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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE
LORENA
GABRIEL DOS SANTOS CABRAL
ESTUDO DA GESTÃO HÍDRICA NA INDÚSTRIA DE PRODUTOS
DE LIMPEZA
Lorena – SP
2015
GABRIEL DOS SANTOS CABRAL
ESTUDO DA GESTÃO HÍDRICA NA INDÚSTRIA DE PRODUTOS
DE LIMPEZA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à
Escola de Engenharia de Lorena da Universidade
de São Paulo como requisito parcial para
obtenção de título de Engenheiro Químico.
Área de projeto: Tratamento de
efluente.
Orientador: Prof. Adriano Francisco
Siqueira
Lorena – SP
2015
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIOCONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE
Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizadoda Escola de Engenharia de Lorena,
com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
Cabral, Gabriel dos Santos Estudo da Gestão Hídrica na Indústria de Produtosde Limpeza / Gabriel dos Santos Cabral; orientadorAdriano Francisco Siqueira. - Lorena, 2015. 54 p.
Monografia apresentada como requisito parcialpara a conclusão de Graduação do Curso de EngenhariaQuímica - Escola de Engenharia de Lorena daUniversidade de São Paulo. 2015Orientador: Adriano Francisco Siqueira
1. Água. 2. Indústria. 3. Limpeza. I. Título. II.Siqueira, Adriano Francisco, orient.
DEDICATÓRIA
A todos que me apoiaram e não me fizeram
desistir do meu sonho
AGRADECIMENTOS
Agradeço а Deus, pois sem ele eu não teria forças para essa longa jornada, agradeço аos meus professores е orientador Adriano Siqueira, que me deu suporte em todos os momentos que precisei e aos meus amigos, que me ajudaram na conclusão da monografia.
À minha família, por sua capacidade de acreditar em mim е investir em mim.
Mãe, seu cuidado е dedicação foi que deram, em alguns momentos, а esperança para seguir. Pai, sua presença significou segurança е certeza de que não estou sozinho nessa caminhada. Irmã, crescer ao seu lado foi uma honra e lição de vida.
À minha noiva Aline, pessoa com quem amo partilhar а vida. Com você, tenho me sentido mais vivo. Obrigado pelo carinho, а paciência е por sua capacidade de me trazer paz na correria de cada semestre.
Aos meus amigos, pelas alegrias, tristezas е dores compartilhadas. Com vocês,
as pausas entre um parágrafo е outro de produção melhora tudo о que tenho produzido na vida.
Gostaria de agradecer especialmente ao meu tio e padrinho, João Bosco Cabral,
que me inspirou a seguir a carreira e me abriu portas para a iniciação dessa monografia. João é uma honra poder ser padrinho do seu filho Ângelo.
RESUMO
CABRAL, G.S. Estudo da gestão hídrica em uma indústria de produtos de limpeza.
2015. Monografia (Trabalho de Graduação em Engenharia Química) – Escola de Engenharia
de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2015.
A água é um importante insumo na produção de produtos de limpeza. Devido à crescente
preocupação com as reservas hídricas de nosso país, cresce o interesse em soluções para
diminuir seu consumo e minimizar desperdícios. Observa-se um crescente aumento no
rigor das leis e normas vigentes no país nesse momento, acarretando um alto custo na
obtenção desse recurso e, quando a empresa não segue essas normas, está sujeito a multas
muito pesadas. Por isso é importante para uma empresa que quer alcançar competitividade
no mercado realizar um levantamento de dados sobre o consumo dessa matéria-prima.
Este trabalho de conclusão de curso consiste na elaboração de um balanço hídrico em
uma indústria de produtos de limpeza, visando a otimização do consumo de água, do
tratamento de efluente e a reciclagem do efluente, caracterizando o fechamento do
circuito em alguns casos. Estão descritas as limitações e dificuldades existentes nos atuais
processos da empresa e são apresentadas alternativas para reincorporar a maior parte do
efluente tratado ao processo em atividades como a limpeza do pátio, lavagem de peças/
equipamentos, torres de resfriamento até mesmo o uso em determinados produtos da linha
de produção configurando o reciclo. Conclui-se que a água é de vital importância para
uma indústria do ramo e que existem oportunidades e novas tecnologias que favorecem
uma melhor gestão desse recurso.
