do nível de bens e serviços.
Analisando-se os sete elementos é fácil perceber a sua correlação com os
princípios da Ecologia Industrial.
Nota 2: O WBCSD - World Business Council for Sustainable Development é uma coalizão de mais de 180 companhias multinacionais que compartilham valores de comprometimento com o ambiente, princípios de crescimento econômico e desenvolvimento sustentável. Seus membros representam 34 países e mais de 20 setores industriais, e através de sua rede, compartilham suas experiências em aplicar o conceito de ecoeficiência, bem como suas idéias com a comunidade dos negócios no mundo todo.
29
A diminuição dos impactos ambientais, através da redução da entrada de
materiais (recursos naturais, água, ar e energia) por unidade de produção,
transforma-se em um aumento da produtividade. O uso mais produtivo dos recursos
torna as companhias mais competitivas, criando na prática uma ligação entre a
liderança ambiental e viabilidade econômica. Hoje já existe um esforço de ampliar a
aplicação do conceito da área industrial para as áreas financeira e florestal.
A ecoeficiência engloba ferramentas tais como a prevenção da poluição, com
redução na fonte, minimização de resíduos e produção limpa, traduzindo a idéia de
redução da poluição através de mudanças no processo. Além disso, a ecoeficiência
compartilha algumas características com o emergente conceito de DFE (Design for
Environment), porque inclui o projeto do produto entre as opções tecnológicas
existentes para reduzir a intensidade de uso de matéria e energia na produção, bem
como facilitar a reutilização através da remanufatura e reciclagem. Ela também atua
a partir de uma perspectiva de ciclo de vida, incluindo assim a vida útil do produto
desde a matéria prima até o descarte.
A ecoeficiência significa que as companhias podem melhorar seu
desempenho ambiental e economizar dinheiro através da redução do uso de vários
insumos no seu processo produtivo. Algumas organizações já estão adotando
princípios e práticas da ecoeficiência, integrando a excelência ambiental em sua
filosofia corporativa; definindo metas para melhorar a desempenho, ao mesmo
tempo em que introduzem sistemas para auditá-las e medi-las, assumindo
responsabilidade pelos seus produtos no seu ciclo de vida completo; sendo ativas no
desenvolvimento de novos processos e produtos e colocando ênfase em prevenir a
poluição, ao invés de pagar para limpar.
30
Na ecoeficiência é usual utilizar-se de indicadores de medida de eficiência,
basicamente: Energia, Resíduo e Água. Os indicadores têm como propósito avaliar a
produtividade das companhias em relação à energia e materiais, essa produtividade
medida é um substituto para o desempenho ambiental.
Esses indicadores facilitam a comparação entre empresas. Convém notar que
é necessário normalizar as bases permitindo assim gerar-se um indicador
consistente para a análise. Os indicadores são medidos como uma relação entre o
uso de recursos de uma companhia e o total de produtos ou serviços (valor)
produzido pela empresa (toneladas de produto, unidades embarcadas, faturamento,
etc.)
pode-se portanto dentro de uma empresa, definir seções ou áreas para medir
internamente a participação dessas no indicador geral.
2.2. A ÁGUA NA ATIVIDADE HUMANA
Ao analisar-se a questão de demanda hídrica pelo homem, pode-se listar uma
série de usos para a água: consumo humano, uso industrial, irrigação, geração de
energia, assimilação e transporte de efluentes, transporte etc. Dentro do âmbito
desse trabalho, o ponto de análise é o uso industrial e é sobre este aspecto que se
desenvolverá a conceituação teórica e prática.
2.2.1. A Água na Indústria
As indústrias em geral são grandes consumidoras de água, principalmente
aquelas que produzem bens de consumo a partir da transformação e processamento
de recursos naturais. Em alguns casos a água pode ser inclusive matéria prima
31
incorporando-se no produto final; pode também ser um composto auxiliar na
preparação de materiais ou fluido de transporte ou fluido de aquecimento, de
refrigeração, agente de limpeza etc.
Deve-se ressaltar que as empresas também possuem consumo doméstico de
água: são os consumos usados em banheiros, chuveiros, torneiras, restaurantes
normalmente este consumo está ligado ao número de empregados da mesma.
A qualidade da água fornecida para a indústria depende de como ela será
aplicada. Para uso pelos empregados deverá ser potável, se uma empresa
alimentícia ou farmacêutica deve ter um grau de pureza muito elevado acima do
grau para consumo humano, principalmente se for integrada ao produto final.
No caso de outros usos como para refrigeração, as limitações são menos
rigorosas. Portanto as indústrias podem precisar de água com diversos padrões de
qualidade, desde uma água sem sais e contaminantes (água desmineralizada) até
uma que não prescinde de nenhum tipo de tratamento (água bruta).
A demanda crescente, a escassez e o alto custo da água
citando
especificamente a grande de São Paulo
já é uma realidade. A partir deste enfoque
é que se avalia a possibilidade de implementar um sistema de reúso das águas
servidas geradas pela indústria, dentro dos processos desenvolvidos pela mesma.
Para melhor definir o porquê do alto custo da água (vide figura 1), deve-se
atentar a dois fatores, o primeiro a questão da adução de água para uso na cidade,
o segundo o problema do tratamento do esgoto gerado pelo uso da mesma água.
São Paulo, devido à sua dimensão populacional, esgotou ou atingiu o limite
de capacidade das fontes próximas de suprimento de água, sem contar que muitas
dessas fontes estão extremamente contaminadas (represas Billings e
Guarapiranga), obrigando a concessionária a aduzir água de fontes a 100 km ou
32
mais da cidade, com considerável impacto no custo de transporte (bombeamento)
desta água.
Pesquisa recente divulgada (IBGE, 2004) mostra que o esgoto doméstico é o
grande problema ambiental brasileiro, seguido do uso de agrotóxicos e fertilizantes
que causam contaminação da água no país. Das cidades que registram poluição
permanente da água, 75% apontaram o despejo do esgoto como a principal causa,
segundo dados da pesquisa. Isso se deve também aos precários investimentos no
setor e pela falta de educação ambiental da população. Prevê-se que seria
necessário um investimento de 190 milhões de reais em esgoto sanitário e resíduo
sólido até 2020 para que a questão fosse resolvida. Mas não é o que se percebe
que vá acontecer dada a insuficiente liberação de recursos do governo federal.
A SABESP afirma que 80% do custo do tratamento de esgoto na cidade de
São Paulo devem-se ao custo de transporte até as estações de tratamento (IBGE,
2004).
Hoje no Estado de São Paulo, um grande número de empresas processa seu
esgoto doméstico e/ou industrial. Isto se deve tanto à necessidade de atender a
legislação específica como também pelo fato de que estes processos trazem
significativas reduções dos custos gerais.
2.2.2. Reúso na Indústria
Convém comentar que embora o tema de reúso na indústria tenha adquirido
vulto nos últimos anos, este conceito já é bastante antigo, alguns autores o colocam
na própria existência da água no planeta, através dos oceanos, atmosfera e solos
(MIERZWA, HESPANHOL., 2005). A água tem um mecanismo natural de circulação
33
que a depura e permite sua reutilização de forma indefinida, afinal Leonardo da Vinci
já dizia: A água que você toca dos rios é a última daquela que se foi e a primeira
daquela que vem. Assim é o tempo presente .
Até alguns anos atrás, o reúso era tido como uma opção exótica dentro das
indústrias, porém, atualmente é uma alternativa que não pode ser ignorada,
notando-se a distinção cada vez menor entre técnicas de tratamento de água versus
técnicas de tratamento de esgotos.
Realmente, o tratamento de água deve ser visto como um meio de purificar a
água de qualquer grau de impureza para um grau de pureza que seja adequado ao
uso pretendido, portanto, é muito importante selecionar e combinar de forma
competente, os diversos processos unitários que sejam adequados.
Historicamente pode-se considerar que até o final dos anos noventa, o
principal enfoque foi basicamente a necessidade de se conservar e reusar água em
zonas áridas. Verificaram-se grandes esforços de reúso de água para o
desenvolvimento agrícola em zonas áridas dos Estados Unidos, como Califórnia e
Texas, e em países como a África do Sul, Israel e Índia. Em Israel, por exemplo, o
reúso de águas residuárias tornou-se uma política nacional em 1955.
No Brasil, as externalidades ambientais associadas ao setor industrial e ao
rápido crescimento urbano, no contexto do desenvolvimento das regiões
metropolitanas, apontam para cenários futuros de escassez hídrica. Em São Paulo,
já existem regiões com graves problemas de escassez e de poluição (Vale do
Paraíba) que acabam gerando conflitos entre usuários agrícolas e urbanos,
navegação e geração de energia e consumo industrial com abastecimento público
(FIESP, 2005).
34
Atualmente, a reversão do dramático quadro de desperdícios e degradação
da qualidade das águas para níveis compatíveis com a sustentabilidade é iminente,
tendo em vista o aumento significativo, a cada ano, do volume de água necessário
para atender a demanda. Como as exigências ambientais foram se tornando cada
vez mais restritivas, os planejadores concluíram que dado os altos investimentos
requeridos para o tratamento dos efluentes, se torna mais vantajoso reutilizar estes
efluentes ao invés de lançá-los de volta aos rios.
Situação que implica no estudo de novas alternativas de minimização de uso
e descarte de águas, visando à preservação de corpos hídricos que possuem
qualidade de água própria para consumo humano.
Essa prática, além de possibilitar retorno financeiro, em função da redução do
custo com o tratamento de água seja para consumo humano ou industrial, pela
correta adequação dos níveis de tratamento próprios, oferece uma discreta
preservação do sistema hídrico, onde ocorre a captação de água, além de diminuir o
montante de água residuária a ser descartada no meio ambiente, minimizando os
impactos ambientais negativos.
O reúso e a reciclagem de águas servidas (ver página 58) em empresas vêm
ganhando terreno nos tempos atuais, também em face da necessidade de redução
dos custos finais de produção numa época em que a economia globalizada
condiciona as empresas a uma maior competitividade.
Com a deterioração crescente da qualidade das águas dos mananciais, a
necessidade de tratamentos cada vez mais sofisticados onera o produto final
acabado, motivo pelo qual, o reúso e a reciclagem de água descartada como
resíduos estão cada vez mais retornando ao processo, minimizando, por
conseguinte, os custos citados.
35
Fator importante também levado em consideração na reutilização das águas
residuárias de uma empresa, é a conscientização ambiental, que ganha corpo dia a
dia, nos diversos setores da sociedade moderna, com uma cobrança cada vez maior
da sociedade civil organizada às autoridades competentes, bem como aos setores
produtivos da sociedade.
Com efeito, as alterações que vêm ocorrendo no meio ambiente, sobretudo
pelo descarte de resíduos de forma desordenada, vêm ocasionando a escassez de
água de boa qualidade, reorientando o empresariado mundial a uma mudança de
comportamento, utilizando o conceito de tecnologia limpa, minimizando os impactos
ambientais e que ao mesmo tempo, preserve o ecossistema para as gerações
futuras.
Quando analisados os processos industriais mais comuns, pode-se afirmar
que os usos industriais com maior potencial de aproveitamento do reúso (BRAGA et
al., 2005) são basicamente os seguintes:
torres de resfriamento;
caldeiras;
construção civil (concreto e compactação de solo);
irrigação de áreas verdes das instalações, lavagem de pisos e pátios, lavagem
de peças e máquinas;
processos industriais.
Realmente, como dito anteriormente, o tratamento de água deve ser visto
como um meio de purificar a água de qualquer grau de impureza para um grau de
pureza que seja adequado ao uso pretendido, portanto, é muito importante
selecionar e combinar de forma competente, os diversos processos unitários que
sejam adequados.
36
Dentro do critério de estabelecer prioridades para o reúso, naquelas
operações que já possuem demanda imediata e que não exijam níveis elevados de
tratamento é recomendável iniciar-se pelas torres de resfriamento.
A prática de reúso é um dos componentes do gerenciamento de águas e
efluentes e é um instrumento para a preservação dos recursos naturais, ajudando
também no controle da poluição ambiental. Mas quando considerados os princípios
da ecologia industrial este procedimento deve estar vinculado a outras ações ou
políticas, que tragam uma maior racionalização ao uso da água na indústria. A
proposta de reúso não deve ser um tratamento de fim de tubo, até porque esta visão
antiquada é que leva hoje a níveis de escassez e poluição muito elevados e
perigosos e que devem ser contidos (MIERZWA, HESPANHOL., 2005).
No Brasil, face à sistemática de outorga e cobrança pelo uso da água, que
vem sendo implementada pela Agência Nacional das Águas - ANA, a indústria será
duplamente penalizada, tanto em termos de captação de água como em relação ao
lançamento de efluentes. O reúso e reciclagem na indústria passam a se constituir,
portanto, ferramentas de gestão fundamentais para a sustentabilidade da produção
industrial.
Por uma questão de semântica e adequação de linguagem, segundo a
Organização Mundial de Saúde o reúso de água internamente às instalações
industriais, tendo como objetivo a economia de água e o controle da poluição é
chamado de Reciclagem Interna (MANCUSO, SANTOS, 2003).
37
2.2.3. Reciclagem Interna
Esgotos sanitários são os despejos líquidos constituídos de esgotos
domésticos e industriais lançados na rede pública e águas de infiltração. Resíduo
líquido industrial é o esgoto resultante dos processos industriais.
Dependendo do tipo de indústria, ele possui características muito específicas;
daí a necessidade de se estudar, com o objetivo de tratamento e disposição, cada
tipo de despejo isoladamente. Esgotos industriais lançados na rede pública são
resíduos líquidos industriais devidamente condicionados de modo a respeitar os
padrões de lançamento estabelecidos.
O presente Projeto está focado no tratamento do esgoto doméstico, cujo
tratamento baseia-se em procedimentos padrões conhecidos, embora possa ser
tratado através de dois processos ou aerobicamente e / ou anaerobicamente.
Quanto se analisa especificamente à reciclagem interna tem-se que: esgotos
domésticos tratados têm sido amplamente utilizados como água de resfriamento em
sistema com e sem circulação. Os esgotos apresentam uma pequena desvantagem
em relação às águas naturais pelo fato de possuírem temperatura um pouco mais
elevada. Em compensação, a oscilação de temperatura é muito menor do que em
águas naturais (BRAGA, et al., 2005).
Além disso, a qualidade da água adequada para refrigeração de sistemas
semi-abertos é compatível com outros usos urbanos não potáveis, tais como
irrigação de áreas verdes, lavagem de pátios e pisos gerais, descarga de vasos
sanitários e outros.
Os sistemas de tratamento para reúso em unidades de refrigeração semi-
abertas, por exemplo, são relativamente simples e devem produzir efluentes
38
capazes de evitar corrosão ou formação de depósitos, biofouling ou espuma
(BRAGA et al, 2005).
2.2.4. Estudo de Casos
Para melhor exemplificar e demonstrar eficiência e impacto do reúso e
reciclagem de água na indústria abaixo dois casos reais, um no Brasil e outro na
Europa, onde a filosofia dos três R - Reduzir, Reutilizar e Reciclar, quando
empregada de forma consciente, conduz a excelentes resultados ambientais, sociais
e financeiros:
Caso Coats Corrente (BRASIL)
desde 1998, a empresa recebe 100 m3/hora
de água de reúso oriunda do esgoto tratado pela SABESP (Saneamento Básico do
Estado de São Paulo), que seriam devolvidos ao rio Tamanduateí, economizando
um volume de água potável suficiente para abastecer mais de duas mil famílias.
É a primeira experiência do gênero na América Latina. A Coats Corrente
antes da implantação do sistema comprava água potável para fins sanitários e
complementava o volume com água de alguns poços profundos e do rio
Tamanduateí.
Processava a água e a devolvia toda (tratada) ao sistema de esgoto da
SABESP. Para viabilizar o Projeto, a Sabesp fez pequenas alterações nas condições
de tratamento da água utilizada no processo têxtil da empresa, e instalou uma
tubulação da Estação de Tratamento de Esgotos (ETA) Jesus Neto para a planta da
Coats Corrente, ambas no bairro do Ipiranga na cidade de São Paulo. A Coats
Corrente afirma que, apesar dos investimentos de U$ 200 mil (dólares americanos,
1998) para viabilizar esse fornecimento, basicamente o custo da tubulação de 800
39
metros entre a ETA e a Coats, conseguiu uma economia de custo operacional
equivalente a 60% dos gastos com água.
O sistema implantado pela empresa inclui ainda um circuito fechado de
tratamento e uso da água, que reaproveita 40% do volume fornecido pela SABESP.
Os 60% restantes são pré-tratados dentro da estação da Coats e só depois são
devolvidos à SABESP. A Coats utiliza a água fornecida para o beneficiamento de
fios, mercerização, alvejamento, tingimento e lavagem de fios.
Esta experiência não é única, outras iniciativas de reúso de água em São
Paulo já vêm ocorrendo há bastante tempo também:
Uma das mais interessantes é a do parque temático Hopi Hari. O Hopi
Hari usa água de reúso para descarga sanitária, lavagem de pisos e rega
de jardins , explica. Mancuso. Eles aproveitam seu próprio esgoto e não
jogam nada no rio .
De acordo com Maria Carolina Gonçalves, gerente do Departamento de
Planejamento, Controladoria e Desenvolvimento Operacional da SABESP,
as prefeituras de São Caetano, Santo André, Carapicuíba e Barueri estão
comprando água de reúso da concessionária para lavagem de ruas e rega
de jardins. No momento estamos negociando também com a Prefeitura
de São Paulo , afirma Maria Carolina. As prefeituras atualmente (2006)
pagam R$ 0,30 por metro cúbico de água de reúso .
O reúso em indústrias vem aumentando rapidamente , explica o prof.
Mancuso. Além do Hopi Hari, a Volkswagen no ABC, a Fiat em Betim e o frigorífico
Marba estão usando água de reúso. A petroquímica de Mauá também está fazendo
um plano. Em indústrias isso acontece há algum tempo, as concessionárias estão
entrando nessa agora.