Palavras chaves: Água. Indústria. Limpeza.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Vazões médias e de estiagem nas regiões hidrográficas e no país ................ 11 Tabela 2-Valores do coeficiente de carga poluidora (K1) calculado em função das concentrações médias de DQO (Demanda Química de Oxigênio, mg/L) e SST (Sólidos Suspensos Totais mg/L) do efluente liquido do estabelecimento, a ser aplicado sobre a tarifa de esgoto................................................................................................................ 19 Tabela 3-Parâmetros necessários para adequação a tarifa normal de esgoto ................ 20 Tabela 4 - Cesta de Limpeza ......................................................................................... 30 Tabela 5 - Tabela de faturamento com produtos de limpeza ......................................... 31 Tabela 6 - Parâmetros do Efluente Bruto / Resultado da amostra ................................. 47 Tabela 7- Parâmetros do Efluente Tratado / Resultado da amostra............................... 48
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Contribuição da vazão média nas regiões, em percentagem ......................... 11
Figura 2 - Criticidade das chuvas de janeiro a março entre 2012 e 2014 no Sudeste ... 13
Figura 3 - Parcela dos gastos do brasileiro em um supermercado ................................ 30
Figura 4 - Esquema básico de um sistema de captação de água da chuva .................... 37
Figura 5 - Modelo Auto-Limpante de um Filtro de Água de Chuva ............................. 38
Figura 6 - Separador de Águas de Chuva de Baixo Custo ............................................ 39
Figura 7 - Cointainer de 1.000 Litros ............................................................................ 41
Figura 8 – Funcionamento de um Spray Ball ................................................................ 42
Figura 9 - Estação de tratamento de efluentes ............................................................... 44
Figura 10 - Jar Test com efluente bruto e tratado, antes e após o tratamento – formação
do lodo. ........................................................................................................................... 45
Figura 11 - Leito de secagem aberto ............................................................................. 45
Figura 12 - Escoamento da água presente no lodo ........................................................ 46
Figura 13 - Atual Gestão Hídrica da Indústria de Produtos de Limpeza....................... 50
Figura 14 - Gestão Hídrica Otimizada........................................................................... 51
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Total de Petições no período de 01/01/2009 a 31/12/2013 ..................................... 27
Gráfico 2 - Gráfico de Deferimentos .......................................................................................... 28
Gráfico 3 - Faturamento em % de variação anual de detergente para lavar louça ..................... 29
Gráfico 4 - Gráfico Climático da média anual de temperatura e índice pluviométrico na cidade de Uberlândia .............................................................................................................................. 36
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 10
1.1 – Contextualização ............................................................................................................ 10
1.2 - Justificativa do trabalho .................................................................................................. 13
2- OBJETIVOS ............................................................................................................................... 15
2.1- Objetivo Geral .................................................................................................................. 15
2.2- Objetivos Específicos ........................................................................................................ 15
3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................ 16
3.1 - Gerenciamento dos recursos hídricos ............................................................................ 16
3.2 - Índice de Qualidade do Efluente ..................................................................................... 17
3.3 - Meios de obtenção de água para fins industriais ........................................................... 21
3.3.1- Concessionárias ......................................................................................................... 21
3.3.2 - Utilização de águas superficiais ............................................................................... 21
3.3.3 - Utilização de águas subterrâneas ............................................................................ 22
3.4 - Tipos de tratamentos de efluentes utilizados nas indústrias ......................................... 24
3.4.1 - Processos de tratamentos físicos ............................................................................. 24
3.4.2 -Processos de tratamentos químicos ......................................................................... 25
3.4.3 - Processos de tratamento biológico .......................................................................... 26
3.5 - Estudo do mercado de produtos de limpeza .................................................................. 27
3.6 - Tendências do mercado da limpeza ................................................................................ 31
3.6.1 - Mercado mundial ..................................................................................................... 31
3.6.2 - Mercado nacional ..................................................................................................... 31
4 - METODOLOGIA ...................................................................................................................... 34
5 - RESULTADO E DISCUSSÕES .................................................................................................... 35
5.1 - Obtenção ......................................................................................................................... 35
5.2 - Utilização ......................................................................................................................... 40
5.3 - Tratamento do efluente .................................................................................................. 42
5.4 – Proposta para melhorias nas empresas analisadas ....................................................... 50
6 – CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 52
7 – REFERÊNCIAS BIBLIGRÁFICAS ................................................................................................ 53
10
1. INTRODUÇÃO
1.1 – Contextualização
A água é o bem mais precioso para a sobrevivência dos seres que vivem no planeta, sem ela a humanidade não seria nada. O corpo humano consegue resistir a sete dias sem comida, mas sem água apenas três, as grandes civilizações se situavam ao lado de grandes rios, estudos da ONU (Organização das Nações Unidas) mostram que a má distribuição da água no mundo está diretamente ligada às desigualdades sociais. Tudo isso mostra a importância desta substância para a sobrevivência e prosperidade da humanidade.
Um recente relatório da ONU mostra que o planeta pode enfrentar déficit de água de até
40% nos próximos 15 anos se não houver uma gestão sustentável desse recurso.
(https://nacoesunidas.org/ate-2030-planeta-pode-enfrentar-deficit-de-agua-de-ate-40-
alerta-relatorio-da-onu/acessado, 23/03/2015)
O Brasil vem tomando importantes decisões a respeito das suas reservas hídricas, elas
constituem cerca de 12% de toda água doce disponível no planeta, mas sua distribuição é
muito heterogênea. Sendo que a região estudada (Região Hidrográfica do Paraná) tem
apenas 6,4% desses recursos e abriga grandes cidades, como Brasília, Curitiba, Goiânia,
Campinas, Campo Grande e Uberlândia, enquanto a maior parte da reserva está na região
Amazônica, que não tem grande população e industrialização como mostra na Tabela 1 e
Figura 1.
11
Tabela 1- Vazões médias e de estiagem nas regiões hidrográficas e no país
Fonte: ANA, Disponibilidades e demandas de recursos hídricos no Brasil, 2005, p.21
Figura 1- Contribuição da vazão média nas regiões, em percentagem
Fonte: ANA, Disponibilidades e demandas de recursos hídricos no Brasil, 2005, p.22
Devido ao mau gerenciamento dos recursos hídricos e a uma forte escassez de chuvas na
região sudeste, o Brasil passa hoje por uma de suas maiores crises hídricas e econômicas,
pois esta região é a de maior desenvolvimento industrial do país.