40
Caso Coca
Cola (EUROPA) - a empresa Coca-Cola Hrvatska d.d. (CCBH)
está instalada na Croácia, possui duas plantas (Zagreb e Solin) e atende a mais de
20.000 clientes em toda a Croácia, possuindo 750 funcionários diretos. CCBH cobre
64% do mercado de refrigerantes e 22% do mercado de suco de frutas.
A empresa viu-se na contingência de redesenhar seus sistemas de
tratamento de água e esgoto (ver Figura 3), devido a normas de procedimento e
devido à necessidade de reduzir o volume de água potável (adquirida de
concessionárias) consumido pelas suas operações (por escassez).
O objetivo foi o de tratar a água de esgoto das fábricas de forma a não
necessitar dos sistemas de tratamento municipais e permitindo lançar os mesmos
em fontes naturais como rios e lagos sem ocasionar nenhum tipo de alteração ou
risco para a vida animal ou vegetal.
Figura 3 Foto do Coca-Cola Croatia Wastewater Treatment Fonte: CCBH Case Study WBCSD março 2003
Além da manutenção e aprimoramento dos sistemas de tratamento de água,
foram construídos reservatórios de 80 m3 para coletar e guardar parte da água
purificada para uso em processos, tais como lavagem do piso, limpeza de áreas de
produção e lavagem de garrafas.
41
Com isso foram alcançados resultados expressivos, na Figura 4 vê-se o
impacto na qualidade final da água tratada.
Figura 4 Índice de Contaminação na Água Pós-Tratamento Fonte: CCBH Case Study WBCSD março 2003 adaptado pelo autor
Na Figura 5 mostra-se o ganho no consumo de água por litro de refrigerante
embarcado, o que resulta em uma economia aproximada de dois milhões de litros de
água potável por mês.
3 , 2 4
3 , 2 2
3 , 1 4
2 , 4 3
0
0 , 5
1
1 , 5
2
2 , 5
3
3 , 5
l
1 9 8 8
1 9 9 9
2 0 0 0
2 0 0 1
C o n s u m o d e Á g u a ( l i t r o s ) p o r P r o d u t o ( N o . E m b a l a g e n s
l i t r o s x E m b a l .
Figura 5 Consumo de Água em Litros por Embalagem de Refrigerante Embarcada Fonte: CCBH Case Study WBCSD março 2003 adaptado pelo autor
Notar que na Figura 5, buscando uma forma de analisar o impacto de suas
ações, a fim de poder compará-las com outras empresas, desenvolveu então um
indicador com a quantidade de produto embarcado (ver figura 5). O indicador acima,
definido como sendo o volume de consumido dividido pelo número de embalagens
padrão embarcadas, hoje é utilizado em todas as empresas do grupo, servindo de
parâmetro para a análise da ecoeficiência do grupo.
42
Muitas outras empresas em diversas partes do mundo estão desenvolvendo e
implantando projetos de reciclagem e reúso de água, por exemplo:
A General Motors, reduziu a necessidade de consumo de água de poço
profundo, na sua fábrica de Ramos Arizpe no México, ver a Figura 6,
Figura 6 Variação Consumo de Água General Motors Fonte: CCBH Case Study WBCSD março 2003 adaptado pelo autor
de 32 m3 em 1986 para 2,2 m3 por carro em 2.000, através de um programa
de conservação, reúso, purificação e recuperação.
ESKOM (geradora de energia) na África do Sul implantou um projeto de reúso
que atingiu uma economia de duzentos milhões de litros de água por dia.
A British Petroleum na Austrália reduziu suas necessidades de água em 20%,
gerando uma economia anual de US$ 1.150.000,00 (2003).
A L Oreal na sua fábrica de xampus, condicionadores e produtos para
cabeleireiros localizada em Pontyclun, Gales
Reino Unido, atualmente
recicla e/ou reusa 75% de todos os resíduos gerados na fábrica incluindo
água.
43
3. PROPOSIÇÃO
Atender às necessidades de consumo de água de uma indústria gráfica de
grande porte, buscando não só atender as necessidades da empresa, mas também
gerar as condições para que a mesma se torne mais ecoeficiente, alcançando uma
posição de diferencial, tanto no aspecto qualitativo como no ambiental, diante do
mercado e da sociedade.
3.1.HISTÓRICO
A indústria gráfica brasileira é responsável por aproximadamente duzentos mil
empregos diretos, investimentos da ordem de US$ 6,1 bilhões em máquinas,
equipamentos, novas tecnologias e infra-estrutura, acumulados no período
1993/2002. O setor representa cerca de 1,1% do PIB nacional e 2,95% do PIB
industrial (FIESP, 2005).
A indústria gráfica é um setor muito diversificado, como se percebe através do
número de produtos diferentes que ela pode gerar tais como: formulários, livros,
jornais, periódicos, revistas, papel de presente, caixas, sacos, recipientes de
bebidas, sinalização, formulários, folhetos, propagandas, tecidos, e assim por diante
(FIESP, 2003).
Os textos, diagramas, retratos, e assim por diante, são projetados e
compostos sobre, por exemplo, uma folha jornal. Se os retratos e/ou o texto devem
ser impressos em diversas cores, estes devem ser separados em partes (cada uma
com sua cor).
44
A página é transferida (isoladamente) então a uma forma de impressão, que
pode ser um bloco impressor (high-intensity, flexografia), uma lâmina/chapa
impressora (off-set), um rolo impressor (roto gravura), ou estêncil (tela).
As informações seguintes referem-se a um processo genérico, sendo as
etapas do processo gráfico e os aspectos ambientais citados, os mais usuais no
setor (FIESP, 2003).
Utilizar-se-ão os conceitos, metodologias e idéias aqui sugeridas para realizar
uma avaliação de seu processo produtivo, podendo, dessa forma, atuar sobre seus
aspectos ambientais específicos (no caso com relação aos efluentes líquidos)
minimizando seus impactos.
Por característica da empresa analisar-se-á especificamente a impressão por
roto gravura. Na etapa de pré-impressão do sistema de impressão são utilizados
métodos foto mecânicos para passar a imagem do original para a forma, o que gera
efluentes líquidos provenientes do processo de revelação, que podem conter ácidos,
álcalis, solventes, metais de recobrimento e reveladores.
Nas demais etapas do processo (impressão e acabamento) são gerados
resíduos, como embalagens de tintas e solventes, panos e estopas sujos com
solvente ou óleo, borras de tinta e emissões da evaporação de solventes e vernizes,
chamados compostos orgânicos voláteis (COV, ou em inglês VOC, - volatile
organic compounds).
Como já dito, grande parte dos problemas ambientais provêm dos efluentes
da pré-impressão, principalmente quando lançados indiscriminadamente na rede de
esgotos ou em corpos de água, podendo causar impactos significativos.
45
Para que se possa identificar mais claramente este problema, relacionam-se
na Figura 7 as principais substâncias presentes nos produtos utilizados no
processamento tanto da imagem como da chapa.
Figura 7 Fluxo de Processo de Roto gravura Fonte: Retirado do Guia Técnico Ambiental da Indústria Gráfica
FIESP, 2003
Na impressão por roto gravura a forma final é um cilindro metálico gravado.
Assim sendo, há necessidade de realizarem-se operações de limpeza, enxágüe e
preparação para a gravação, gerando efluentes líquidos e resíduos sólidos
provenientes do tratamento de superfícies metálicas, semelhantes aos da indústria
46
de galvanoplastia, que devem ser tratados e dispostos adequadamente. Por sua
vez, na etapa de impressão os resíduos gerados não diferem muito do off-set e a
principal diferença refere-se ao modo de alimentação do papel, que no off-set é
folha-a-folha, e na roto gravura, em rolo contínuo.
A Tabela 2 ilustra os aspectos identificados, apresentando os principais
produtos usados neste processo e seus constituintes mais relevantes:
Tabela 2 - Quadro Produtos Utilizados no Processo de Roto Gravura
Fonte: Retirado do Guia Técnico Ambiental Indústria Gráfica 2003
47
Resumindo, as características dos resíduos em geral (FIESP, 2003), são:
As emissões no ar consistem principalmente em solventes e outros
compostos orgânicos, alguns contém substâncias que podem causar
odores desagradáveis ou afetam a saúde e o ambiente.
As descargas de efluentes consistem principalmente em prata, cobre,
cromo, solventes orgânicos, e outros compostos orgânicos tóxicos.
O ruído vem principalmente dos ventiladores, rotativas e transporte.
Os resíduos sólidos, muito perigosos para o meio ambiente, tais como:
de revelação fotográfica e químicos em geral, lama dos hidróxidos de
metais, tintas e solventes, resíduos do material que contém tinturas e
solventes, e derramamentos de óleo.
A empresa gráfica que buscou suporte na solução do seu problema de água
está instalada na cidade de São Paulo, sendo uma das maiores do seu ramo, é
responsável pela impressão de dois jornais diários, que somados atingem a casa
dos 500.000 exemplares por dia. Suas máquinas têm capacidade de produzir 75.000
jornais de 60 páginas por hora.
Nessa situação, apresenta-se uma proposta voltada ao insumo água, que
permite benefícios:
1. Ambientais
Redução de lançamento de efluentes, em geral, gerados pela
indústria;
Aumento da disponibilidade de água para usos mais exigentes
(pessoas);
48
Evitar a necessidade de captação de águas superficiais ou
subterrâneas, possibilitando uma situação ecológica equilibrada.
2. Econômicos
Conformidade ambiental em relação a padrões e normas ambientais
estabelecidos;
Mudança nos padrões de produção e consumo;
Redução de custos;
Aumento de competitividade em relação a empresas do mesmo
ramo;
Permitir pleitear/receber incentivos e coeficientes redutores dos
fatores da cobrança pelo uso da água.
3. Sociais
Melhoria da imagem da empresa junto à sociedade, com o
reconhecimento de empresa socialmente responsável.
4. Gerar indicadores Ecoeficientes
Definindo correlações entre o produto fornecido pela empresa e o
insumo, exemplificando: litros de água por jornais editados.
Os números iniciais (ver Nota 3) informados são de que a empresa consumia
em média: 6.580.000 litros de água por mês, bastando dividir pelo número de jornais
Nota 3 - Importante ao desenvolvimento do projeto: aqui vale fazer o comentário de que a ausência de informações ou dados afeta a capacidade de definir de forma mais completa os impactos e custos de cada proposta, para exemplificar: existem plantas hidráulicas do prédio; existem análises dos efluentes de forma a que possamos melhor caracterizar os níveis de tratamento e volumes gerados de contaminantes; existem também informações mais amplas sobre as pessoas e condições de trabalho das mesmas na organização.
49
editados no mesmo período, 14.000.000 de jornais por mês, para se ter uma idéia
do volume de água gasto por jornal produzido, ou seja, aproximadamente meio litro
de água por jornal.
Otimizar a relação do insumo água e as necessidades da empresa, gerando
uma melhora no índice de litros de água por jornal editado, é um dos objetivos do
projeto, o outro é alcançar este resultado de forma a atender a todos os aspectos
necessários, ecoeficientemente, para isso é necessário incrementar a eficiência do
consumo e reduzir (ou pelo menos manter) o custo de água por produto. Para tanto
existem três linhas principais de ação:
I. Reduzir o desperdício: isto é alcançado pela
conscientização das pessoas e por uma efetiva
manutenção aliada a instalação de equipamentos de
controle e contenção do uso da água, explicitamente a de
uso humano.
II. Mudanças no processo e equipamentos: visando reduzir o
consumo de água por produto e / ou facilitar seu reúso.
Aqui também é correto dizer que não só o componente
custo é importante, mas a manutenção da qualidade e da
característica do produto também é muito importante.
III. Desenvolvimento de novas fontes: as novas fontes devem
apresentar não apenas o componente de custo atrativo,
mas obrigatoriamente o aspecto de segurança
operacional, como base da sua escolha e implementação
e o de atender aos aspectos da ecologia industrial e
ecoeficiência.
50
Esta situação impõe apontar que a busca de números mais definidos é
necessária. Portanto à realização de levantamentos de dados e documentos na
planta, bem como a de um trabalho de campo específico é imprescindível.
3.2. DEFINIÇÃO DAS LINHAS DE AÇÃO
A seguir, uma seqüência de ferramentas e meios para reduzir, reciclar e
reusar a água na empresa. Identificam-se essas condições sob o título de
Conservação da Água. Em cada uma delas é necessário realizar uma análise para
apresentar os impactos e a condição de sua implantação na empresa.
A partir disso cria-se uma seqüência de possíveis projetos a serem
implantados e detalhar-se-á aquele que apresentar maiores condições de maximizar
o atendimento aos objetivos pretendidos.
3.2.1. Otimização pela Redução de Desperdícios
São basicamente duas as alternativas: a primeira, com menor custo de
implantação, prevê a conservação da água, via redução de desperdícios, através da
orientação, treinamento e conscientização dos operadores e funcionários.
Aqui dois pontos são importantes; realizar uma revisão das práticas e rotinas
industriais inclusive e expressamente as de manutenção predial, buscando diminuir
o consumo de água (gotejamentos, escorrimentos, vazamentos, pressões
excessivas) sem prejudicar a qualidade de vida; e desenvolver uma campanha de
conscientização ambiental permanente junto aos funcionários e suas famílias.
51
A segunda alternativa se alcança através de substituição física de peças
sanitárias e torneiras. Analisando-se os banheiros e vestiários, é possível detectar
se os equipamentos dos mesmos são de concepção antiga, hoje existem bacias
sanitárias que consomem apenas 6 litros/descarga (metade do consumo das
antigas), torneiras de fecho automático, já no caso de restaurantes e refeitórios,
introduzir acionamento de torneiras no pé para cozinha, reguladores de fluxo e
pressão e outros equipamentos.
3.2.2. Otimização pela Alteração de Métodos e/ou Equipamentos
Alterar métodos ou equipamentos de produção, não é uma alternativa de fácil
adoção, haja vista o grande número de variáveis ligadas a sua viabilização,
destacando-se: ramo de atividade (nível tecnológico), capacidade de produção,
variedade de produtos e o custo para implementar as mudanças.
Aqui é necessária a utilização de conhecimentos específicos e detalhados da
operação, nesse caso é muito importante o apoio técnico dos engenheiros e
especialistas, não só da empresa, mas também dos que dão suporte ao mercado,
fabricantes de máquinas e fornecedores de insumos.
Não esquecer que a visão da ecologia industrial e da ecoeficiência é de tornar
os ecossistemas industriais mais eficientes e permitir sua perenização. Não se busca
apenas um mundo ecologicamente ideal, mas sim uma forma de saudável convívio,
sabendo-se que os processos (até pelas leis da física), geram resíduos.
Faz-se necessário atentar ao uso e ao reúso antes de buscar a eliminação do
processo. O crescimento econômico muitas vezes prescinde da ecologia, mas não
52
esquecer de que o homem para sobreviver e evoluir depende de ambos os sistemas
o Natural e o Social.
3.2.3. Otimização pela Substituição de Fontes de Fornecimento
Indústrias têm diversas alternativas de fontes de fornecimento de água; cabe
comentar que em determinadas condições mais do que uma fonte pode concorrer
para o abastecimento da empresa. Mas convém ressaltar que existem fontes mais
ecoeficientes do que outras (TOMAZ, 2001).
Fontes de fornecimento:
1) Água Fornecida por Concessionária de Serviço Público usualmente essa fonte
fornece água potável, com qualidade bacteriológica e físico química, mas a elevado
custo.
Considerando-se que normalmente a concessionária cobra o esgoto na
mesma quantidade da água, sendo o valor da tarifa de esgoto próxima a da água,
temos que o valor do m3 é bastante elevado (o que força buscarem-se alternativas).
O aspecto ecoeficiente dessa fonte é relativo, de um lado diz-se que o
controle das fontes de fornecimento por uma entidade única, facilita o controle, de
outro ponto, pode-se dizer que para o sistema não penalizar os consumidores
menores (no caso usuários domésticos), deverá haver um forte controle nos
chamados grandes consumidores.
Hoje o controle é efetuado via cotas de volume, ou via tarifas especiais, que
nem sempre expressam de forma correta a relação uso e impacto ambiental. O bom
53
senso diria que o correto seria a implantação de indicadores de ecoeficiência e
basear a cobrança sobre a relação valor ideal pelo real das empresas.
2) Água de Poço Tubular Profundo
a escolha desta fonte de fornecimento é uma
realidade para muitas empresas, até porque hoje diante da forma de custeio da
utilização da água gerada por meio desta fonte, o custo final da água é
relativamente barato; mas apresenta uma série de problemas e impactos
ambientais negativos.
A relevância do uso de poços artesianos, dada a sua amplitude de utilização e
segurança operacional, pode ser notada no caso de São Paulo, onde o uso desta
técnica de captação, baseado no Anuário (IBGE, 2002), corresponde a que 67% dos
municípios paulistas são abastecidos total ou parcialmente por águas subterrâneas,
enquanto 47% são exclusivamente abastecidos por essa fonte.
A Tabela 3 mostra o volume de poços profundos utilizados no fornecimento
de água potável para os municípios do estado de São Paulo:
Tabela 3 - Demonstrativo de Fontes de Fornecimento por Distrito - Estado de São Paulo
Distritos abastecidos
Tipo de captação Unidade da
Federação
Total
de
distritos
Total Superfície
Poço
raso
Poço
profundo
Adutora
de água
bruta
Adutora
de água
tratada
São Paulo 1. 022 1. 011 533 105 677 242 344
Fonte: do Anuário IBGE (2002)
modificada pelo autor.