12
Essa forte escassez de chuvas vem sendo observadas desde o segundo semestre de 2012,
quando foi observado um comportamento pluviométrico bem abaixo da média em
diferentes regiões do País. Foram analisadas 950 estações pluviométricas registradas nos
últimos 30 anos, essas são estações capazes de coletar dados que mostram as
características do clima da região onde ela se localiza.
Análises individuais foram realizadas em cada uma das estações de modo a caracterizar
a magnitude destes eventos em relação ao registrado no histórico. Para avaliar o grau de
excepcionalidade dos eventos de chuva entre 2012 e 2014 em relação ao histórico
registrado nas estações pluviométricas, foram realizados ajustes estatísticos a partir de
distribuições de probabilidade dos acumulados pluviométricos anuais até o ano de 2011,
adotando como referência o ano hidrológico de janeiro a março em cada estação
pluviométrica.
Deste modo, foi possível realizar estimativas dos tempos de retorno esperados para os
anos 2012 a 2014, que foram interpoladas a fim de gerar mapas de tempo de retorno que
representem espacialmente o grau de excepcionalidade dos eventos de cheia e de seca
ocorridos neste período. A Figura 2 ilustra os mapas gerados a partir das estimativas de
magnitude (círculos) e tempo de retorno (manchas coloridas) dos eventos de precipitação
anual de 2012 a 2014 de cada uma das 950 estações pluviométricas analisadas,
considerando o ano hidrológico de outubro a setembro. As cores quentes refletem eventos
de seca, as frias (tons de azuis) eventos de cheia e cores intermediárias representam
condições de normalidade dos eventos de precipitação (ANA Encarte Especial sobre a
Crise Hídrica, 2014).
13
Figura 2- Criticidade das chuvas de janeiro a março entre 2012 e 2014 no Sudeste
Fonte: ANA Encarte Especial sobre a Crise Hídrica, 2014, p.13
Segundo o colunista da Carta Maior, Leonardo Boff, no seu texto “A água no mundo e
sua escassez no Brasil” 02/02/2015:
A atual situação de grave escassez de água potável, afetando boa parte do Sudeste brasileiro onde se situam as grandes cidades como São Paulo, Rio de Janeiro e Belo Horizonte, nos obrigam, como nunca antes, a repensar a questão da água e a desenvolver uma cultura do cuidado, acolitados por seus famosos erres (r): reduzir, reusar, reciclar, respeitar e reflorestar.
1.2 - Justificativa do trabalho
A região sudeste é fortemente ocupada por grandes polos industriais, não importando o ramo da indústria, sejam elas indústrias de base, intermediarias, de bens de consumo ou de ponta, todas têm envolvida em algum de seus processos a água, com funções que variam desde utilização para resfriamento, esterilização de equipamentos, controle de temperatura e até a própria utilização no produto, dentre muitas outras utilidades.
Este trabalho tem como propósito mostrar a importância da água na indústria,
especificamente no ramo de produtos de limpeza, contextualizando a atual situação das
fontes desse bem renovável, fazendo um levantamento do potencial do mercado,
principais produtos, crescimento e tendências, bem como um levantamento sobre os tipos
de abastecimentos que podem ser explorados, o quanto dessa água é incorporado no
produto e usos indiretos, caracterização do efluente bruto a ser tratado e assim tentar
visualizar possíveis oportunidades de redução de consumo.
14
Na indústria de produtos de limpeza, a água está presente na maior parte dos produtos e
em uma fração significativa, assim como em muitos outros segmentos da indústria. Com
a iminente crise hídrica mundial, devido ao crescimento populacional, grande
industrialização de regiões e grandes períodos de estiagem, é cada vez mais recomendado
implementações de novas soluções para o uso do efluente que outrora era descartado,
caracterizando um fechamento de ciclo.
Com o passar dos anos fica mais evidente a preocupação de grandes nações a respeito da
qualidade de seus rios, alguns exemplos são os rios Sena e Tamisa, que cruzam as capitais
da França e Reino Unido respectivamente e estão a caminho da sua total despoluição.
Seguindo essa linha, o Brasil aplica leis cada vez mais rigorosas a respeito do descarte do
efluente gerado pelas empresas. Sob grandes multas aplicadas em quem não segue essas
leis. As empresas são obrigadas a tratar seus efluentes brutos que podem estar fora dos
padrões especificados pela legislação. Pensando dessa maneira é viável a reutilização
desse efluente tratado com outras funções menos nobres na própria empresa que antes era
usada água tratada.
O trabalho levanta diferentes tipos de tratamento de efluente que estão sendo usado nas
indústrias hoje em dia como:
Filtração
Coagulação/Floculação Química
Tratamento Aeróbio Biológico
Utilização de Raios Ultravioleta para Esterificação
Esterificação com Ozônio
E mostra qual é o mais recomendado economicamente para a função.
Assim esse trabalho tem como motivação contribuir com informações técnicas a respeito
do tratamento de efluente, bem como identificar possíveis oportunidades para economia
e capacitação desse segmento da indústria para se adequar as leis que estão em vigor.