Já pela Cartilha Água (SECTAM, 2005) estima-se que 51% do abastecimento
de água no Brasil são feitos por captações subterrâneas através de 200.000 poços
tubulares e mais de um milhão de poços/cacimbas. A ausência de controle sobre as
54
diversas atividades do homem (práticas domésticas, agrícolas e comerciais)
modificadoras dos mecanismos de reposição natural da água, principalmente dos
recursos hídricos subterrâneos, denotam a importância da regulamentação e
controle sobre os recursos brasileiros.
O que se apreende dos fatos acima é que, certamente pode-se dizer: que a
geração de água via fontes subterrâneas para indústrias, tem forte impacto no
fornecimento de água para uso doméstico.
Outro aspecto é o da imponderabilidade do resultado, não existe uma maneira
de confirmar-se a existência de água no volume desejado, nem na qualidade, sem
que o poço seja perfurado; outro aspecto da perenidade de volume produzido
basta que se abra um outro poço nas proximidades deste para que haja redução
(em alguns casos até o esgotamento) do volume aduzido. A redução também ocorre
em períodos de seca e por esgotamento do lençol freático.
Quanto à existência de contaminantes na água de poço, isso é outra
realidade, porém contornável via tratamento da mesma (com incremento do custo),
existem diversos sistemas capazes de retirar esses contaminantes da água, no caso
do Estado de São Paulo os mais comuns são: Flúor, Ferro e Carbonatos.
Os poços devem ser cadastrados, mapeados e ter seus parâmetros físico-
químicos controlados. A empresa deve possuir outorga do mesmo, o que não inibe a
cobrança por concessionária da região, da respectiva taxa de esgoto pelo volume
utilizado.
Analisando todos os pontos, a utilização de água gerada por poço profundo,
deve ser analisada pela empresa de maneira bastante cautelosa e pragmática,
55
atentar apenas para os aspectos econômicos pode em curto prazo se mostrar
contraproducente.
3) Água Pluvial
é uma proposta extremamente interessante; na região de São
Paulo o índice pluviométrico é de aproximadamente 1.200 mm anuais, a taxa de
aproveitamento da água da pluvial é de 80% (as perdas ocorrem por não
utilizarem-se os 15 minutos iniciais, (vazão perdida) pela aderência e pela
evaporação nas superfícies), o que leva a afirmar que cada 1.000 m2 de área
coberta ou impermeabilizada, podem gerar 1.000 l de água por ano.
O volume é interessante, porém dois aspectos são negativos no
aproveitamento da água pluvial; há que possuir áreas para estocar grandes volumes
de água na época de chuvas, para depois utilizá-la na estiagem e as áreas de
estoque devem ter características (cisternas), que fazem com que seu custo seja
elevado.
Esta é uma solução que deve ser olhada com atenção, até porque do ponto
de vista ambiental é irrepreensível. Em muitos locais da Europa o próprio sistema de
águas pluviais das cidades já está conectado a filtros e áreas de estoque, mas ainda
assim o custo final é alto.
4) Água de Reciclagem de Esgoto Sanitário e Industrial de Terceiros
se a
indústria desejar, ela pode comprar os efluentes de uma empresa ou indústria
vizinha, tratá-lo e transformá-lo em água industrial.
Neste caso, a questão é saber se a empresa não gera suficiente efluente para
poder atender as suas demandas, ou seu efluente por característica e processo não
é utilizável por ela mesmo. Esta é uma situação limite, mas que pode acontecer em
situações especiais.
Não existe aplicabilidade no estudo em questão.
56
5) Água de Fonte Superficial a indústria pode retirar água de um rio, lago, córrego
etc. O custo dessa alternativa é baixo e os processos bem conhecidos.
A retirada de água de fonte superficial é feita por concessão do DAEE. No
caso da empresa em estudo, o rio seria o Tietê, no seu trecho da Marginal da cidade
de São Paulo.
Não fossem apenas as implicações do próprio tratamento, no caso o volume
de resíduo gerado, em vista da condição do rio no local, tem-se também o aspecto
físico da captação e passagem de tubulação por uma das vias de tráfego mais
congestionadas do mundo.
Em muitas situações é a única solução para as empresas terem condições de
operarem, mas na chamada grande São Paulo tal tipo de ação é com certeza
problemática do ponto de vista ambiental e social. A cidade de São Paulo tem de
buscar água a mais de cem quilômetros de distância do seu centro. Logo, no sentido
mais estrito, as fontes de água, próximas à cidade ou na cidade devem servir para
usos mais exigentes como, por exemplo, o próprio abastecimento público, hospitalar
e os usos sociais que se façam necessários.
As empresas devem buscar outras soluções (como no caso de fontes
subterrâneas), não esquecendo que seus próprios empregados e a operação normal
da empresa sob o aspecto humano, dependem da água potável.
6) Água de Terceiros por Caminhão
só se entende o seu uso como uma fonte de
emergência, ou no atendimento a um processo de manutenção do sistema principal
de fornecimento.
7) Água Industrial por Tubulação e Medidor
a solução de melhor impacto
ambiental, a existência de uma rede dual: água potável + água industrial.
57
Caso existisse esta rede de água industrial, que passasse em frente à
indústria, toda água que ela necessitasse poderia ser retirada e com certeza a um
custo mais do que conveniente. (ver case Coats Corrente pág.38).
Esta fonte de fornecimento já está completamente inserida dentro do conceito
de desenvolvimento sustentável
ecologicamente correto é o próprio conceito de
reúso, mas infelizmente para as empresas e a sociedade nem o Estado através de
suas companhias de saneamento, nem a iniciativa privada, atentaram para este
enorme potencial de negócios.
Apesar da preocupação histórica do Governo Paulista com saneamento
básico, somente 17% do esgoto gerado no Estado sofre algum tipo de tratamento
prévio.
Percentagem justificada analisando-se o volume de esgoto gerado versus o
volume de esgoto tratado, a partir dos dados populacionais do censo 2000 do IBGE
para todos os municípios do Estado de São Paulo, levando também em
consideração o nível de atendimento das populações pela existência de redes
coletoras de esgoto e a existência ou não de algum tipo de tratamento de esgoto em
cada município do Estado.
Portanto, a carga domiciliar remanescente é extremamente elevada. Esse
aporte extra de matéria orgânica por princípio causa mudanças profundas nos
corpos hídricos receptores.
Em termos numéricos, dos 4.980.000 m³/dia gerados de esgotos no Estado,
apenas 836.000 m³/dia são tratados, o restante segue na sua forma natural para
rios, córregos, riachos, lagoas etc. Notar que a cidade de São Paulo não está em
melhor situação, dos 1.515.000 m³/dia de esgoto gerado, apenas 122.600 m³/dia são
tratados, menos de 10% (MARTINELLI et al, 2002).
58
O custo por m³ da água (MANCUSO, SANTOS, 2003), gerada em uma
estação de tratamento para reúso, fornecendo água com qualidade superior para a
indústria (passando por sistemas de osmose reversa), não sairia por mais do que
US$ 1,15 /m³ (hoje R$ 2,50/m³) considerando o retorno do investimento o custo de
distribuição (linha física) e o custo de operação, a estação proposta teria a
capacidade de tratar 38.000 m³/dia.
As indústrias da cidade de São Paulo poderiam comprar água industrial a um
custo de 1/3 do valor cobrado pela concessionária, o impacto sobre a vida dos
habitantes da cidade seria enorme.
Para dar um exemplo das possibilidades de ações nesta área a empresa
Geoplan instalou um sistema de tratamento de água no chamado, Canal do Cunha,
no Rio de Janeiro
uma fonte que apresenta características de esgoto a céu aberto.
A instalação compõe-se de:
Sistema de captação com balsa flutuante;
Reservatório pulmão;
Sistema de dosagem de insumos em linha;
Clarificador; Filtros de areia; filtros tipo cartucho;
Osmose reversa para produção de água desmineralizada.
A capacidade de produção é de 111 m3/h (79.920 m3/mês) sendo 70%
industrial bruta e 30% desmineralizada (uso superior), atendendo a empresas
circunvizinhas, a um custo base de venda de R$ 3,50/m³ (fevereiro de 2006), com
contratos de garantia de compra por 10 anos.
59
8) Reúso ou Reciclar o Esgoto Industrial e Sanitário
a solução de grande impacto
ambiental funciona dentro do conceito de reúso do próprio efluente gerado pela
empresa.
Primeiramente é preciso definir é verificar se existe diferença conceitual entre
a palavra reciclar e a palavra reúso. Aproveitando as definições existentes (ver pág.
35), pode se afirmar de forma resumida, que o reúso é o uso de águas já utilizadas,
uma ou mais vezes, em algum tipo de atividade, para suprir as necessidades de
outros usos, podendo inclusive ser o próprio uso original, como o conceito é amplo
ele admite que se entenda o reúso como sendo decorrente de ações planejadas ou
não.
A reciclagem seria o reúso interno da água, antes de sua descarga em um
sistema de tratamento geral ou disposição, para servir como fonte suplementar de
abastecimento do uso original. Pela própria definição o termo reciclagem é um caso
particular do reúso (MANCUSO, SANTOS, 2003).
Para análise da implantação do reúso (a partir deste momento entender-se-á
a palavra reúso de forma ampla) de efluentes na indústria define-se o mesmo como
sendo o uso interno de efluentes, tratados ou não, provenientes de atividades
realizadas na própria indústria de forma planejada. O reúso pode ser do tipo:
Reúso em cascata
o efluente originado em um determinado processo
industrial é diretamente utilizado em um processo subseqüente, devido ao fato das
características do efluente disponível serem compatíveis com os padrões de
qualidade da água a ser utilizada.
Reúso de efluentes tratados
é o tipo de reúso mais amplamente discutido e
consiste na utilização de efluentes que foram submetidos a um processo de
tratamento. Em função da complexidade da atividade na qual se pretende aplicar a
60
prática de reúso é necessário conduzir um estudo detalhado para implantar cada
uma das opções disponíveis.
Dentro da filosofia de ecoeficiência, é importante que seja priorizado o reúso
em cascata, pois ao mesmo tempo em que o consumo de água é minimizado o
volume de efluente a ser tratado é reduzido.
À medida que a demanda de água e a geração de efluentes são reduzidas,
ocorre uma elevação na concentração de contaminantes no efluente remanescente,
uma vez que a carga de contaminantes não se altera. A elevação da concentração
de contaminantes específicos é uma condição que limita o potencial de reúso e caso
ela não seja devidamente considerada, poderá comprometer o desenvolvimento das
atividades nas quais a água de reúso será aplicada.
Para que seja avaliado o potencial de reúso de água em cascata é necessário
que se disponha dos dados referentes às características do efluente disponível e
dos requisitos de qualidade de água no processo no qual se pretende fazer o reúso.
Em um primeiro momento, como é o caso, a caracterização completa do
efluente é muito custosa, a estratégia então é considerar, inicialmente, algum
indicador crítico, ou então, parâmetros gerais que possam representar um
determinado grupo de substâncias.
Como parâmetros indicadores, a condutividade elétrica ou da concentração
de sais dissolvidos totais (que estão interligadas), podem representar, com
segurança, os compostos inorgânicos e a demanda química de oxigênio, pode ser
utilizada para representar as substâncias orgânicas. Além destes, a medida do pH,
turbidez e cor também podem ser úteis para a avaliação do potencial de reúso.
Outro aspecto a ser considerado, diz respeito ao fato de que na maioria dos
casos, os efluentes gerados nos processos industriais são coletados em tubulações
61
ou sistemas centralizados, podendo resultar na mistura entre os efluentes de
diversas áreas e processos, dificultando a implantação do conceito de reúso em
cascata.
Por esta razão, o primeiro passo a ser dado para avaliar o potencial de reúso
em cascata é fazer a avaliação individual de cada corrente de efluente e verificar a
condição de utilizar um sistema no end pipe nos diversos processos e atividades nos
quais a água é utilizada (MIERZWA, HESPANHOL, 2005).
Durante o estágio de avaliação, deve ser dada ênfase aos processos e
atividades que apresentam elevada geração de efluentes, o que pode, em
determinadas situações, indicar efluentes com baixas concentrações de
contaminantes, além do fato de resultar em um sistema mais simples e econômico
devido à economia de escala que se pode obter.
Tão importante quanto à identificação do efluente com potencial para reúso é
a identificação da atividade na qual o reúso em cascata será aplicado, devendo
haver uma relação direta entre a quantidade e qualidade do efluente disponível, com
a demanda e padrões de qualidade exigidos para a aplicação identificada.
Para aumentar a confiabilidade do sistema de reúso em cascata, recomenda-
se a utilização de sistemas automatizados para o controle da qualidade da água de
reúso, assim como deve ser prevista a utilização de água do sistema de
abastecimento, de maneira a não colocar em risco a atividade desenvolvida.
Qualquer que seja o método de reúso em cascata utilizado é necessário que
seja feito o acompanhamento do desempenho da atividade na qual a água de reúso
está sendo utilizada, em todos os casos se recomenda a realização de ensaios de
bancada e piloto, antes da implantação de toda a infra-estrutura que viabilize a
prática do reúso em cascata.
62
Existe a possibilidade de reúso parcial de efluentes que consiste na utilização
de apenas uma parcela do efluente gerado para reúso. Este procedimento é
indicado quando, no processo de geração de efluentes, a concentração do
contaminante varia com o tempo, ou seja, a sua concentração diminui à medida que
o processo se desenvolve. Esta situação é comum nas operações periódicas de
lavagem, nas quais há alimentação de água e descarte do efluente de forma
contínua (processos de tratamento de superfície, por exemplo).
Este fato pode ser comprovado com a elaboração de um balanço de massa,
para um contaminante específico no processo, onde ocorra acúmulo de água
durante o processo de lavagem. A realização do balanço de massa irá conduzir ao
desenvolvimento de uma expressão que relaciona a concentração de um
contaminante no efluente e o tempo de lavagem (fórmula da concentração).
Após a análise, verifica-se que a variação da concentração de um
contaminante qualquer no efluente produzido em uma operação do processo de
lavagem varia de forma exponencial, com uma redução acentuada nos primeiros
instantes da lavagem.
Daí a possibilidade de aproveitamento de uma parcela do efluente gerado,
seja na própria operação de lavagem (seria a lavagem em cascata), ou em uma
outra operação.
A mistura do efluente com água do sistema de abastecimento de água potável
é uma possibilidade em algumas situações, o efluente gerado em um processo
qualquer pode apresentar características bastante próximas dos requisitos de
qualidade da água exigidos para uma determinada aplicação, mas que ainda não
são suficientes para possibilitar o reúso, ou então, a quantidade de efluente não é
suficiente para atender à demanda exigida. Para estas condições pode-se promover
63
a mistura do efluente gerado com a água proveniente do sistema de abastecimento,
de maneira a adequar as características do efluente aos requisitos do processo.
Objetiva-se nesta prática a redução da demanda de água proveniente do
sistema de abastecimento e a redução da geração de efluentes. É importante
observar que a adoção desta alternativa também requer um programa de
monitoração adequado, de maneira que seja possível garantir uma água de reúso
com qualidade constante ao longo do tempo, por meio da variação da relação entre
os volumes de efluente e de água do sistema de abastecimento.
O reúso de efluentes tratados de uma maneira geral, só poderá ser aplicado
caso as características do efluente disponível sejam compatíveis com os requisitos
de qualidade exigidos pela aplicação na qual se pretende usar o efluente como fonte
de abastecimento.
Para a prática de reúso de efluentes é necessária uma avaliação das
características do efluente disponível e dos requisitos de qualidade exigidos para a
aplicação que se pretende, podendo, então, o efluente ser encaminhado, da estação
de tratamento até o ponto em que será utilizado.
A identificação das possíveis aplicações para o efluente pode ser feita por
meio da comparação entre parâmetros genéricos de qualidade, exigidos pela
aplicação na qual se pretende fazer o reúso, assim como os parâmetros do próprio
efluente, ou a partir da análise do tipo de tratamento necessário a que o efluente
possa ser utilizado no processo (ordem inversa).
Dentre os diversos parâmetros de qualidade que podem ser utilizados para a
identificação de aplicações potenciais para o reúso de efluentes, a concentração de
Sais Dissolvidos Totais (SDT) pode ser o mais adequado. Isto se justifica em razão
64
da concentração de SDT ser utilizada como um parâmetro restritivo para o uso da
água nas diversas aplicações industriais.
Além da limitação que os processos de tratamento de efluentes, mais
comumente utilizados apresentam para remover este tipo de contaminante, existe o
fato do aumento de sua concentração, pois à medida que o reúso do efluente é
efetuado, uma carga adicional de sais vai sendo incorporada seja devido ao
processo de evaporação da água ou pela adição de compostos químicos.
Desta forma, para que a prática do reúso seja sustentável, é de fundamental
importância que a evolução da concentração de SDT no sistema seja devidamente
avaliada. Isto irá permitir a determinação do máximo potencial de reúso de efluentes.
Uma vez obtida a carga de SDT incorporada ao sistema, deve-se avaliar a
variação da concentração de SDT no efluente e na água de reúso em função da
fração de efluente que é recirculada, de preferência de forma automática permitindo
a ação imediata para manter os sistemas sob controle.
Em alguns casos poderá ser necessário desenvolver um programa de reúso
de efluentes que considere a utilização de sistemas complementares de tratamento,
cujo principal objetivo é possibilitar a redução da concentração de um contaminante
específico. Nesta situação, em função da eficiência de remoção do contaminante de
interesse, o potencial de reúso pode ser ampliado uma vez que é possível obter um
efluente final que atenda aos requisitos de qualidade de outras atividades.
Para esta condição, a avaliação do potencial de reúso irá depender da
eficiência do sistema de tratamento utilizado. Se o processo de tratamento utilizado
promover a eliminação dos contaminantes de interesse, pode-se obter um efluente
tratado com características equivalentes à água que alimenta toda a unidade
industrial. Isto possibilitaria o reúso de todo o efluente tratado, sendo necessário
65
repor no sistema as perdas de água que ocorrem no processo e a quantidade que é
descartada juntamente com o efluente da unidade de tratamento.