15
2- OBJETIVOS
2.1- Objetivo Geral
Estudo e propostas de melhorias da gestão hídrica em duas indústrias de produtos de limpeza.
2.2- Objetivos Específicos
• Avaliar e identificar os processos em que é empregado o uso de água;
• Identificar oportunidades de economia nesses processos;
• Avaliar a qualidade dos efluentes tratados e sua possível aplicação em
programas de reuso;
• Descrever as práticas que resultarão na redução do consumo de água.
16
3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 - Gerenciamento dos recursos hídricos
O gerenciamento dos recursos hídricos da nação não levantava interesse aos governantes
até pouco tempo atrás, devido à grande disponibilidade de águas superficiais e
subterrâneas de boa qualidade no país sua obtenção e tratamento apresentavam
baixíssimo custo. Assim não existia preocupação com sua captação e seu descarte no meio
ambiente, com isso era frequente o descarte de cargas altamente poluentes diretamente
nos rios levando a contaminação dos mananciais.
O descaso com a qualidade da água começa a mudar a partir do crescimento populacional
e industrial de algumas regiões, isso se deve ao aumento do volume de efluente
contaminado descartado diretamente no meio ambiente e teve como consequência o
comprometimento das fontes de abastecimento. Em 1997 surge a Lei das Águas (Lei nº
9.433/97) que diz em seu Art. 5º, III inciso que os direitos sobre o uso dos recursos
hídricos serão cedidos mediante a uma outorga.
De acordo com o inciso IV, do art. 4º da Lei Federal nº 9.984/2000, compete à Agência
Nacional de Águas (ANA) outorgar, por intermédio de autorização, o direito de uso de
recursos hídricos em corpos de água de domínio da União, bem como emitir outorga
preventiva. Também é competência da ANA a emissão da reserva de disponibilidade
hídrica para fins de aproveitamentos hidrelétricos e sua consequente conversão em
outorga de direito de uso de recursos hídricos.
Essa política se baseia nos princípios do art. 1º da Lei Federal nº 9.433/97 que diz que:
I - A água é um bem de domínio público;
II - A água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;
III - Em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo
humano e a dessedentação de animais;
IV - A gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das
águas;
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V - A bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política
Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de
Recursos Hídricos;
VI - A gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a
participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.
3.2 - Índice de Qualidade do Efluente
De acordo com o decreto municipal de Uberlândia N° 13.481, de junho de 2012 capítulo
I
Art. 1° Fica instituído o Programa de Recebimento e Monitoramento de Efluentes Não
Domésticos (PREMEND) no município, destinado às pessoas físicas e jurídicas
instaladas no Município de Uberlândia que produzem e lançam efluentes não domésticos
no Sistema Público de Esgoto.
Sendo assim toda e qualquer empresa que lança efluentes não-domésticos na rede coletora
pertencente ao sistema de esgotamento sanitário do Departamento Municipal de Água e
Esgoto (DMAE), deverá obedecer aos padrões fixados pelo PREMEND e devem seguir
às condições e critérios estabelecidas por normas da ABNT (Associação Brasileira de
Normas Técnicas) como, ABNT/NBR 9800, ABNT/NBR 9898, ABNT/NBR 9897,
ABNT/NBR 13402 e também a COPAM (Conselho Estadual de Política Ambiental) DN
COPAM n° 89, estes critérios indicam como proceder para o caso do despejo de efluente
industrial.
Os padrões a serem obedecidos estão mostrados no Quadro 1 e Tabelas 2 e 3 a baixo:
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Quadro 1-Valores do coeficiente de carga poluidora K, a ser aplicado sobre a tarifa de esgoto, em função do ramo de atividade do estabelecimento
Fonte: IBGE/CNAE – Resolução CONCLA 01/2006 de 04 de setembro de 2006.
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Tabela 2-Valores do coeficiente de carga poluidora (K1) calculado em função das concentrações médias de DQO (Demanda Química de Oxigênio, mg/L) e SST (Sólidos Suspensos Totais mg/L) do efluente liquido do estabelecimento, a ser aplicado sobre a tarifa de esgoto
Fonte: Decreto Municipal de Uberlândia Nº 13.481, de 22 de junho de 2012
Esses valores são calculados pela seguinte fórmula:
� = 0, 6 + 0, 8 ∗ ��� + 0, 6 ∗ (1)
Caso K1 esteja fora dos valores estabelecidos pelo Quadro 1 de acordo com o ramo de
atividade do estabelecimento, a empresa terá o prazo de 12 meses para que faça as
adequações das instalações físicas de acordo com as instruções técnicas. Se o prazo
espirar e as adequações não ocorrerem será aplicado um incremento de 20% ao fator de
carga poluidora vigente.
A empresa procurando atender os índices da Tabela 2passará a ser isenta dos fatores K,
K1 e K2, ou seja, pagará a tarifa normal de esgoto (K=1).
20
Tabela 3-Parâmetros necessários para adequação a tarifa normal de esgoto
Fonte:ABNT/NBR 9800/1987
O trabalho apresentado visa colocar a empresa em uma situação ideal, e tenta reaproveitar
parte dessa água tratada em outros setores do processo na empresa.