Qualquer que seja a pratica adotada é de fundamental importância que o
reúso seja devidamente planejado, desenvolvido e controlado, a fim de que sejam
obtidos os máximos benefícios associados e para que ela possa ser sustentável ao
longo do tempo.
Assim sendo, antes que a avaliação do potencial de reúso do efluente
disponível na indústria seja iniciada, é necessário que todos os fatores que possam
influenciar em sua quantidade e composição sejam devidamente analisados, pois
necessariamente a avaliação do potencial de reúso de efluentes deve ser posterior a
qualquer alternativa de racionalização do uso da água e de reúso de efluentes em
cascata, já que estas irão afetar, de forma significativa, tanto a quantidade como a
qualidade do efluente.
3.2.4. Metodologia de Desenvolvimento do Projeto
A implantação de um projeto de otimização do consumo de água requer o
conhecimento pleno do uso da água (quantitativo e qualitativo) em todas as áreas da
fábrica, nos processos, de maneira a identificar os maiores consumidores, bem
como os geradores de efluentes, e as melhores tecnologias a serem utilizadas, além
dos mecanismos de controle que serão incorporados (MIERZWA, HESPANHOL,
2005).
Apresentam-se abaixo de uma forma genérica as ações que tomadas para a
definição do projeto e, quando apresentado o Método e as Conclusões, esses
aspectos estarão mais detalhados.
66
O projeto que é proposto abrange as seguintes ações:
1. Avaliação Técnica Preliminar
2. Avaliação da Demanda de Água
3. Avaliação da Oferta de Água
4. Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica
5. Detalhamento e Especificações Técnicas
Para facilitar o desenvolvimento da proposta dividiram-se as ações acima em
duas etapas:
3.2.4.1. Etapa I: Avaliação Técnica Demanda
Oferta
Esta etapa consiste no levantamento de todos os dados e informações que
envolvam o uso da água na indústria, objetivando o pleno conhecimento sobre a
condição atual de sua utilização.
Através da realização de levantamento dos documentos existentes e
relevantes, como subsídio para o início de entendimento do uso da água na
indústria, tais como:
Projetos de: Arquitetura com detalhamento de setores e layouts
técnicos, Sistemas Prediais Hidráulicos e Elétricos.
Projetos e especificações técnicas de: equipamentos, sistemas e
processos específicos.
Fluxogramas de processos, manuais de operação e rotinas
operacionais.
67
Leituras de hidrômetros internos e contas de água da
concessionária e outros fornecedores (mínimo 12 meses).
Planilhas de custos operacionais de: ETAs/ETEs, poços artesianos,
de manutenção preventivo-corretiva, custos e quantidades
utilizadas de produtos químicos.
Normas e procedimentos seguidos pela empresa, programas
ambientais e de segurança.
Uma vez concluída a análise de informações por meio de documentos, será
realizado o levantamento de campo, cujo objetivo é avaliar in loco os diversos usos
da água para detalhamento e aferição dos dados obtidos na análise documental e
pesquisa de novas informações.
Apenas no levantamento de campo é que se pode aferir na prática a realidade
e rotina das diversas atividades que ocorrem ao longo do tempo em uma indústria,
muitas delas envolvendo apenas sistemas e equipamentos e outras relacionadas
diretamente ao comportamento dos operadores e funcionários.
Deve-se avaliar os procedimentos de utilização da água, condições dos
sistemas hidráulicos, perdas físicas, usos inadequados e usuários envolvidos e
comparar as informações constantes dos documentos fornecidos.
Importante, se constatado não existirem medidores instalados, deverá ser
feito um plano de setorização contendo os pontos a serem monitorados, com
especificação e detalhamento dos medidores a serem instalados, pois isto permite e
facilita a avaliação mais detalhada da demanda de água e a identificação de perdas
de água internas.
68
Fazer um comparativo de benchmarking da indústria, processos e
equipamentos com dados já existentes de tipologias similares, caso haja
disponibilidade de dados confiáveis.
Com os dados obtidos, é realizada uma primeira avaliação do uso da água na
indústria em questão, permitindo compreender o percurso da água desde as fontes
abastecedoras para atendimento da demanda existente até o destino final dos
efluentes gerados.
É importante identificar a quantidade de água utilizada no processo produtivo
e os quantitativos envolvidos para resfriamento/aquecimento (torres de resfriamento,
condensadores e caldeiras), bem como por atividades consumidoras de água, como
lavagem de áreas externas e internas, por exemplo.
Também é importante definir: o fluxo da água por setor da indústria; os
processos, equipamentos e atividades consumidores de água; os pontos de
consumo (localização e especificação); o fluxo de afluentes e efluentes por setor da
indústria; as condições de operação de equipamentos e sistemas consumidores de
água.
Procurar criar e definir os indicadores de consumo mais apropriados a cada
setor e tipo de utilização da água, por exemplo:
Quantidade de água por unidade produzida;
Quantidade de água por refeição preparada (cozinha industrial);
Quantidade de água por funcionário; etc.
Para que seja possível desenvolver alternativas para a otimização do uso da
água é importante obter as demandas por categorias de uso, o que será então
desenvolvido na parte de avaliação de demanda da água.
69
Com base nos dados coletados, inicia-se a avaliação da demanda de água.
Nesta etapa é feita a identificação das diversas demandas para avaliação do
consumo de água atual e das intervenções necessárias para a racionalização do
consumo e minimização de efluentes.
Na avaliação da oferta de água, baseada no fato de que as indústrias podem
ter seu abastecimento proveniente das diversas fontes, devemos escolher as
alternativas considerando os seguintes custos: de captação, adução e distribuição,
de operação e manutenção, da garantia da qualidade e da eventual descontinuidade
do abastecimento.
A garantia da qualidade da água, em especial, implica no comprometimento
do produto final, dos processos produtivos e equipamentos, na segurança e saúde
dos usuários internos e externos, dentre outros.
A utilização de água pela indústria requer necessariamente, independente da
fonte de abastecimento utilizada, um adequado gerenciamento tanto da qualidade,
como da quantidade da mesma.
Como resultado da etapa, temos a análise quantitativa e qualitativa dos fluxos
da água na empresa. As áreas que consomem água e os volumes de entrada e
saída nas mesmas e as possibilidades de oferta de água, que em conjunto os dados
e análises técnicas consolidadas, permitem a montagem das configurações
possíveis de serem implementadas.
3.2.4.2.Etapa II: Estudo de Viabilidade - Detalhamento e Especificações Técnicas
O estudo de viabilidade técnica e econômica deverá fornecer os subsídios
necessários para a consolidação do Projeto e o planejamento das ações de
70
implantação do mesmo. O detalhamento e especificação técnica descrevem os
processos, produtos e equipamentos que deverão ser utilizados no projeto.
De certa forma é complexo montar um estudo de viabilidade sem possuir um
determinado nível de detalhamento técnico, entre as diversas combinações
possíveis para suprimento das necessidades de consumo de água de uma indústria.
Ambas as ações da etapa devem ser trabalhadas de forma concomitante para
se ter uma visão consolidada da solução (podendo ser mais que uma) tanto técnica
como econômica. Conforme for evoluindo a complexidade e a profundidade das
análises, o processo indicará qual resposta à implementação será economicamente
viável, ao mesmo tempo mostrará quais aspectos ambientais serão respeitados.
Deverão ser selecionadas as opções que apresentarem melhor viabilidade
técnica e econômica, das quais serão geradas diretrizes e especificações a serem
atendidas nos projetos de implementação.
Do ponto de vista técnico e operacional, a adoção de qualquer estratégia que
vise à implantação de práticas de conservação deve considerar todas as alterações
que poderão decorrer das mesmas, ressaltando-se que a limitação para a sua
aplicação estará diretamente associada aos custos envolvidos.
Embora não faça parte do processo de desenvolvimento do projeto, mas
sendo importante para o desenvolvimento das idéias de aplicabilidade e
implementação do reúso, apresenta-se em seguida uma analise dos custos
ambientais e suas correlações.
A primeira pergunta que se faz quando do desenvolvimento de projetos é qual
será o custo para a sua implantação, mas os objetivos da racionalização do uso da
água e redução de efluentes estão diretamente associados ao melhor
aproveitamento dos recursos naturais e conseqüentemente (ecoeficiência) à
71
redução de custos, embora para que estes benefícios possam ser atingidos é
necessário que seja feito um investimento inicial. Não devemos também esquecer
que a demanda por recursos financeiros está fortemente associada à etapa de
diagnóstico da situação presente em relação ao consumo de água e a geração de
efluentes.
Aqui se abre um ponto para discussão, no sentido de que as empresas
relutam muito em aceitar, principalmente pela falta de informação ou
desconhecimento técnico do assunto, que uma conclusão, que geralmente se faz
quando da avaliação econômica, para a implantação da prática de reúso, é
considerar os custos associados ao sistema de tratamento de efluentes nesta
avaliação, quando, na verdade, estes custos devem ser assumidos pela empresa
independente da adoção ou não da prática de reúso.
O que pode ocorrer é um investimento adicional para a implantação de
sistemas avançados de tratamento de efluentes, em função da qualidade da água
requerida para determinadas atividades. Isto se justifica, pois em uma avaliação
econômica clássica são considerados apenas os custos e benefícios diretamente
associados às atividades em estudo podendo-se, em alguns casos, serem
considerados os custos e benefícios indiretos.
Mas já em uma avaliação onde as questões ambientais estão envolvidas,
além dos custos mencionados, também devem ser considerados os custos e
benefícios intangíveis, os quais são difíceis de avaliar em termos financeiros, muito
embora sejam facilmente verificados que existem.
Com a crescente disseminação de conceitos sobre a prevenção da poluição,
a gestão ambiental e a eco-eficiência, foram desenvolvidas novas ferramentas que
72
visam incorporar os custos e benefícios não prontamente quantificáveis na avaliação
econômica tradicional.
Assim sendo, para a obtenção de resultados mais precisos na avaliação
econômica de alternativas relacionadas à otimização do uso da água e minimização
da geração de efluentes, deve-se considerar os seguintes custos:
I - Custos diretos: custos identificados em uma análise financeira
convencional como, por exemplo, capital investido, matéria-prima, mão de obra e
custos de operação, entre outros;
II - Custos indiretos: custos que não podem ser diretamente associados
aos produtos, processos ou instalações como um todo, alocados como despesas
gerais, tais como os custos de projeto, custos de monitoração e de
descomissionamento;
III - Custos duvidosos: custos que podem, ou não, tornarem-se reais no
futuro. Esses podem ser descritos qualitativamente ou quantificados em termos da
expectativa de sua magnitude, freqüência e duração. Como exemplo, podem-se
incluir os custos originados em função do pagamento de indenizações e/ou multas
resultantes de atividades que possam comprometer o meio ambiente e a saúde da
população;
IV - Custos intangíveis: são os custos que pedem alguma interpretação
subjetiva para a sua avaliação e quantificação. Nesses incluem uma ampla gama de
considerações estratégicas e são imaginados como alterações na rentabilidade. Os
exemplos mais comuns referem-se aos custos originados em função da mudança da
imagem corporativa da empresa, relação com os consumidores, moral dos
empregados e relação com os órgãos de controle ambiental.
73
V - Custos indeterminados, tais como: diminuição de interrupções do
funcionamento devido a problemas ambientais; redução das reservas para
pagamento de multas ambientais; desgaste de uma marca em decorrência de
problemas ambientais, má vontade da comunidade e órgãos do governo; diminuição
dos conflitos pelo uso da água entre os usuários da bacia hidrográfica. (HAWKEN et
al, 1999).
Uma vez consolidada as diversas configurações de ações para otimização do
consumo e uso de fontes alternativas, é feita uma avaliação comparativa para a
escolha da mais adequada, considerando os aspectos técnicos, operacionais e
econômicos e a funcionalidade e gestão das ações.
Em função da configuração selecionada, das metas de redução estabelecidas
e da disponibilidade de investimento, serão detalhadas as ações tecnológicas a
serem implementadas.
74
4. MÉTODO
O método utilizado na elaboração deste projeto consiste na pesquisa e
análise dos documentos existentes, nas visitas in loco nas operações da empresa,
na bibliografia e na análise dos modelos atualmente aplicados na implementação de
projetos e processos de reúso de água, buscando os que melhor se adaptem ao
ramo gráfico.
Incluem-se, verificação nos processos e medidores de desempenho
praticados à luz do que mostra a teoria, com a finalidade de fornecer soluções
técnicas e valores econômicos para a implantação de um sistema de uso mais
ecoeficiente da água na empresa.
Os processos analisados da empresa são obtidos por meio do
acompanhamento, na área de produção, das atividades operacionais de preparação
e fabricação de produtos.
Os valores referentes ao uso da água, no acompanhamento da sua adução
na empresa, na entrada dos equipamentos e processos, e na sua saída e descarte
dos equipamentos, processos e da Estação de Tratamento de Efluentes Industriais,
e possibilita confrontá-las com a teoria e verificar sua consistência.
Quanto aos informes relativos aos volumes de produção, consumos e custos
específicos da fase de levantamento, os valores baseiam-se nos registros mantidos
pela empresa em seu departamento financeiro salvo casos, onde, por não existirem
dados históricos, optou-se por generalizações, baseadas na literatura específica e
informados caso a caso.
Na etapa de definição dos custos de equipamentos e implantação, como
também de custos operacionais das propostas de reúso, os processos de cálculo
75
estão descritos neste trabalho e baseiam-se em valores reais fornecidos por
fabricantes que não estão divulgados, por se tratarem de dados sigilosos de
propriedade da empresa ou presentes na literatura, caso em que se identifica a
fonte.
Nas fases seguintes, mostram-se os dados levantados na empresa e avaliam-
se os potenciais de aplicabilidade de cada uma das ações para otimização do
consumo de água, em busca do menor consumo, garantindo qualidade e
desempenho e impactando positivamente nos custos da operação.
4.1. LEVANTAMENTO DE DADOS ETAPA I
Abaixo, informações obtidas, através da análise de documentos e visitas ao
local:
I. Empresa situada na cidade de São Paulo, na margem esquerda do rio Tietê,
na própria Avenida Marginal;
II. Possui dois prédios: 1 prédio administrativo com 5 andares e 1 torre industrial,
com sete andares;
III. Os prédios são cercados por um parque de estacionamento totalmente
concretado;
IV. Existe um jardim em volta do prédio administrativo de 800 m²;
V. A área total do terreno é de 28.000 m² a quase totalidade coberto ou
impermebializado;
VI. Não existem desenhos ou planta hidráulica do prédio;
VII. No 7º andar e no térreo existem reservatórios:
No 7º andar - 2 caixas de 60m³ com uma divisória em cada uma delas.
76
No térreo - 2 caixas de 60m³ com uma divisória em cada uma delas.
VIII. Sendo assim são 120 m³ no térreo e 120 m³ no 7º andar, compartimentadas
em 30 m³ cada.
IX. Consumo de água por processo industrial - torres, refrigeração, limpeza de
máquinas, fabricação de tintas e outros - não há volume determinado
(específico) de consumo com limpeza de máquinas e consumo industrial.
X. Consumo de água para fins humanos como cozinha, vestiários, banheiros,
limpeza em geral, e outros - não há valores determinados para este tipo de
consumo.
XI. Quais os tratamentos e como ocorrem (descrição dos processos e parâmetros
de controle), com relação às águas de processo - água das torres, água
gelada, água de resfriamento das máquinas, ou quaisquer processos que
necessitem de uma água com qualidades definidas:
A água utilizada nas rotativas é desmineralizada. Adiciona-se carbonato
de cálcio (para dureza de 9° HD).
Nas torres os parâmetros analisados são: alcalinidade, condutividade,
dureza total, pH, ferro total, sílica, sólidos totais dissolvidos.
O tratamento do efluente industrial está enquadrado nas normas.
XII. Em relação à água potável, existem controles dentro da empresa - são feitas
análises (microbiológica e cloro ativo) da água utilizada na cozinha em
atendimento a Portaria nº. 518 MS de 25/03/2004.
XIII. Os efluentes industriais são segregados e tratados separadamente em ETE
própria e controlada e lançado na rede geral.
77
XIV. O efluente industrial de aspecto ambiental significativo é o de revelação dos
filmes que sofre tratamento na ETE para retirada de metais, sendo o principal
a prata.
XV. O solvente sujo é enviado para recuperação.
XVI. O resíduo de fixador é enviado para empresa recuperadora de metais.
XVII. Os efluentes domésticos não são tratados nem segregados, mas existe uma
caixas de gordura:
A caixa de gordura tem capacidade de 15m3. Seu esgotamento é mensal. Não
sofrendo nenhum tipo de tratamento.
XVIII. O esgoto sanitário é enviado diretamente para a rede pública.
XIX. Volume de efluente esgoto doméstico, com sua caracterização - volume não
determinado.
XX. Volume de efluente industrial (se possível por processo) com sua
caracterização - volume médio 32m3/dia, enquadrado no artigo 19 A do
Decreto Estadual 8.468 (08/07/1976).
XXI. Para a produção a empresa usa água da SABESP, mas antes de entrar na
produção ela passa por uma Osmose Reversa, sistema que envia a água de
rejeito para o esgoto.
XXII. Dentro do Plano Diretor da empresa, quais são as áreas livres (com
metragem) para novas instalações, e se existe algum impedimento
paisagístico ou visual para novas implantações acima do nível do solo - Ver
layout.
XXIII. Existe algum tipo de campanha ou processo de conscientização ambiental e
de economia de recursos em curso na empresa, como ela funciona e quais os
objetivos e resultados:
78
Foi implantado o Projeto Pintou Limpeza
que tem como objetivo a coleta
seletiva e a conscientização dos funcionários e seus familiares para as
questões ambientais, através de folhetos educativos, palestras, filmes,
exposições e outros eventos. Os resultados têm se mostrado satisfatórios,
mas há ainda muito por fazer.