21
3.3 - Meios de obtenção de água para fins industriais
3.3.1- Concessionárias
A empresa que é responsável pelo abastecimento da região de Uberlândia é a DMAE
(Departamento Municipal de Água e Esgoto de Uberlândia). Ela fornece uma tabela para
os gastos industriais escalonados conforme abaixo.
Categoria Industrial
De 0 a 30 m³ - tarifa mínima industrial R$ 40,77
De 31 a 3.000 m³ - valor por m³ excedente R$ 2,77
De 3.001 a 10.000 m³ - valor por m³ excedente R$ 2,91
De 10.001 a 35.000 m³ - valor por m³ excedente R$ 3,10
De 35.001 a 50.000 m³ - valor por m³ excedente R$ 3,17
Acima de 50.000 m³ - valor por m³ excedente R$ 3,93
Fonte: DMAE Uberlândia, maio de 2015
Conforme apuramos no correio-eletrônico local (correiodeuberlandia.com.br) o
penúltimo reajuste (abril de 2014) foi de 5,56%, um ano depois no final do mês de maio
de 2015 o novo reajusto já atingiu 9,95% da tarifa anterior, o que é bem acima da taxa de
inflação.
3.3.2 - Utilização de águas superficiais
As águas de mananciais superficiais são frequentemente utilizadas em diversos ramos da
indústria, pois é um recurso de fácil captação. Mas quando se leva em conta o setor de
produtos de limpeza a qualidade da água a ser incorporada no produto é um fator decisivo
para essa tomada de decisão.
As águas superficiais brasileiras cuja vazão volumétrica é favorável para sua captação
estão seriamente poluídas com alto teor de matéria orgânica diluída, com isso são
necessários uma serie de pré-tratamentos para viabilizar seu uso.
22
Oxidação: Injeta-se cloro para oxidar os metais presentes na água, principalmente
o ferro e o manganês para tornar os metais insolúveis em água, permitindo, assim,
a sua remoção nas outras etapas de tratamento.
Coagulação: Adiciona-se sulfato de alumínio e cloreto férrico para que esses
coagulantes aglomerem a sujeira, pode-se adicionar cal no processo para manter
o pH.
Floculação: a floculação é um processo onde movimenta-se a água com o intuito
de facilitar a aglomeração para que os flocos ganhem peso e facilite a decantação.
Decantação: na decantação, os flocos formados anteriormente separam-se da
água, sedimentando.
Filtração: Mesmo depois de decantada a água ainda contém as impurezas na
forma de flocos no fundo ou na superfície do tanque, essa matéria passa por um
filtro que tem a função de remover essas partículas solidas. Os filtros são camadas
de pedras e areia que retêm a matéria sólida.
Desinfecção: Mesmo a água já parentar estar limpa, ela ainda contém germes
nocivos e passa por uma adição de cloro para que seja eliminada garantindo a
qualidade da água.
Correção de pH: A água recebe uma dosagem de cal, que corrige seu pH para
proteger as canalizações das redes e das casas contra corrosão ou incrustação.
Segundo levantamento realizado por José Galizia Tundisi, do Instituto Internacional de
Ecologia, o tratamento de águas oriundas de mananciais superficiais tem um custo que
varia de R$ 0,50 a R$ 100,00 dependendo da região e a implantação dessa opção acaba
sendo inviável (Tundisi, J.G. Recursos Hídricos, 2003).
3.3.3 - Utilização de águas subterrâneas
Cerca de 97% da água doce disponível para uso humano encontra-se no subsolo. No
entanto, a grande maioria da população não leva em consideração sua importância assim
como seus governantes, devido ao fato de ser um recurso “invisível”.
A água subterrânea também não era vista como um recurso capaz de sanar as necessidades
do ramo industrial e de grandes centros urbanos devido a antigas técnicas de construção
de poços e de métodos de bombeamentos primitivos, com o passar do tempo alguns
fatores, como a crescente oferta de energia elétrica e a poluição das fontes hídricas de
23
superfície, desencadearam novas técnicas e novas tecnologias para a obtenção da água,
capacitando perfurações cada vez mais profundas e capacidade de bombeamento com
vazões muito maiores.
Mais da metade da água de abastecimento público no Brasil provém das reservas
subterrâneas na atualidade. A crescente preferência pelo uso desse recurso se deve ao fato
de que, geralmente, apresentam excelente qualidade e menor custo já que diminui a
distância entre o local de consumo e a sua fonte de captação. Entretanto, cuidados devem
ser tomados com eventuais possibilidades de contaminação, tais como: devastação da
cobertura vegetal, uso desenfreado e inadequado do solo, como a utilização excessiva de
agrotóxicos, dentre outras. Há outros cuidados a serem tomados, agora em relação as
obras de captação que devem ser acompanhadas por profissionais capacitados e nos
padrões das normas técnicas, pois, caso contrário podem se tornar possíveis fontes de
contaminação natural ou induzida dos aquíferos (Nacimento, Vinicio M., N&S
Agriconsult, Gestão de Recursos Hídricos, 2015).
Existem algumas vantagens do uso das águas subterrâneas em relação às águas
superficiais, podemos apontar as seguintes:
O custo de sua captação e distribuição é reduzido, devido ao fato de que a captação
pode ser mais próxima da área consumidora.
Por passar por várias camadas sedimentares de rochas porosas há uma maior
proteção contra a poluição, essas camadas servem como um filtro para a água.
Em alguns casos não precisam de nenhum tratamento, o que passa a ser uma
grande vantagem econômica.
A utilização de águas subterrâneas tem crescido de forma acelerada nas últimas décadas.
Isso indica uma forte tendência no mercado, não só para o abastecimento público, mas
também para irrigação de lavouras e utilização nas indústrias. A comprovar esse fato
temos dados do PNRH (Plano Nacional de Recursos Hídricos) de que em 2006 era
estimado no país pelo menos 400 mil poços (Zoby & Matos, 2002).
Isso levanta algumas preocupações relacionadas ao quanto dessa água está disponível e
quando é viável investir em uma perfuração. Vários autores têm realizado estudos
24
levantando dados sobre as diferentes regiões e suas reservas hídricas. Dentre ele
destacam-se Costa (1994) e Mente et. al. (1994).
A exploração está condicionada a três fatores:
a) Quantidade: Relacionada à condutividade hidráulica, que define a maior ou menor
facilidade de movimento das águas no solo através de seus vazios e o coeficiente
de armazenamento dos terrenos, que é a percentagem do volume água encontrada
num determinado volume de rocha somada ao volume de água.
b) Qualidade: A qualidade da água está relacionada a composição das rochas, as
condições climáticas e de renovação das águas.
c) Econômico: A profundidade em que chegamos ao lençol está ligada a viabilidade
da perfuração, já que quanto mais profundo o poço maior será os custos com a
perfuração e o bombeamento.
3.4 - Tipos de tratamentos de efluentes utilizados nas indústrias
Nas indústrias a água pode ser utilizada de diversas formas, tais como: incorporação aos
produtos; limpezas de pisos, tubulações e equipamentos; resfriamento; processos de
separação; consumo humano e uso em sanitários. Muitos desses processos produzem
resíduos que são incorporados à água que será descartada de volta ao meio ambiente. Em
muitos casos a quantidade ou tipo de resíduo não permite seu descarte sem antes um
tratamento adequado de acordo com as normas vigentes na atual legislação.
Podemos definir um tratamento adequado ao efluente de acordo com sua caracterização
e que atenda a necessidade para seu descarte ou reaproveitamento.
Podemos classificar esses tipos de tratamento de três maneiras, tratamento físico,
tratamento químico e tratamento biológico.
3.4.1 - Processos de tratamentos físicos
Os processos de tratamentos físicos são aqueles que têm como característica a separação
de matéria através de processos mecânicos e não envolvem nenhum tipo de reação
química.
Gradeamento: tem como objetivo remover sólidos grosseiros com diâmetro que
sejam retidos por grades que tem como espaçamento médio entre as barras de 0,5
cm a 2 cm. Seu principal objetivo é evitar entupimentos;
25
Peneiramento: com objetivo semelhante ao gradeamento, mas com uma
capacidade de retenção de sólidos de diâmetro maior que 1 mm. As peneiras
devem ser aplicadas principalmente em indústrias que rejeitem resíduos como
fiapos; plásticos; resíduos de alimentos, etc;
Separação água/óleo: processo físico que ocorre por diferença de densidade entre
dois líquidos, os produtos oleosos sendo menos densos tendem a ficar na parte
superior do efluente e são recolhidos na superfície; em casos onde os óleos sejam
mais densos do que a água, estes serão recolhidos pelo fundo do tanque;
Sedimentação: processo onde matéria sólida arrastada junto com a água entra em
tanques onde descansa por um certo período, esse período varia de acordo com o
efluente gerado (no caso de geração de matéria microbiana como o lodo ativo
esse descanso deve ser reduzido pois esse microrganismo pode produzir gases
indesejáveis sob condições anaeróbicas). Processo descrito como de clarificação;
Filtração: Passagem de uma mistura sólido – liquido através de um meio poroso,
sua utilização ganha importância nos filtros de membrana (ultra filtração), hoje
muito utilizados nas indústrias e tem a capacidade de separar microrganismos ou
moléculas orgânicas capazes de configurar cor e toxidade indesejada;
Flotação: Processo muito utilizado para clarificação de efluentes que tem como
vantagem a redução da área necessária, mas tem como desvantagem o custo
operacional devido à mecanização. Processo semelhante a um decantador, mas
que apresenta uma injeção de ar que facilita a flotação do material a ser recolhido,
essa remoção ocorre por raspagem superficial;
3.4.2 -Processos de tratamentos químicos
Os processos químicos são aqueles em que há alguma ação de produtos químicos que
provocarão a separação ou facilitação da remoção do material indesejado.
Clarificação química: nesse processo faz-se a remoção de matéria orgânica
coloidal, incluindo os coliformes, esse processo físico-químico é baseado na
desestabilização dos colóides por coagulação pela ação de calor, agitação e adição
de agentes coagulantes tais como sais de ferro ou alumínio;
Eletrocoagulação: realiza a remoção de matéria orgânica, inclusive de compostos
coloidais, corantes e óleos/ gorduras, esse processo é realizado pela passagem de
uma corrente elétrica pelo efluente que escorre em uma calha eletrolítica
26
provocando reações de oxidação na matéria e a desestabilização de partículas
coloidais;
Cloração para desinfecção: trata-se da adição de cloro (Cl2) a água para sua
desinfecção;
Oxidação por ozônio: semelhante à cloração é usado para desinfecção, com a
vantagem de ser um oxidante mais poderoso e chegando a ser mil e quinhentas
vezes mais rápido e não produz resíduos tóxicos, porem apresenta elevado custo
de manutenção;
Utilização de Raios Ultravioleta para Esterificação: Trata-se de um processo onde
através dos raios ultravioleta microrganismos presentes no efluente sejam
exterminados.