XXIV. A água utilizada pela produção é a da SABESP que sofre posterior
desmineralização, existindo um ramal para a área de produção.
XXV. A empresa reuniu-se com a SABESP e comentou da possibilidade de
abertura de um poço profundo. A SABESP, afirmou que retiraria o benefício
tarifário deles. Sendo assim a tarifa de água passaria de R$ 6,46 para R$
8,75 por m³ e a de esgoto de R$ 7,56 para R$ 10,23 por m³.
XXVI. O fator K do esgoto da empresa é de 17%. A SABESP afirma que é devido à
saída do esgoto industrial, pois o volume é muito alto.
XXVII. Analisando as contas da concessionária, percebemos que a empresa não
paga o mesmo volume de água potável como esgoto, existe uma diferença
para menos que se referem ao volume evaporado nas torres de resfriamento,
eles possuem um hidrômetro, que identifica esse volume e permite o
desconto. A partir destas informações, a Tabela 4 mostra 12 meses de
operação:
XXVIII. Portanto serão utilizados como base de nossos futuros cálculos os números
6.343m³/mês +/- 10% como volume de água potável necessária à empresa e
4.966m³/mês +/- 10% como a geração de esgoto total da empresa.
XXIX. O consumo das torres por perdas será considerado fixo em 1.377 m³/mês.
79
Tabela 4 - Consumos, Despejos e Perdas de Torres da Empresa (m³/mês)
Mês / Ano Volume água potável (1)
(1)
Volume esgotos (2)
(2)
Volume (perdas)
Torres (3)
(3)
Jul./04 5.875 473
4.921 45
954 423
Ago./04 5.717 631
4.806 160
911 466
Set/04 6.254 94
4.837 129
1.417 (40)
Out./04 6.066 282
4.762 204
1.304 73
Nov./04 6.143 205
4.698 268
1.445 (68)
Dez/04 6.594 (246)
4.883 83
1.711 (334)
Jan./05 6.370 (22)
4.547 419
1.823 (446)
Fev./05 6.184 164
4.610 356
1.574 (197)
Mar/05 7.070 (722)
5.096 (130)
1.974 (597)
Abr./05 7.129 (781)
5.168 (202)
1.961 (584)
Mai/05 6.520 (172)
6.081 (1.115)
439 938
Jun./05 6.196 152
5.181 (215)
1.015 362
Total 76.118 58 59.590 2 16.528 (4) VARIAÇÂO +12% / -10% +22% / -8,5% +42% / -68%
Media 6.343 4.966 1.377 Media
descontada 6.327 4.864 1.463
Verificando-se os números, a tabela apresenta aparentes incongruências,
mas analisando tem-se:
A água potável e o esgoto se mostram estáveis na sua variação média,
mesmo quando retirado um mês aparentemente distorcido como
maio/2005 os valores são estáveis.
A água evaporada tem uma variação muito grande, mas perfeitamente
condizente com variações climáticas, inclusive maio/2005.
XXX. Com relação ao número de pessoas que trabalham na empresa e as
atividades de suporte as pessoas, foi verificado que:
Trabalham em média 1.400 pessoas por dia na empresa, sendo deste total
1.100 efetivos e 300 temporários ou visitantes, valores conseguidos através
dos controles de entrada (catracas eletrônicas).
80
Essas pessoas fazem suas refeições na empresa (café, almoço, jantar e
lanche), o controle do restaurante informa que o número de refeições dia
coincide na média com o número de funcionários, ou seja, 1.400
refeições/dia.
XXXI. Verificou-se também o número e localização dos banheiros da empresa, que
mostrado na Tabela 5:
Tabela 5 - Localização de Banheiros na Empresa
BANHEIROS
LOCALIZAÇÃO Bacias sanitárias Mictórios 1M-ADM. 8 3 Torre 2M 2 0 2M ADM 8 3 Torre 1º andar 3 3 1º ADM. 8 3 Torre 2º andar 8 3 2º ADM 8 4 Vestiário feminino 4 0 Vestiário masculino 11 4 3º ADM. 8 3 Torre - 4ºandar 8 4 4º ADM 8 3 5º andar ADM 8 3 Torre 6º andar 8 3 Torre 7º andar 8 3
TOTAL 108 42
XXXII. Quanto às instalações dos banheiros:
Os equipamentos como bacias sanitárias, mictórios e outras instalações são
antigas, com valores de consumo bem maiores que os conseguidos
atualmente, baseados nos tipos de equipamentos, calculou-se de forma
teórica o volume consumido por este tipo de uso em:
Cálculo de Consumo Água de Bacias Sanitárias teórico
Dágua = Np x Nd x Vd x d (equação 4.1)
81
Onde: Dágua = demanda de água
Np = número de pessoas (1.400/dia) Nd = descargas por pessoa admitido média de 0,8 Vd = volume da descarga admitido média de 15 l d = dias por mês utilizado 30 dias
que se calculando através da equação 4.1 resulta no valor de 504 m³/mês de
consumo de água nos banheiros.
XXXIII. Admitindo-se a possibilidade de reúso nas bacias, verificaram-se as
condições da instalação e constatou-se que será fácil partir com uma
tubulação saindo do térreo para o 7º andar e dai para os banheiros (mictórios
e bacias) com tubulação comum de PVC, o forro é extraível e depois reposto
com facilidade. A instalação atual ficaria para os lavatórios sem ser alterada.
Assim haverá uma instalação nova somente para o reúso nos banheiros.
XXXIV. Com relação ao consumo da cozinha e outras áreas e/ou setores da empresa
foi realizado um apanhado de informações nos livros Economia de Água
(TOMAZ, 2001), Reatores Anaeróbios (CHERNICHARO, 2.000) e Consumo
Sustentável
Manual de Educação (Consumers International/ MMA/
MEC/IDEC, 2005) e criou-se a Tabela 6, para fornecer bases de cálculo para
o projeto.
Tabela 6 - Consumo de Água por Atividade Humana
Tipo de Área ou Setor de Trabalho Consumo em litros de Água
Escritórios 50/pessoa/semana
Fábricas em Geral (Uso Pessoal) 70/operário/dia
Garagens 50/automóvel/dia
Jardins 1,5/m² de área/dia
Mercados 5/m² de área
Postos de Serviço para Automóveis 150/veículo/dia
Residências 150/pessoa/dia
Restaurantes e Similares 25/refeição servida
82
XXXV. Analisando o volume de entrada e o volume de saída da empresa,
estabeleceram-se as seguintes relações entre o volume de entrada de água
(Ventrada), o volume de saída de esgoto (Vsaída), o volume evaporado
(Vevaporado), volume de efluente industrial (VETE) e o volume de esgoto
doméstico (Vdom):
Cálculo dos Volumes Gerados de Esgoto (parciais) da Empresa
Ventrada = Vsaída Vevaporado (equação 4.2)
Onde: Ventrada = valor SABESP (medido) = 6.343 m3/mês Vevaporado = valor hidrômetro interno utilizado nas torres de resfriamento
= 1.377 m³/mês (admitido) Vsaida = valor de esgoto cobrado pela SABESP = 4.966 m³/mês (valor
médio histórico)
mas o valor de Vsaída pode ser definido pela equação 3 como sendo:
Vsaída = Vind + Vdom (equação 4.3)
Onde: Vind = VETE x D (equação 4.4) Vind = valor do esgoto industrial gerado na indústria VETE = 32,0 m³/dia (valor de controle ETE industrial) D = dias de operação por mês = 30
Logo Vind = 32 x 30 = 960 m³/mês
Resultando que:
Vdom = Vsaída - Vind = (equação 4.5)
= 4.966
960 = 4.006 m³/mês que é o volume de esgoto doméstico
gerado na indústria.
XXXVI. Analisando o volume de esgoto doméstico (na media) gerado, ele está
compatível com os valores da tabela acima, pois o volume de esgoto
doméstico, também pode ser definido (em valores teóricos) como:
83
Cálculo Geração de Esgoto Doméstico - teórico
Vdom = [Nfuncionários x Gf x D] + [Nrefeições x Gr x D] (equação 4.6)
Onde: Nfuncionários = número de funcionários/dia= 1.400 no total Gf = gasto por funcionário/dia = 70 litros Nrefeições = número de refeições/dia = 1.400 Gr = gasto por refeição = 25 litros
Calculando-se temos o valor de 3.990 m3/mês, muito próximo ao valor
encontrado na equação 4.5.
XXXVII. Aproveitando da tabela 6, analisa-se o volume possivelmente gasto no jardim
verificando-se seu impacto no consumo de água, portanto temos,
considerando que toda a água para o jardim seria da concessionária (zero
chuva):
Cálculo Consumo do Jardim por ano
Vjardim = Quantidade Mínima Água/m² x Área x Dias Ano (equação 4.7)
Onde: Quantidade mínima de água (tabela 6) = 1,5 m3/m2
Área = 800 m2 ver item IV Dias do ano = 365
Vjardim = 1,5 x 800 x 365 = 438.000 litros ou 438 m³/ano
Após os cálculos verificou-se que o valor é muito pequeno, mas mesmo assim será
considerado no todo.
XXXVIII. A partir destes valores confirmados desenvolve-se a Tabela 7 que mostra
custos de água para a empresa:
Tabela 7 - Custo de Água e Esgoto para Empresa - Hoje
SABESP m³ Tarifa R$/Mês R$/Ano Afluente 6.343 6,46 40.976,00 491.712,00 Efluente 4.966 7,56 37.543,00 450.516,00
TOTAL 78.519,00 942.228,00
84
XXXIX. A partir destes valores, foi construída Tabela 8 de consumo por área e volume
total de água processada na empresa, que será usada após a implementação
do projeto objetivando verificar a ocorrência de variações:
Tabela 8 - Valores de Consumo por Área
EMPRESA m³/mês
Fonte ou Envio Comentários
Volume Consumo Evaporado nas Torres 1.377 SABESP Perde-se a atmosfera. Restaurante, banheiros, vestiários e outros. 4.006 SABESP
Neste caso temos uma divisão por uso
teórica, estimamos para fins de análise e proposta.
Processo Industrial 960 SABESP
A água fornecida pela SABESP sofre um tratamento de desmineralização
para poder ser utilizada.
SUBTOTAL 6.343 Volume Despejo Efluente Industrial 960 SABESP A Empresa já trata este efluente, mantendo
dentro da CONAMA 19 A. Efluente Sanitário 4.006 SABESP SUBTOTAL 4.966
TOTAL de Volumes Processados
11.309
XL. Através de planta layout da empresa, fez-se uma avaliação de áreas livres e
do entorno da empresa e verificou-se novamente em visita, que:
A área e densamente ocupada, basicamente por empresas industriais
ou transportadoras.
Os empreendimentos mais próximos da empresa pelos fundos e pela
lado esquerdo são :
o Uma empresa de tratamento superficial (galvanoplastia);
o Uma empresa de transporte;
o Um grande Hipermercado;
A empresa também é limitada na frente pela avenida Marginal do Tiête e do
lado direito pela Avenida Engenheiro Caetano Alvarez.
85
XLI. Dessas empresas, foi informado que:
As empresas utilizavam-se de água gerada pela concessionária;
A empresa de tratamento de superfície tentou por diversas vezes
perfurar um poço profundo, não encontrando água suficiente;
A transportadora não apresentava necessidade de grandes volumes de
água;
O hipermercado havia perfurado um poço, com volume de água
compatível (1.500 m³/mês), porém não o utilizava por problemas com a
qualidade da água
contaminada com ferro e metais
tendo decidido
que a instalação de uma estação de tratamento especial estaria fora de
seu escopo operacional;
A empresa de tratamento superficial, afirmou que em havendo alguma
fonte de água industrial próxima, em condições de fornecer a um preço
competitivo, ela teria o maior interesse em adquirir este fornecimento.
XLII. Verificou-se também as características pluviométricas da cidade de São
Paulo, baseados nos dados da Estação Climatológica da Água Funda do
Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo que forneceu
os dados climatológicos, vide Figura 9, utilizados neste trabalho. A série
histórica da Estação Meteorológica do IAG (1933-1999) é (vide Tabela 9 e
Tabela 10) sem dúvida, a mais completa série pluviométrica e pluviográfica do
Estado de São Paulo, sendo mesmo considerada padrão de referência, o que
tem possibilitado a realização de inúmeros trabalhos, principalmente para
estabelecimento de equações para cálculo de probabilidade de chuvas na
Cidade de São Paulo.
86
Figura 8 - Pluviograma da Cidade de São Paulo Fonte: Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo
Tabela 9 - Distribuição dos Dias de Precipitação entre os dias da semana - 1933 - 1999
Anos SEG TER QUA QUI SEX SAB DOM Soma 1849 1792 1783 1864 1812 1793 1807
% 16,69 16,17 16,09 16,82 16,35 16,17 16,3 Fonte: Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo
Tabela 10 - Dias de Precipitação >= 10,0 mm entre os dias da semana - 1933 - 1999
Anos SEG TER QUA QUI SEX SAB DOM Soma 437 409 435 446 393 409 414
% 14,85 13,89 14,78 15,15 13,35 13,89 14,07 Fonte: Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo
XLIII. A área industrial das máquinas de impressão se encontra instalada no
primeiro andar (adequação do layout), as torres de refrigeração e as unidades
do sistema de ar condicionado e frio no teto do prédio. A área de utilidades
como água, ar comprimido e ETE está instalada no térreo.
87
4.2. IDENTIFICAÇÃO DE POTENCIAIS Etapa 2
O desenvolvimento efetivo de um Projeto como este em relação à água exige
que sejam considerados os aspectos legais, institucionais, técnicos e econômicos,
relativos ao consumo de água e lançamento de efluentes, às técnicas de tratamento
disponíveis e ao potencial de reúso dos efluentes, além do aproveitamento de fontes
alternativas de abastecimento de água.
Cada possibilidade de solução, entretanto, é específica e exclusiva em função
das diversas atividades consumidoras, processos e procedimentos envolvidos,
sistema hidráulico instalado, arranjo arquitetônico, localização da empresa e outros
fatores. Em cada caso deverão ser avaliados os equipamentos e tecnologias mais
apropriados, dentre as diversas opções existentes.
Frente às condições e características da empresa será utilizada a lista de
alternativas de Otimização e qualificadas quanto à exigüidade de suas implantações,
e impactos das mesmas. Para facilitar será utilizada a mesma seqüência
apresentada no item 3.2.
Mas antes, para corroborar as próprias exigências da análise do projeto,
listar-se-á as leis e normas mais importantes e correlacionadas ao projeto.
Normas Técnicas e Legais:
Nível Federal
O Código de Águas, Decreto Federal 24.643 de 10 de julho
de1934 ainda é a Lei de Direito da Água no Brasil. A
Constituição de 1988 introduziu poucas modificações, entre
elas destacam-se duas: extinção do domínio privado, que o
Código de Águas admitia em alguns casos e o
88
estabelecimento de apenas dois domínios para os corpos
de água: o da União (Art.20 Inciso III) e o dos estados (Art.
26, Inciso I).
A Lei 9.433, de 8 de janeiro de 1997, instituiu a Política
Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional
de Gerenciamento de Recursos Hídricos.
Declaração de Dublin, de 1992, preconiza uma política
integrada para os recursos hídricos superficiais e
subterrâneos. Um dos compromissos assumidos pelo Brasil
na Agenda 21, é adotar esta política.
Lei 6.938 de 31 de agosto de 1981 instituiu a Política
Nacional de Meio Ambiente.
Resolução do CONAMA nº 357 de 17 de março de 2005,
que revogou a Resolução CONAMA nº 20/1986.
Todas as NBRs que sejam pertinentes.
Nível Estadual
Decreto 8.468 de 8 de setembro de 1976 que trata além de
outras coisas, da classificação das águas do estado de São
Paulo, e do lançamento de efluentes em coleções de água
(artigo 18º) e para sistemas de coletas e tratamento de
esgotos sanitários (artigo 19º).
Lei Estadual nº 6.134 de 06/88 que trata da preservação
dos depósitos naturais de águas subterrâneas em São
Paulo;
89
Decreto Estadual nº 32.955 de 07/02/91 que regulamenta a
Lei nº 6.134;
Lei Estadual nº 7.663 de 30/12/91 que estabelece normas
de orientação para a Política Estadual de Recursos Hídricos
e para o Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos
Hídricos;
Decreto Estadual nº 41.258 de 31/10/96 que aprova o
Regulamento da Outorga de Direitos de Uso dos Recursos
Hídricos, tratados nos artigos 9º a 13º da Lei nº 7.663;
Portaria DAEE 001 de 03/01/98 que aprova a Norma (com
seus Anexos I a IV) para a fiscalização, enquadramento das
eventuais infrações e aplicação de penalidades relativas ao
uso de recursos hídricos.
Normas e licenças da CETESB para Instalação e Operação
do empreendimento.
4.2.1. Alternativa: Redução de Desperdícios
Parece que a empresa ainda que de forma incipiente, iniciou esse processo,
portanto não será apontado no rol de propostas, apenas recomenda-se que esse
caminho seja incrementado e disponibiliza-se uma contribuição ao desenvolvimento
desse trabalho.
As ações que objetivam a conservação, no sentido de redução de
desperdícios, de água abrangem duas áreas distintas: a humana e a técnica
centrada em equipamentos de contenção ou controle de consumo.
90
1º) A questão humana.
Na área humana se inserem o comportamento e expectativas sobre o uso da
água e os procedimentos para realização de atividades consumidoras. O centro de
soluções para os problemas de desperdício e ou redução de consumo, estão na
figura do homem responsável último pela ação de uso da água (para si ou para um
sistema).
A empresa mostrou possuir um sistema de gerenciamento ambiental, no
sentido de buscar uma eficiência maior e evitar como base da campanha a sujeira .