3.4.3 - Processos de tratamento biológico
O tratamento biológico é uma das alternativas mais econômicas e eficientes para a degradação da matéria orgânica de efluentes biodegradáveis. Nesse processo ocorre a ação de agentes biológicos como bactérias, protozoários e algas. Essa degradação pode ocorrer por meio do tratamento biológico aeróbio e anaeróbio.
Processo biológico aeróbio: Nesse processo, o efluente precisa ser submetido a
temperaturas específicas, estar com o pH e oxigênio dissolvido (OD) controlado,
além de obedecer a relação da massa com os nutrientes de Demanda Biológica de
Oxigênio (DBO) que variam com a biota formada em cada estação.
Processo biológico anaeróbico: Entre os sistemas de tratamento anaeróbio,
existem as lagoas anaeróbias, os tanques sépticos, os filtros anaeróbios e os
reatores de alta taxa, capazes de receber maiores quantidades de carga orgânica
por unidade volumétrica, como os reatores UASB
(UpflowAnaerobicSludgeBlanket) ou RAFAs (Reatores Anaeróbios de Fluxo
Ascendente).
No caso da indústria de produtos de limpeza o tratamento biológico passa por algumas dificuldades, devido ao tipo de efluente gerado que carrega altos teores de material desinfetante presente em grande parte dos produtos fabricados.
27
3.5 - Estudo do mercado de produtos de limpeza
Para falar sobre o mercado de produtos de limpeza no Brasil, o Anuário ABIPLA
(Associação Brasileira das Indústrias de Produtos de Limpeza e Afins) 2014 utilizou de
institutos de pesquisa respeitados no segmento como Nielsen, KantarWorldpanel, Euro
monitor, Mintel, STAHL Vigilância Sanitária Digital.
Os dados levantados pela STAHL permitiram observar a evolução dos pedidos de
regularização de empresas nacionais de produtos saneares.
Gráfico 1 - Total de Petições no período de 01/01/2009 a 31/12/2013
Fonte: ABIPLA/ STAHL, 2014, p. 83
Observando os gráficos constatou-se um crescimento médio de 2% ao ano nas petições,
nos últimos cinco anos, referente às classes técnicas de produtos de limpeza. Como
demonstra o gráfico acima, houve um aumento de 24,6% entre os anos de 2012 e 2013.
De 2010 para 2012 houve uma queda nos pedidos de regularização, isso mostra que com
o passar dos anos ficou cada vez mais criteriosa a exigências, já no próximo ano
verificamos que as empresas se adequaram as novas normas e o número de pedidos
deferidos volta a aumentar como mostra Gráfico 2:
28
Gráfico 2 - Gráfico de Deferimentos
Fonte: ABIPLA/ STAHL, 2014, p. 83
A Nielsen foca sua pesquisa no mercado consumidor, em 2013, considerou o universo de
45 milhões de domicílios, o que corresponde a 165 milhões de indivíduos de sete áreas
geográficas do Brasil.
As categorias que mais cresceram em volume no ano de 2013 foram:
Inseticida armadilha (39%);
Produto para cozinha (24,3%);
Inseticida gás fumigante (16,9%).
E em valor:
Produto para cozinha (26,8%);
Inseticida gás fumigante (18,5%);
Amaciantes para roupas (17,6%).
Os dados apresentados traduzem os novos hábitos de consumo dos brasileiros, que
refletem o aumento do poder aquisitivo e que os consumidores estão adquirindo produtos
que tragam bem-estar e praticidade na limpeza do lar.
Como o trabalho está focado na otimização da gestão hídrica das empresas, iremos
colocar como exemplo o setor de detergente para lavar louça, que é um produto com alta
quantidade de água agregada.
29
“Presente em 100% dos lares, o detergente para lavar louças, é um importante item na limpeza doméstica. A categoria teve um crescimento de 9,6% em faturamento e de 2,2% em volume de vendas, em relação ao ano anterior. A versatilidade do produto e a alta eficiência na remoção de sujeiras e gorduras explicam a expansão. Consideração da ABIPLA Os fabricantes desta categoria investem massivamente na inovação, com lançamentos de embalagens diferenciadas, versões bactericidas, que não agridem a pele, além de novas fragrâncias e cores. Pesquisa recente aponta que os brasileiros preferem lavar louça à mão e por isso as indústrias inovam levando ao mercado produtos com alto poder desengordurante e que ao mesmo tempo proporcionem brilho à louça com o mínimo de esforço”.
Associação Brasileira das Indústrias de Produtos de Limpeza e Afins, Anuário 2014, 9ª
edição, p. 103.