O plano deve ser ampliado e reforçado, tendo em vista também que a
discussão deste ponto já seria por si mesmo um projeto (bastante complexo). Assim
reforça-se a afirmação de que sem as pessoas não haverá um projeto de
conservação e redução exeqüível.
Acrescentam-se alguns comentários no sentido de dar uma visão de um
projeto de ativação da participação das pessoas e confirmando que apresenta o
menor custo de implantação, em face dos benefícios alcançados.
Para um projeto de conservação e redução de consumo ser bem sucedido na
sua execução é preciso que haja uma política de gestão da água que tenha como
premissas básicas:
Estabelecimento da política de conservação de água pela direção;
Integração do plano de gestão da água com os demais insumos, de forma
que seja possível avaliar os impactos gerados;
Sinergismo e alinhamento das áreas humanas e técnicas;
Atualização constante dos dados (dados anteriores e posteriores a
implantação; caso isso não seja possível, devem-se buscar dados teóricos e
usá-los como parâmetros anteriores);
91
Divulgação das diretrizes básicas, metas e economias geradas aos usuários.
Para a manutenção dos índices de economia obtidos é necessário que o projeto
compreenda ações de base operacional, institucional e educacional contínuas,
criando ou instituindo-se:
Política permanente de manutenção preventiva e corretiva;
Geração de procedimentos específicos de uso da água constantemente
atualizados;
Acompanhamento e monitoramento contínuo do consumo
Realização de vistorias para avaliação do uso da água;
Divulgação das metas e resultados obtidos para todos;
Plano de melhoria contínua.
No caso do monitoramento do consumo, deve-se proceder à coleta de dados de
consumo por meio de medição setorizada e assim se ter um melhor
acompanhamento do consumo, por exemplo, através da determinação com maior
precisão da localização de um vazamento (ou outra anomalia do consumo).
Ações de base educacional garantem o acompanhamento e a mudança
comportamental dos usuários, além da permanente reciclagem de informações,
como:
A importância e necessidade do projeto adotado;
As metas a serem alcançadas;
A importância da contribuição de cada usuário no cumprimento das metas;
Novos procedimentos e equipamentos;
Divulgação constante dos resultados obtidos para avaliação crítica dos
mesmos.
92
Demonstração do foco principal na responsabilidade social e benefício a ser
gerado para o meio ambiente externo, com resultados internos de
estabilidade e continuidade.
É importante que o projeto seja informado para o ambiente externo, para que os
resultados dos trabalhos possam ser apresentados e divulgados, tornando-se
referência para as demais empresas da área de atuação.
2º) A questão técnica.
A substituição e implementação de novos equipamentos de uso humano de
água, como exemplo: bacias sanitárias, chuveiros, torneiras, reguladores de pressão
etc.
se enquadra perfeitamente no conceito de manutenção corretiva e preventiva,
devendo ser desenvolvido um plano de modernização das instalações.
Esse custo deve estar enquadrado nos valores usuais de manutenção predial,
seu custo e retorno são de um lado baixos e do outro extremamente rápidos, não se
deve esquecer que o processo não necessita ser imediato, mas programado,
iniciando-se por aqueles pontos de maior consumo (banheiros de vestiários,
cozinhas) e estendendo-se a todo o prédio.
As experiências analisadas de outras implantações deste tipo promovem
economias significativas (30%), que determinam o valor e a importância de um
trabalho deste tipo.
4.2.2. Alternativa: Métodos e Equipamentos
Muitas empresas tradicionais utilizam-se em seus processos produtivos de
equipamentos e dispositivos defasados tecnicamente, consumindo grandes
quantidades de água. Não é caso da empresa em questão, tradicional, que nos
93
últimos anos implementou modernizações tecnológicas significativas, suas máquinas
de impressão e seus sistemas de suporte, estão em linha com o que há de mais
moderno no mundo.
Portanto, pela análise realizada, em conjunto com as áreas de produção e
engenharia da empresa, entende-se que alteração de equipamentos e métodos não
é interessante como proposta de redução e economia. Crê-se que para se alcançar
algum tipo de impacto nesses aspectos, a alternativa talvez fosse a implantação de
uma nova unidade fabril, com conceitos diferentes do desenvolvidos na atual, o que
parece de todo descabido, até pelos próprios limites da necessidade.
Porém, cabe sempre um aspecto a ser comentado, a participação das
pessoas no processo produtivo, pode com certeza levar a uma redução de possíveis
desperdícios ou ações ineficientes. Neste caso retoma-se à alternativa anterior (item
4.2.1), confirmando a necessidade da conscientização das pessoas.
Um outro ponto importante é a necessidade de monitorar, via medidores, e
manter um histórico de acompanhamentos dos consumos, até para se perceber a
natural exaustão dos sistemas e ou processos.
4.2.3. Alternativa: Fontes de Suprimento
Elencam-se oito alternativas, analisadas dentro do contexto da empresa, de
forma a definir quais as mais indicadas.
1. Água Fornecida por Concessionária de Serviço Público.
É a situação que esta vigente, a tabela 7 (pág. 82) já define o valor do custo
mensal (R$ 78.643,00) e anual (R$ 941.316,00) desta proposta, contra a mesma
94
serão comparadas as alternativas e calculados, se aplicável, as economias e os
tempos de retorno do investimento.
2. Água de Poço Tubular Profundo.
Esta alternativa, do ponto de vista de custo é muito interessante, mas por
outro lado apresenta os seguintes problemas:
Pelas informações obtidas nas proximidades (item 4.1 - pontos XL e
XLI), podem existir dificuldades na obtenção de água do subsolo e em
se encontrando, a mesma tem grande chance de ter contaminações
indesejáveis.
A Concessionária, já se posicionou (item 4.1 - ponto XXV), do
levantamento de dados, de que a perfuração de um poço acarretará
aumento nos custos de água potável e esgoto da empresa, no valor de
35% do valor atual.
Sabe-se que por questão operacional e de qualidade um poço não
deve operar mais do que 18 horas por dia, logo a capacidade do
mesmo deverá estar definida em pelo menos 25% superior a demanda
hora média da empresa.
Poços até 200 m de profundidade, com capacidade acima de 10 m³/h
têm seus custo orçados na base de R$ 550,00/m linear; acima desta
profundidade os custos se incrementam de 50% o metro linear até
300m ou mais.
Existe a previsão de cobrança de uma taxa de utilização de água do
subsolo, a ser implantada até 2008.
95
Objetivando valorizar esta proposta, vide Tabela 11, admitiu-se determinados
parâmetros:
- que é possível perfurar um poço e alcançar a capacidade de 12m³/h
(equivalente a 6.350 m³/mês),
- que o poço não terá mais do que 200m de profundidade, que o
tratamento necessário será o de potabilização simples via filtro de carvão e
adição de cloro,
- estimasse o valor de 40% do custo de implantação como custo geral
anualizado dos custos de manutenção, operação e energia.
- retorno do capital em cinco anos.
- uma remuneração do capital da ordem de 18% ao ano.
Tabela 11 Custeio de Poço Profundo
Item Valor Unitário Valor Final (ii) Valor mensal Valor m³ água (i)
Implantação Poço 550,00/m 110.000,00 1.835,00 0,29 Remuneração 19.800,00/ano 99.000,00 1.650,00 0,26 Custos Oper. 44.000,00/ano 220.000,00 3.670,00 0,58 Sub Total 351.000,00 7.155,00 1,13 Acréscimo Esgoto 2,67/m³ 792.990,00 13.216,00 2,08 Total Final 1.143.990,00 20.371,00 3,21 (i) A formula será: o custo mensal dividido pelo volume de 6.350 m³/mês. (ii) O valor equivale a um período de cinco anos.
Comparando-se os custos finais da produção de água, resulta o custo mensal
atual de R$ 78.643,00 contra o custo mensal com o poço de R$ 57.813,00
uma
economia de R$ 20.830,00 por mês, o que gera uma economia anual de
aproximadamente R$ 250.000,00
valor bem atrativo.
As questões básicas aqui são o aspecto de segurança e a questão do
impacto ambiental da solução. Analisadas as outras propostas, na conclusão poder-
se-á referendar e detalhar mais estes pontos.
96
3. Água Pluvial.
Outra solução de forte interesse, neste caso ambiental, analisando-se as
condições da empresa têm-se que:
A água pluvial poderia atender às necessidades básicas de sanitários
(560 m³/mês), torres (1.400 m³/mês) e processo industrial (960m³/mês),
que são na soma de. 2.920 m³/mês.
A capacidade de captação da empresa é grande:
28.000 m² de Área x 1.250 mm/ano precipitação x 0,80 de eficiência =
= 28.000 m³/ano = 2.335/mês
Mas deve-se analisar este procedimento também pelo aspecto de que
o regime de chuvas é irregular, daí ter-se a necessidade de armazenar
água no período chuvoso, para fazer frente à seca, analisando o
gráfico pluviométrico (item 4.1 - ponto XLIV) há que compensar no
mínimo seis meses de operação.
Para isso decidiu-se utilizar a água só em dois pontos: sanitários e
processo industrial, reduzindo o consumo a 1.420 m³ e evitando a
sazonalidade das torres (exatamente nos meses de seca, consome
mais), isso definido:
- Calculou-se uma cisterna para armazenagem de água via
método de Rippl em 1.200 m³ de capacidade;
O custo desta cisterna mais o valor do sistema de bombeamento e cloração
da água foram orçados em:
- Cisterna em concreto revestido = R$ 400.000,00
- Sistema de bombas, filtros e cloração = R$ 80.000,00
97
Calculando-se um custo mensal de operação e manutenção de R$ 0,40/m³,
temos uma economia de:
[1.420 m³ x 6,46/m³] (SABESP) [1.420 x 0,40/m³] (Água Pluvial) =
= R$ 8.605,00 de economia mensal.
O problema desta proposta é o valor da implementação, o tempo de retorno
fica muito alto, pois no caso tem-se um valor de R$ 480.000,00 de custo de
implantação para uma economia de R$ 8.600,00/mês, que resulta em um prazo de
retorno do investimento, calculado a taxa de18% ao ano, superior a 90 meses.
O que vem confirmar a idéia que este tipo de solução é ideal em casos de
possuir-se uma área utilizável muito grande, permitindo a instalação de lagoas de
armazenamento e reduzindo o custo de implantação. Muito embora sob a ótica de
processo sustentável ela seja excelente e possuindo muitos exemplos de casos de
sucesso.
4. Água de Reciclagem de Esgoto Sanitário e Industrial de Terceiros.
Esta solução não tem razão de análise, pois existe já um volume
interno de esgoto, que não é utilizado e o volume de esgoto interno é
compatível com as necessidades de processo e torres, onde tal tipo de
reciclagem é possível.
5. Água de Fonte Superficial.
A própria localização impede de certa forma esta solução (ver
comentário no item 3.2.3.), pois a situação seria primeiro de tratar um efluente
cujas características são piores do que os dos efluentes internos, e segundo
os problemas de adução (logística e passagem), além da operação do
98
sistema (complexo), considerando-se o fato da planta já despejar um volume
de efluentes de volume compatível com as suas necessidades é outro ponto
negativo.
6. Água de Terceiros por Caminhão.
Como já comentado anteriormente (item 3.2.3.) isto não é uma solução, mas
sim uma alternativa para possíveis incidentes ou manutenções que paralisem a
adução de água à empresa.
7. Água Industrial por Tubulação e Medidor.
Se existisse esta condição na área de instalação da empresa, seria a solução
mais próxima do ideal, infelizmente não há em São Paulo uma política que busque
desenvolver esta solução, seguindo o caso da empresa Coats Corrente (item 2.2.4.),
haveria um excelente resultado de retorno, talvez fosse o caso das empresas da
região se associarem e questionarem a SABESP da possibilidade de desenvolver
esta solução.
8. Reúso ou Reciclar o Esgoto Industrial e Sanitário
As possibilidades a serem analisadas são: a primeira é reciclar o efluente
industrial e a segunda o doméstico ou então os dois.
Antes de tomar-se uma posição é necessário definir o uso deste efluente,
admitindo que o uso do efluente seja obrigatoriamente não potável, analisam-se as
qualidades necessárias aos diversos usos não potáveis da planta e então é possível
separar as condições de cada um.
99
Aqui é importante comentar, que não existe uma clara normatização de como
trabalhar com água de reúso, existem diversas orientações para fazê-lo, mas não há
definições ou normas governamentais sobre esse uso (legal e técnico).
Buscando uma visão melhor do problema foram encontradas as seguintes
normas:
Organização Mundial de Saúde, mas que estão voltadas ao uso
agrícola da água de reúso;
Normas Francesas, que apresentam quase as mesmas características
das normas da OMS;
Normas Americanas federais da EPA (US Environmental Agency) que
estão voltadas ao uso em áreas urbanas (água da chuva);
A famosa Title 22
Department of Health Services
Recycled Water
Uses Allowed in California (1998)
State of California, USA. (famosa, pois países
como Arábia Saudita e Israel se utilizam de suas definições).
No Brasil não há normas oficiais, que permitam algum entendimento ou
aplicação. No caso específico da literatura técnica brasileira, existem dois
posicionamentos: primeiro uma tabela recomendada de padrões de reposição para
água de sistemas de resfriamento com circulação apresentada no livro Reúso de
Água (MANCUSO, SANTOS, 2003) e em segundo quatro tabelas (no estilo Title 22)
que foram apresentadas no documento Conservação e Reúso da Água em
Edificações (FIESP, MMA-ANA, SindusCon, 2005). Analisando-se as tabelas com as
recomendações para uso em torres de resfriamento, verificou-se que em ambos os
documentos os valores de controle são similares.
Diante disto, como parâmetro para a proposta definiu-se a as seguintes
condições:
100
Utilizar a tabela de Mancuso, Santos, 2003 e o documento da FIESP,
água para torres de resfriamento, como base do projeto.
Levando em conta as recomendações da Title 22, bem como os
aspectos de segurança do trabalho, tratar a água de tal forma a não
existir a presença de bactérias na mesma (descontaminar), o que
permite o contato (não a ingestão) das pessoas com a água.
A Tabela 12 dá as características da água (baseada nas premissas acima) e
sob estas condições determinar-se-á os aspectos técnicos da definição dos efluentes
a usar e do tratamento que se faça necessário:
Tabela 12 Variáveis de Qualidade Água para Torres de Resfriamento
VARIÁVEIS DE QUALIDADE DE ÁGUA RECOMENDADOS PARA O USO EM TORRES DE RESFRIAMENTO
VARIÁVEL SEM RECIRCULAÇÃO COM RECIRCULAÇÃO Sílica 50 50 Alumínio SR 0,1 Ferro 0,5 Manganês 0,5 Amônia 1,00 Sólidos Dissolvidos Totais 1000 500 Cloretos 600 500 Dureza 850 650 Alcalinidade 500 350 Sólidos em Suspensão Totais
5000 100
pH 5,0 - 8,3 6,8 - 7,2 Coliformes Totais (NMP/100ml)
SR 2,2
Bicarbonato 600 24 Sulfato 680 200 Fósforo SR 1,00 Cálcio 200 50 Magnésio SR 30 O2 dissolvido Presente SR DQO 75 75
Fonte: MANCUSO et al., 2003 e FIESP, MMA-ANA, SindusCon, 2005 elaborada pelo autor
Notar que onde está determinado coliformes totais, o valor será considerado
no projeto como não detectáveis.
101
A partir dessas pré-definições, analisa-se qual efluente usar;
O efluente industrial é de difícil utilização, porque carrega um nível
elevado de impurezas, seu tratamento atual atende a lei Estadual 8468
parágrafo 19-A para lançamento de efluente em linha de esgoto
público. Os valores da 19-A obrigam que se realize um novo
tratamento na água industrial, tratamento este que pelas características
dos elementos contaminantes, necessitaria de um processo
extremamente custoso para ser realizado. A estimativa é de algo como
R$ 14,00/m³. Portanto descartou-se o reúso por enquanto. Quanto ao
reúso em cascata no processo ela já ocorre, principalmente nos
banhos de preparação da superfície para gravação.
O efluente doméstico, pela suas características se apresenta muito
mais efetivo dentro da visão de reúso, se não porque, carrega um
volume menor de contaminação mineral, o problema maior serão os
cloretos, a parte orgânica pode ser retirada através de processos de
oxidação ou biológicos, com grande eficácia. O volume total é
compatível com o consumo, havendo certa sobra que permite ajustar
processos; depois de tratado (a parte não reutilizada) servirá para diluir
o efluente industrial, reduzindo o impacto do mesmo.
Definido que se utilizará o efluente doméstico para o reúso, fica a determinar
a definição do processo de tratamento e suas etapas e a previsão de custo
operacional do mesmo.
No caso de implantação de um sistema de tratamento do esgoto e do seu
reúso, os cálculos envolvidos são complexos e as avaliações são extensas. Para
102
verificação do potencial da utilização desta sistemática será realizada uma pré-
avaliação da economia gerada por este sistema.
Tem-se
1) Volumes de efluente doméstico
Ved = 4.006 m³/mês
2) Volumes de consumo de água Industrial
Vevaporado + Vsanitários + Vprocesso + Vjardim = 2.878 m³/mês
3) A Figura 9 mostra a composição do esgoto doméstico.
Figura 9 Composição do Esgoto Doméstico Fonte: FEEMA FUNDAÇÃO ESTADUAL DE ENGENHARIA DO MEIO AMBIENTE, 2002
4) Previsão de aproveitamento 90% do volume gerado
Vaproveitado = 3.600 m³/mês
Resultando dessa análise a condição de se reciclar o volume necessário para
as águas industriais, resultando em uma economia de aquisição de água de 2.878
m³/mês e de não pagamento de tratamento de esgoto de valor idêntico.
Existem outras economias possíveis, mas neste ponto não serão
apresentadas, apenas comentadas, que em se tratando o esgoto o custo de dispô-lo
103
na rede será menor, outros procedimentos de uso poderão ser desenvolvidos,
reduzindo mais o volume de entrada de água potável.
Calculando-se as economias temos:
Vágua potável x R$ 6,46/m³ = 18.590,00
Vesgoto x R$ 7,56/m³ = 21.758,00
A economia
bruta gerada, que será posteriormente refinada, é de R$ 40.348,00/mês,
ou R$ 484.176,00 por ano. Considerando-se o volume de economia gerada,
entende-se ser possível seguir adiante e detalhar esta proposta.
4.3. DETALHAMENTO DA PROPOSTA DE REÚSO
Primeiramente defini-se o processo de tratamento de esgoto, entre o sistema
aeróbio e o sistema anaeróbio. Optou-se pelo anaeróbio, em decorrência da
ampliação do conhecimento na área, os sistemas anaeróbios de tratamento de
esgotos, notadamente os UASB (reatores de manta de lodo) são de uso muito
favorável em nosso país (condições de temperatura).
As diversas características favoráveis dos sistemas anaeróbios (ver a Tabela
13) passíveis de serem operados com elevados tempos de retenção de sólidos e
baixos tempos de detenção hidráulica, conferem aos mesmos um grande potencial
de aplicabilidade.
É importante também ressaltar que, nos sistemas aeróbios, ocorre somente
cerca de 40 a 50% de degradação biológica, com a conseqüente conversão em gás
carbônico. Verifica-se uma enorme incorporação de matéria orgânica, como
biomassa microbiana (cerca de 50 a 60%), que vem a se constituir no lodo
104
excedente do sistema. O material orgânico não convertido em gás carbônico, ou em
biomassa, deixa o reator como material não degradado (5 a 10%).
Tabela 13 - Vantagens e Desvantagens de Processos Anaeróbios
VANTAGENS DESVANTAGENS I. · baixa produção de sólidos, cerca de
5 a 10 vezes inferior à que ocorre nos processos aeróbios;
II. · baixo consumo de energia, usualmente associado a uma elevatória de chegada. Isso faz com que os sistemas tenham custos operacionais muito baixos;
III. · baixa demanda de área; IV. · baixos custos de implantação, da
ordem de R$ 20 a 40 per capita; V. · produção de metano, um gás
combustível de elevado teor calorífico;
VI. · possibilidade de preservação da biomassa, sem alimentação do reator, por vários meses;
VII. · tolerância a elevadas cargas orgânicas;
VIII. · aplicabilidade em pequena e grande escala;
IX. · baixo consumo de nutrientes.
I. · as bactérias anaeróbias são susceptíveis à inibição por um grande número de compostos;
II. · a partida do processo pode ser lenta, na ausência de lodo de semeadura adaptado;
III. · alguma forma de pós-tratamento é usualmente necessária;
IV. · a bioquímica e a microbiologia da digestão anaeróbia são complexas e ainda precisam ser mais estudadas;
V. · possibilidade de geração de maus odores, porém controláveis;
VI. · possibilidade de geração de efluente com aspecto desagradável;
VII. · remoção de nitrogênio, fósforo e patógenos insatisfatória.
Fonte: Adaptado de CHERNICHARO (1997)
Nos sistemas anaeróbios, verifica-se que a maior parte do material orgânico
biodegradável presente no despejo é convertida em biogás (cerca de 70 a 90%), que
é removido da fase líquida e deixa o reator na forma gasosa. Apenas uma pequena
parcela do material orgânico é convertida em biomassa microbiana (cerca de 5 a
15%), vindo a se constituir no lodo excedente do sistema.
Além da pequena quantidade produzida, o lodo excedente apresenta-se, via
de regra, mais concentrado e com melhores características de desidratação. O
material não convertido em biogás, ou em biomassa, deixa o reator como material
não degradado (10 a 30%).
Efetuando os cálculos para a instalação de uma Estação compacta de
tratamento de efluente, composta por REATORES ANAERÓBIOS seguidos de
105
REATORES DE LODOS ATIVADOS E DESINFECÇÃO conforme Figura 10 na
pagina seguinte, que se compõem dos seguintes equipamentos:
1) CPF CALHA PARSHALL
2) EEE ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESGOTOS + bombas
3) CDE/e CAIXA DE DISTRIBUIÇÃO DE ESGOTOS com extravasor
4) UASB UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET REACTORS (RAFA)
5) LA/a LODOS ATIVADOS + Aerador
6) DS DECANTADOR SECUNDÁRIO + bombas de retorno de lodo
7) FGS FILTRO DE GÁS SULFÍDRICO
8) UCC UNIDADE COMPACTA DE CLORAÇÃO
9) PEC PAINEL ELÉTRICO DE CONTROLE oper. automática da ETE
O sistema necessita de um processo de gradeamento para separação de
materiais e uma caixa de gordura. Esses dois processos já existem na empresa e
são de porte condizente com o processo e não foram orçados.
Dimensionamento com base nos dados levantados para o projeto:
1. Cálculo básico
Funcionários e Terceiros: 1.400
Volume de Esgotos: 133,0 m3/dia
3.950 m³/mês
ESTAÇÃO TRATAMENTO: Esgotos sanitários domésticos + efluentes de cozinha
Exigência DBO5, 20:> 90% processo aeróbio
Uso final: Reúso industrial e excedente em rede pública
106
1-UCG - UNIDADE COMPACTA DE GRADEAMENTO
2-USG - UNIDADE SEPARADORA DE GORDURA
3-CP - CALHA PARSHAL
4-EEE - ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESGOTO
5-UASB - REATOR ANAERÓBICO
6-LA - LODOS ATIVADOS
7-DS - DECANTADOR SECUNDÁRIO
8-FGS - FILTRO DE GASES
9-UCC - UNIDADE COMPACTA DE CLORAÇÃO
Figura 10 ETE Compacta Fonte: Empresa Flipper Tecnologia Ambiental
1
2
4
3
5
6
7
8
9
107
2. Cálculo de contribuição
ESGOTOS SANITÁRIOS
Coeficiente adotado C = 0,8 resulta Qmédio = 133,0m3/dia
1.400 funcionários fixos x 70 l/hab.dia = 98.000 litros
1.400 refeições / dia x 25 l/ref = 35.000 litros
Maior contribuição
Coeficiente de máxima vazão diária K1 = 1,2
133.000 x 1,20 = 159.600 l/dia Qmáximo = 159,6m3/dia
HMC
hora de maior consumo
Coeficiente de máxima vazão horária K2 = 1,5
159.600 x 1,50 = 239.400 l/dia HMC = 239,4m3/dia
Os indices C, K1 e K2 foram baseados em Lettinga, Hulshoff-Pol, 1991.
3. Volume útil dos REATORES
Onde: TDH = Tempo de detenção hidráulica sobre 24 horas
V = volume do REATOR
Q = vazão horária de esgoto
Temos: TDH = V/Q ou V = Q x TDH
TDH = adotado 10 horas, resulta 10 / 24 = 0,4166
V= Q x TDH, resulta 133,0 x 0,4166 = 55,40 m3, adotado 60,0 m3, pois
é o valor de tanque normalizado (comercial) mais próximo do valor calculado.
O cálculo de um sistema de tratamento, deve levar em conta as diferentes
vazões possíveis (Qmédio , Qmáximo , HMC) durante o processo, comparando o seu
volume básico (V) aos valores teóricos aceitos para o processamento, corrigidos
pela temperatura de operação; abaixo os respectivos cálculos e a Tabela 14 que
apresenta os valores teóricos comparáveis:
108
4. TDH - Cálculo do volume BÁSICO comparado ao TEÓRICO
Valores do Projeto
Qmédio = [60 / 133] x 24 = 10,82 h
Qmáximo = [60 / 159,6] x 24 = 9,02 h
HMC = [60 / 239,4] x 24 = 6,00 hs
Tabela 14 Valores Teóricos Comparáveis Tempo de detenção hidráulica (h)
Temperatura do esgoto (ºC) Média diária Mínimo (durante 4 a 6 h)
16 - 19 > 10 - 14 > 7 9
20 - 26 > 6 - 9 > 4 6
> 26 > 6 > 4
Fonte: Adaptado de Lettinga & Hulshoff - Pol (1991)
Comparando TDH indicado para os equipamentos (teórico) e os dados de
projeto, os valores são condizentes.
5. Cálculo da DESINFECÇÃO
UCC UNIDADE COMPACTA DE CLORAÇÃO
HMC = 239.400 l/dia
TDH - TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICA
O TDH para o processo de desinfecção e oxi-redução do sulfeto, situa-se na faixa
de 30 a 45 minutos.
Para dar maior seguranca ao sistema adotar-se-á:
TDH = 1:00 / 24:00 = 0,04166
UCC UNIDADE COMPACTA DE CLORAÇÃO
Vútil = HMC x TDH = 239.400 x 0,04166 = 9.973 litros
109
Volume adotado: 10.000 litros, pois é o valor de tanque normalizado (comercial)
mais próximo do valor calculado.
Portanto, para atender o projeto em questão deverá ser adotado um equipamento
com um volume útil de 10,0m3, tipo UCC - UNIDADE COMPACTA DE
CLORAÇÃO.
6. DB0
DEMANDA BIOLÓGICA DE OXIGÊNIO e CARGA ORGÂNICA DBO520 e CO
TÍPICA - Tabela 3 NBR 13969/97 - DBO5,20 estimada no afluente
CARGA ORGÂNICA
Efluentes adotado 220,0 m3/dia (METCALF, TCHOBANOGLOUS, 1991)
COsanitários = 1.400 hab. x 25,0gDBO5,20/dia* = 35.000gDBO5,20/dia = 35,0 kg/dia
COcozinha = 1.400 ref. x 25,0gDBO5,20/dia* = 35.000gDBO5,20 /dia = 35,0 kg/dia
COTOTAL = 70,0kg/dia / 133,0 m3/dia = 526,0 mgDBO5,20/litro
7. Remoção da CARGA ORGÂNICA
CO - TOTAL 526,0 mgDBO/litro
Estimativa de remoção da DBO5,20 de lançamento:
USG = 526,0
8% = 483,9mgDBO5,20/litro (A USG remove 90% da CO da
cozinha 31,5kg)
UASB = 483,9 70% = 145,1mgDBO5,20/litro
LA+DS+UCC = 112,88 92% = 11,6mgDBO5,20/litro
8. Eficiência média total do SISTEMA
Entrada no sistema = 526,0mgDBO5,20 /litro
Remoção = 514,4mgDBO5,20/litro 97,7%
Saída do sistema = 11,6mgDBO5,20/litro
110
De forma conservadora estima-se a eficiência média dos equipamentos na
ordem de 70% a 92%. Porém, sabe-se que operados adequadamente, o UASB
remove até 80% da carga orgânica contaminante e o sistema de LODOS
ATIVADOS atingirá parâmetros na ordem de até 95%. Vale dizer, que operada e
monitorada a eficiência média total da ETE
Estação de Tratamento de Esgotos
atingirá parâmetros sempre dentro dos padrões exigidos pela Legislação
Ambiental vigente e/ou para fins de reúso não potável.
Com os parâmetros e tamanhos definidos passou-se à fase de cotar o custo
do equipamento e sua instalação. A Tabela 15 apresenta os custos dos
equipamentos já incluindo os custos de instalação.
A previsão da área a ser ocupada é de 120 m², para tal será desmobilizada
uma parte do atual estacionamento, que fica também próximo ao atual sistema de
tratamento de efluentes industriais, facilitando o controle e a operação dos sistemas.
Os valores que serão apresentados a seguir estão documentados:
Tabela 15 - ORÇAMENTO da ETE
Quant. EQUIPAMENTOS Custo
unitário R$
01 01 01 01 01 02 03 03 02 01 01 06 06 02 01
UCG UNIDADE COMPACTA DE GRADEAMENTO grossa UCG UNIDADE COMPACTA DE GRADEAMENTO fina USG UNIDADE SEPARADORA DE GORDURA CP CALHA PARSHALL CDE/E CAIXA DE DISTRIBUIÇÃO DE ESGOTOS / Vertedor EEE ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESGOTOS UASB UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET REACTORS LA LODOS ATIVADOS DS DECANTADOR SECUNDÁRIO FGS FILTRO DE GAS SULFÍDRICO UCC UNIDADE COMPACTA DE CLORAÇÃO AIA AERADOR INJET-AIR BRE BOMBA DE RECALQUE DE EFLUENTES + bóia de nível BRL BOMBA DE RETÔRNO DE LODO PEC PAINEL ELETRICO DE CONTROLE
200,00 1.800,00 6.000,00 20.000,00
16.000,00
19.000,00
2.500,00 9.000,00 2.500,00 2.700,00 1.800,00 3.400,00
200,00 1.800,00 12.000,00 60.000,00 48.000,00 38.000,00 2.500,00 9.000,00 15.000,00 16.200,00 3.600,00 3.400,00
TOTAL 209.700,00
111
A Figura 11 mostra uma ETE de mesmo tipo da que será instalada na
empresa, neste caso, porém para uma situação de um condomínio do CDHU com
20.000 habitantes, na região do Jóquei (grande São Paulo). A estação esta sendo
monitorada pela CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do
Estado de São Paulo) e vem apresentando um excelente resultado, com o mínimo
de gasto operacional.
Figura 11 -Foto de ETE Juqueri Fonte: Catálogo da empresa Flipper Tecnologia Ambiental
Definidas as características e os equipamentos da ETE agora definir-se-á as
condições de tratamento e desinfecção adicionais, para garantir os parâmetros
operacionais necessários ao reúso, para definir o complemento, é preciso entender
qual será a seqüência do processo de reúso.
O processo que define a operação é o de resfriamento via torres. Sabe-se
que a alteração do modelo e procedimentos operacionais de torres de resfriamento
112
em função da quantidade e qualidade da água são muito freqüentes atualmente, não
só os ciclos de concentração, bem como modelos de torres são utilizados para que
haja a otimização dos recursos e redução nos custos operacionais.
Para ficar mais claro: no processo durante a evaporação na torre de
resfriamento (o processo de troca térmica) somente a água desaparece. Todas as
partículas dissolvidas ou flutuantes permanecem na água remanescente e
aumentam a sua concentração. A concentração de sais é regulada via blow down
(descarte). A maioria dos sistemas operam entre 3 a 8 vezes o fator de incremento
da concentração dos sais (nível de SDT).
Cada elemento de contaminação, que pode ser encontrado na água de
alimentação da torre, pode ser encontrado multiplicado por 3 até 8 vezes na água de
recirculação. De modo similar, substâncias de possíveis vazamentos de
equipamentos ou poeiras flutuando no ar podem se acumular na água de
recirculação. Para exemplificar, analisando se durante um ano a operação de uma
torre de resfriamento de 200 MW (usina térmica), dependendo da época do ano
(seca ou chuva) encontraram-se volumes de 250 kg a 3,0 ton de poeira por dia
originado do ar, contaminando a água.
O sistema, então vai se concentrando, isto é: os sais dissolvidos vão se
acumulando no sistema e promovendo processos de incrustação e corrosão nos
equipamentos e tubulações. Daí a necessidade de utilizarem-se volumes cada vez
maiores de produtos químicos para contrabalançar os efeitos maléficos deste sais,
mas de outro lado gerando perdas e baixas eficiências do lado dos equipamentos de
refrigeração.
Este efeito é extremamente prejudicial para o desempenho dos
equipamentos, uma vez que se perde eficiência térmica. Além dos problemas com
113
os sais e outros sólidos dissolvidos, ocorre a proliferação de microrganismos do tipo
algas e bactérias, que também contribuem para o mau desempenho dos
equipamentos, além de causarem problemas com a higiene e saúde ocupacionais.
O estudo dos resultados das condições em que se pode fornecer a água de
reúso e as necessidades dos processos de troca térmica quando se propõe a
utilização da água tratada do esgoto doméstico, para alimentar as torres de
refrigeração, impõe alterar o tipo do tratamento e a forma de seu controle.
Atualmente, a água das torres de resfriamento é tratada quimicamente, a
proposta se baseia na mais moderna tendência mundial, que opta por tratamentos
não químicos e com controles mais eficazes de purga ou blow down, permitindo a
menor dispersão dos parâmetros de operação pré-definidos.
A seqüência de fluxo da água de reúso seria portanto do sistema da ETE,
para as torres, onde ocorreria um tratamento, uma desinfecção e uma purga
constante regulada pela condutividade, essa etapa necessitaria da instalação de:
Processo de tratamento e desinfecção da água por ozônio (ver Anexo I):
- Para evitar a corrosão e incrustação, pela eliminação do ferro, magnésio
e biofouling.
- Permitir a dispersão das partículas e favorecer a filtração.
- Inibir a formação de colônias de algas e bactérias.
Instalação de filtro hidrociclônico:
- Com no mínimo 90% de eficiência na remoção dos sólidos em
suspensão.
Instalação de controle de descarte por condutividade (automático), mantendo
o nível de sólidos dissolvidos dentro das especificações.
114
Após esta etapa, a água de reúso seguirá para o sistema de bacias sanitárias,
passando antes por um sistema de cloração a partir de salmoura (anexo II) para
manter um nível de controle, podendo também ser utilizada, no caso de sobra, para
a irrigação dos jardins e limpeza geral de pisos.
Por último irá para o sistema de processo onde passa primeiramente pelas
membranas de osmose, onde por sinal também é importante manter um alto nível de
desinfecção (sistema de cloração).
Busca-se a redução do consumo de água das torres, pela melhora efetiva da
troca térmica (menor incrustação) e menor nível de salinidade e eliminação do
descarte de grandes volumes (blow-down); além disso, existe a redução de custo
operacional pela redução dos custos de manutenção e produtos químicos. Além da
melhoria do desempenho de troca térmica com redução do consumo de energia.
Não há riscos, desde que o sistema de tratamento de efluentes domésticos
funcione de acordo com as especificações e recomendações e atendendo aos
valores de tratamento previstos.
Para elevar as garantias de confiabilidade, repetibilidade e segurança
ocupacional, está sendo orçada também a instalação de um filtro de areia do tipo
contínuo (ver Anexo III), que pelas suas características deverá atender às
expectativas desejadas.
A Tabela 16 apresenta o custo de aquisição dos equipamentos e das
modificações da estrutura de tubulações de alimentação das bacias sanitárias, os
valores que são apresentados na mesma estão documentados:
115
Tabela 16 - ORÇAMENTO da Etapa de Polimento, Desinfecção e Controle
Quant.
EQUIPAMENTOS
Custo unitário R$
01
01
01
02
02
01
03
ADEQUAÇÃO HIDRÁULICA LINHA ÁGUA INDUSTRIAL
FILTRO DE AREIA
SISTEMA GERADOR DE OZÔNIO
FILTRO HIDROCICLÔNICO
SISTEMA DE CONTROLE DE CONDUTIVIDADE E
VÄLVULA AUTOMÁTICA
SISTEMA GERADOR DE CLORO
BOMBAS PARA O SISTEMA
40.000,00
35.000,00
7.500,00
3.500,00
4.000,00
1.200,00
45.000,00
40.000,00
35.000,00
15.000,00
7.000,00
4.000,00
3.600,00
TOTAL 149.600,00
Baseados nos orçamentos o valor do sistema de tratamento e reúso de água
baseado no efluente doméstico da empresa é de R$ 359.000,00.
Outro ponto a ser discutido é o custo operacional do sistema, do ponto de
vista de custo energético ou de mão de obra. A variação será pequena em relação
aos valores já gastos hoje com a operação normal: primeiro processando água
potável e depois despejando esgoto. Assim obter-se-á economia de produtos
químicos e de operação (sistema de resfriamento). Baseado em Mancuso, Santos,
2003 e Tomaz, 2001, estima-se em R$ 1,20/m³ o valor a ser considerado como
custo da operação do tratamento. Utilizar-se-á esse número nas comparações entre
as propostas (ver a Tabela 20, item 5.2).
116
5. RESULTADOS
Após os processos de avaliação e custeio das alternativas selecionam-se
duas, que especificadamente trazem ganhos de volume físico e econômico, no
sentido de dar uma solução ao problema de água da empresa.
5.1. RESULTADO DA PERFURAÇÃO DE UM POÇO PROFUNDO.
Os valores envolvidos são apresentados na Tabela 17:
Tabela 17 Custos Poço Profundo (elaborada pelo autor)
Item Valor Unitário Valor Final (ii) Valor mensal Valor m³ água (i)
Implantação Poço 550,00/m 110.000,00 1.835,00 0,29 Remuneração 19.800,00/ano 99.000,00 1.650,00 0,26 Custos Oper. 44.000,00/ano 220.000,00 3.670,00 0,58 Sub Total 351.000,00 7.155,00 1,13 Acréscimo Esgoto 2,67/m³ 792.990,00 13.216,00 2,08 Total Final 1.143.990,00 20.371,00 3,21 (iii) A formula será: o custo mensal dividido pelo volume de 6.350 m³/mês. (iv) O valor equivale a um período de cinco anos.
Conforme calculado no item 4.2.3, página 95, a implantação de um poço
profundo possibilitará uma economia anual de R$ 250.000,00.
Considerando-se o ponto de vista econômico é uma boa solução, por outro
lado do ponto de vista da sustentabilidade, a proposta não traz nenhuma
contribuição ao processo.
Ao contrário, utilizar fontes de água subterrânea gera certo desconforto, pois
a água subterrânea deve dentro dos conceitos mais modernos ser uma reserva
estratégica para uso nas necessidades humanas diretas (comida, limpeza, sede).
Analisando-se sob o aspecto de indicadores de ecoeficiência também não é
possível perceber-se nenhum impacto, nesta proposta.
117
5.2. RESULTADO DO REÚSO DO EFLUENTE DOMÉSTICO TRATADO
Os valores envolvidos são na Tabela 18:
Tabela 18 Custos de Reúso (elaborada pelo autor) Itens Valor
Equipamento da ETE R$ 209.600,00 Equipamento de Pol. e Desinfecção R$ 149.600,00
Volumes envolvidos 3.950 m³/mês de Esgoto
e 2.950 m³/mês de Água de Reúso
Custo operacional previsto R$ 1,20/m³ de Esgoto tratado Diferença de Custo Mensal
SABESP x Nova Sistemática (i) R$ 36.324,00 (i) A diferença se define como sendo, o valor da não compra de 2.950 m³ de água potável a R$ 6,46/m³ e de não despejo de também 2.950 m3 de esgoto a R$ 7,56/m³, subtraído do custo de tratar---se 3.950 m³ de esgoto doméstico a R$ 1,20/m³.
Conforme calculado no item 4.2.3, página 103, a implantação do reúso gera
uma economia mensal de R$ 40.348,00 de forma bruta ou anual de R$ 484.176,00.
Quando se ajustam os valores pelos cálculos de custo de operação e redução de
despejo de esgoto, tem-se uma economia real (vide Tabela 19) de R$
36.324,00/mês ou anual de R$ 447.852,00.
Tanto do ponto de vista econômico, quanto da sustentabilidade, a proposta
traz uma forte contribuição.
Por utilizar-se de água de reúso, gera uma economia de consumo de bem
social, por tratar o esgoto reduz a carga em nossas fontes de água de superfície,
dentro dos conceitos mais modernos preserva e recondiciona a natureza.
Analisando-se sob o aspecto de indicadores de ecoeficiência, é possível
perceber-se o impacto, pois se não existe redução de volume de água por produto
confeccionado, existe a redução no indicador de consumo de água potável (nova)
por unidade produzida, com um incremento nesta relação da razão de 2.950 m3 de
118
água de reúso por 6.350 m3 de água total originalmente consumida ou 46,4% de
redução.
Outro ponto importante é a redução de resíduos líquidos despejados por
unidade produzida, que pelo reúso e tratamento do esgoto total também foi reduzida
na proporção de 25%.
Pelo exposto, a solução de reúso deve ser implementada, não
desconsiderando o fato de que a conscientização e o correto manuseio da água
devem continuar sendo o grande foco do processo, buscando a permanente
conservação da água.
119
6. DISCUSSÃO
Analisando-se as dificuldades encontradas no desenvolvimento deste projeto,
torna se imprescindível, que na implantação de novas indústrias ou até mesmo na
expansão das existentes os novos projetos já sejam elaborados sob a ótica da
Ecologia Industrial e da Ecoeficiência.
Quando se desenvolve um caso real, as implicações e variáveis se
multiplicam. No caso específico deste trabalho, o mesmo foi elaborado para uma
unidade industrial já implantada e em operação, portanto faz-se necessário
esclarecer os seguintes pontos:
1. Sempre que se busca a solução de problemas relacionados ao meio
ambiente, se faz necessário e presente, a preocupação com o envolvimento
das pessoas durante e, principalmente, após o desenvolvimento e
implantação, por isso um projeto de reúso deve estar dentro de um plano
maior de conscientização e desenvolvimento de uma forma de ação
empresarial de trabalhar com os conceitos de atuação na busca da
sustentabilidade das organizações e, conseqüentemente, do nosso planeta.
2. O principal interesse deve ser o de buscar e compreender como as
organizações e, em conseqüência, seus funcionários, percebam os agentes
atuantes e modificadores do meio ambiente no qual estão inseridos.
3. As necessidades do presente não se resumem à preservação do meio
ambiente isoladamente, mas ao desenvolvimento do ser humano como um
ser multidimensional, que integra a sociedade em que vive. O homem como
todo ser vivo deve buscar perenizar-se. Mahatma Gandhi disse: A civilização,
no verdadeiro sentido da palavra, não consiste em multiplicar nossas
120
necessidades, mas em reduzi-las voluntariamente, deliberadamente
(UNESCO, 2003).
4. A civilização ocidental, de base industrial, tornou-se dominante em todo o
mundo. Nas últimas décadas mostrou crescimento exponencial da população,
aumento da duração média de vida, incremento do consumo de energia,
aumento da demanda de alimentos, desenvolvimento de serviços de
comunicação, mudanças nunca imaginadas sociais, econômicas e no dia a
dia das pessoas.
5. Mas, tudo isso só poderá se manter indefinidamente?
6. Não, pois se sabe da limitação dos recursos que dispõe o planeta, além da
sua finita capacidade de suportar os subprodutos e rejeitos da transformação
industrial dos recursos naturais.
7. Sim, desde que a sociedade como um todo, independentemente de seu
modelo econômico, entenda e pratique o respeito a limitações dos recursos
naturais e da capacidade de reciclagem do planeta, ou seja, todo o sistema
ou operação deve considerar na sua essência os conceitos de ecologia,
ecologia industrial e ecoeficiência.
121
7. CONCLUSÃO
Avaliando-se os resultados das duas alternativas apresentadas com
economicamente viáveis, tem-se que ambas resultam em substanciais
economias de custo operacional para a empresa.
A alternativa poço profundo (item 5.1), tem a seu favor o menor custo de
implementação, embora possua um risco de operação que deve ser considerado.
Além do risco mencionado, a mesma não é ecologicamente e ecoeficientemente
defensável.
A Alternativa água de reúso (item 5.2), apesar de ter custo de implementação
mais alto, apresenta um retorno em valor absoluto maior (quase o dobro da
anterior). Além disso, sob os aspectos ecológicos e ecoeficientes, a alternativa
possui uma abrangência e alcance amplos, o que torna a sua implementação
uma demonstração de responsabilidade ambiental.
A partir do exposto podemos concluir com relação a este projeto que a única
alternativa capaz de atender de um lado os aspectos econômicos e de outro não
atentar contra os conceitos de ecologia industrial e ecoeficiência é a de Água de
Reúso.
122
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UNESCO, 2003
Comitê Paulista para a Década da Cultura de Paz 2001
2010. No site: www.comitepaz.org.br/AP_gandhi5.htm. Acesso em 10 agosto de 2006.
World Business Council of Sustainable Development. No site: www.wbcsd.org/templates/templatewbcsd2 . Acesso em: 10 agosto de 2006.
124
ANEXO I O Ozônio no Tratamento de Água
O Ozônio começou a ser conhecido já em 1837 e reconhecido como
substância química, depois de trinta anos quando sua forma tri-atômica foi descrita.
A habilidade do ozônio para desinfecção de água foi descoberta em 1886 e em 1891
testes pilotos já eram realizados.
A primeira instalação industrial de ozônio ocorreu em 1893, em Oudshoorm,
na Holanda, para desinfecção na estação de tratamento de água potável da cidade.
Até 1914 o número de estações de tratamento de água utilizando ozônio cresceu e,
na Europa, já havia pelo menos 49 instalações.
Em 1936 o número passou para 100 instalações na França e 140 no mundo.
O cloro, sempre mais barato e mais usado sofre grande revés, quando em 1975 se
descobre que gera compostos cancerígenos organoclorados, subprodutos de
reações com matéria orgânica.
As principais características do ozônio são:
O ozônio é um poderoso oxidante - 1,5 vezes mais forte do que o cloro,
vide a Tabela 19;
É mais rápido que o cloro na inativação de bactérias;
Não produz toxinas;
Decompõe-se em oxigênio.
Gás instável, incolor nas condições atmosféricas, com odor característico a baixas concentrações.
125
Tabela 19 - Poder Oxidação de Substancias Desinfetantes
Desinfetantes Potencial de
Oxidação (Volts)
Poder relativo de
Oxidação* Ozônio 2,07 1,52 Peróxido de hidrogênio 1,77 1,30 Hipoclorito 1,49 1,10 Cloro 1,36 1,00
Baseado no cloro como referência (=1,00) Fonte: Standard Method for Examination of Water and Wastewater (CLESCERI, 1999)
Em relação ao cloro o ozônio tem 1,5 vezes, maior poder de oxidação e
dependendo da substância que está sendo atacada é até 1500 vezes mais rápido. A
pressão parcial do ozônio é bastante inferior à do oxigênio, sendo facilmente
absorvido pela água; 50 vezes mais rápido que o oxigênio (CLESCERI, 1999).
As principais aplicações do Ozônio são o seu uso no tratamento de:
Água potável;
Água de resfriamento;
Efluentes de indústrias químicas e farmacêuticas;
Água de processo;
Efluente de fábrica de papel e celulose;
Redução de odor e NOx;
Processos de branqueamento; água mineral (enxágüe de desinfecção
de reatores, tanques, garrafas);
Processo de lavagem (saladas, etc.);
Tratamento de lixívia, chorume;
Efluente de indústria têxtil;
Processos de síntese;
Branqueamento de matérias primas e produtos;
Oxidação de gases;
126
Desinfecção de água fresca água de processo e água de resfriamento;
Desinfecção, descoloração, desodorização e desintoxicação de
efluentes e melhoria da biodegradabilidade.
O ozônio também é freqüentemente usado no tratamento de água bruta de
esgoto, de água de processo e de efluentes para desinfecção, nos processos de
lavagem de roupas substituindo o cloro, desinfecção de piscinas, desinfecção de
sistemas de lavagem de garrafas, remoção de ferro e manganês, melhoria de gosto
e odor, eliminação de limo e depósitos em tubos, trocadores de calor, conexões,
mineralização de compostos orgânicos dissolvidos, causando a sua coagulação e
precipitação; desinfecção bacteriológica; redução de DOC (Dissolved Organic
Carbon); etc.
Diante do exposto, a proposta de utilizar o ozônio, irá gerar as condições para
a garantia de uma água de reúso de qualidade superior, atingindo plenamente o
objetivo. As condições para o cálculo do volume de ozônio e do tempo de exposição,
para se eliminar as bactérias restantes é apresentado na Tabela 20:
Tabela 20 Cálculo Volume do Ozônio por Tempo de Exposição
Condições para inativação de 4 log de coliformes totais em efluente secundário
Parâmetro Condição 1 Condição 2
Tempo de contato (min)
Concentração de ozônio (mg/l)
Ozônio residual (mg/L)
26
8,5
0,1 a 0,3
13
11
0,5 a 0,7
Fonte: Standard Method for Examination of Water and Wastewater (CLESCERI, 1999)
Além disso, são necessários mais: 1ppm de ozônio para cada ppm de ferro e
2,5 ppm de ozônio para cada ppm de manganês, presentes na água (CLESCERI,
127
1999). Como o volume será de no máximo 7 m³/hora, necessita-se de 100g/h
máximo de geração de ozônio, como fornece o equipamento da Figura 12.
Figura 12 - Foto Sistema gerador de ozônio de 100g/h de capacidade Fonte: Empresa OZONTECHNIK
128
ANEXO II Sistema Gerador de Cloro a Salmoura.
O sistema de dosagem de bactericida (hipoclorito de sódio), através de
gerador de cloro por eletrólise de salmoura, será instalado, após a passagem da
água pela bacia das torres.
O sistema de geração de cloro a partir de salmoura é um equipamento bem
conhecido e simples, que produz hipoclorito a razão de R$ 0,10/l quando o mesmo
hipoclorito é vendido em bombonas a R$ 1,10/litro. O sistema quase não requer
manutenção é irá manter um residual de cloro na água para os sanitários e para o
processo. Para ilustrar apresentamos na Figura 13 de um sistema instalado em um
parque aquático de São Paulo.
Figura 13 - Foto Sistema de Geração de Cloro a Salmoura
129
ANEXO III Filtro de Areia Contínuo
O filtro de areia contínuo proposto será do tipo DynaSand®. Para esclarecer a
sua forma de operação será feita uma breve descrição do mesmo.
O filtro de areia continuo do tipo DynaSand®, opera da seguinte maneira:
1. Tem-se no mesmo a areia contaminada sendo continuamente
removida da parte cônica do filtro (cama do filtro), lavada e
reciclada sem a interrupção do processo de filtração.
2. O filtro DynaSand® é baseado no princípio do contra fluxo (ver a
Figura 15). A água a ser tratada é admitida através do
distribuidor da entrada (1) na seção mais baixa da unidade e
limpa enquanto flui para cima através da cama da areia, antes
da descarga através da tomada do filtrado (2) no alto.
3. A areia que contém as impurezas apanhadas na passagem é
transportada da seção inferior afilada da unidade (3), por meio
de uma bomba do tipo air-lift (4), ao lavador de areia (5) no alto.
4. A limpeza da areia começa na bomba por seu próprio sistema, já
que as partículas da sujeira são separadas dos grãos da areia
pela ação turbulenta sobre a mistura.
5. A areia contaminada é derramada da saída da bomba
diretamente no labirinto do lavador de areia (6), em que é lavada
por um sistema que fornece água externa, em um pequeno fluxo
de água limpa.
130
Figura 14 - Esquemática do Filtro de Areia Fonte: Empresa PARKSON
6. As impurezas são descarregadas através da tomada da água de
lavagem (7), quando os grãos da areia limpa (que são mais
pesadas) ficam retidos na cama da areia (8). Em conseqüência,
a cama está no movimento descendente constante através da
unidade.
7. Assim, a purificação da água e a lavagem da areia ocorrem
ambas continuamente, permitindo o filtro permanecer em serviço
sem interrupção.
Assim, o filtro opera sem nenhuma peça móvel, sem válvulas controladas e
em baixa pressão, menos de 0.1 bar. O fluxo da água de limpeza opera a 5-7% do
fluxo da água alimentada. A água filtrada contém entre 5-10 ppm de sólidos e de
óleo residuais, satisfazendo a maioria de demandas para reúso ou deságüe. Para
finalidades de polimento o filtro pode ser operado com a presença de coagulantes,
com uma baixa carga de uma alimentação ou com carbono ativado como parte da
cama de filtro, que produzirá filtrado com qualquer pureza desejada.
131
A Figura 16 mostra um filtro de areia com capacidade de processar 10 m³/h
aproximadamente a capacidade necessária ao sistema proposto.
Figura 15 - Foto de Filtro de Areia Fonte : Empresa PARKSON
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