Gráfico 3 - Faturamento em % de variação anual de detergente para lavar louça
Fonte: ABIPLA/Nielsen, 2014, p. 102
Outra pesquisa que se destacou foi a realizada pela Kantar World panel está foca em toda
renda do brasileiro e mostra quanto esse dinheiro é destinado para produtos de limpeza
comparando com outros setores que são encontrados em supermercados, hipermercados,
varejo, porta a porta, dentre outros. A Figura 3 mostra uma percentagem do dinheiro
destinado para a compra de uma cesta que supre todas as necessidades de uma família
brasileira.
30
Figura 3 - Parcela dos gastos do brasileiro em um supermercado
Fonte: ABIPLA/KantarWorldpanel, 2014, p. 132
A Kantar também desenvolveu uma tabela onde mostra uma cesta de limpeza, nela estão
diferentes tipos de produtos, suas frequências na casa dos brasileiros, gasto médio e
frequência de compra. No ano de 2013 foram adicionados três novos produtos água
sanitária + alvejante com cloro, alvejante sem cloro e Purificadores de ar como mostra a
Tabela 4:
Tabela 4 - Cesta de Limpeza
Fonte: ABIPLA/KantarWorldpane, 2014, p.138
31
3.6 - Tendências do mercado da limpeza
3.6.1 - Mercado mundial
A Euro Monitor Internacional desenvolveu análises de contextos globais, nacionais e
locais a respeito de cenários socioeconômicos. Para o segmento de produtos de limpeza,
a pesquisa captou panoramas de crescimento deste nicho conforme seus dados o Brasil
apresenta boa classificação no ranking mundial e permanece no quarto lugar, no entanto
seu faturamento de US$ 7,8 bilhões dentro de uma movimentação global de US$ 154.843
bilhões não é tão expressivo o que demonstra potencial de crescimento. Vide Tabela 5.
Tabela 5 - Tabela de faturamento com produtos de limpeza
Fonte: ABIPLA/Euro Monitor Internacional, 2014, p. 164
Nota-se que a China, nos últimos 5 anos, atingiu um crescimento de 88,6% contra apenas
11,9% do Brasil, como na China o fenômeno do crescimento da classe média é
semelhante ao do país, reforça a tendência de crescimento semelhante ao mercado chinês.
3.6.2 - Mercado nacional
A empresa observou que devido a políticas de benefícios sociais implantadas pelo
governo federal nos últimos dez anos causou um aumento no consumo do setor de
homecare; por exemplo: três décadas, menos de 10% das famílias latino-americanas
possuíam máquina de lavar roupa, em 2013, este número passou para 57%; o que é baixo
se comparados aos dados da Europa Ocidental e da América do Norte, onde os números
estão na casa dos 80%, mostrando que ainda há potencial de crescimento (ABIPLA, p.
165).
32
Há poucas décadas, nos lares brasileiros, as roupas eram lavadas a mão, com sabão em
barra, e posteriormente, as peças eram molhadas na água com sabão em pó para perfumar;
a limpeza não estava associada ao sabão em pó. Com a grande entrada de máquinas de
lavar no Brasil, a maneira de encarar está mudando. Os consumidores optam por utilizar
este item no auxílio da limpeza das roupas e acabam procurando outros produtos, como
o detergente líquido e o amaciante.
Com a modernização do varejo com hipermercados e supermercados que atendem em um
só lugar a todas as necessidades de compra do consumidor, os brasileiros adquirirem
outros gostos, dando oportunidade a novos formatos.
Este é um dado expressivo para o setor de produtos de limpeza, pois, mostra que, com a
entrada de mais famílias na classe média, o setor tende a vender mais.
Um novo marketing surge com esses novos produtos que por serem concentrados ainda
são mal aproveitados pelos consumidores. Campanhas estão sendo feitas para educar o
comprador sobre como utilizar o produto concentrado para que evitem desperdícios e
falta de eficácia do produto
A ABIPLA desenhou e implementou um programa chamado Movimento Limpeza
Consciente que segue o conceito de desenvolvimento sustentável sugerido pela Comissão
Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (CMMAD) da ONU que diz:
O desenvolvimento que procura satisfazer as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as suas próprias necessidades, significa possibilitar que as pessoas, agora e no futuro, atinjam um nível satisfatório de desenvolvimento social e econômico e de realização humana e cultural, fazendo, ao mesmo tempo, um uso razoável dos recursos da terra e preservando as espécies e os habitats naturais.
(Relatório Brundtland,1987).
A entidade percebeu que aliar a produção, distribuição, consumo e pós-consumo, às
práticas sustentáveis gera grandes impactos a todos os envolvidos, principalmente à
indústria, que passa a ganhar o reconhecimento do consumidor pelos seus esforços, e
assim, através de inovações incorporadas foram assinados acordos entre a ABIPLA e o
Ministério do Meio Ambiente em 2012.
Para viabilizar o programa, foram selecionadas quatro áreas nas quais seriam
desenvolvidas propostas de redução: produtos químicos em geral, embalagens, emissão
de CO2 e uso de água.
33
Conseguindo identificar os principais problemas e tendências do segmento, a ABIPLA
estruturou o Programa em cinco pilares de ação:
Destinação adequada de embalagens;
Regularização de empresas;
Uso correto de produtos de limpeza;
Compactação e concentração de produtos;
Compras públicas sustentáveis.
A respeito de processos de concentração e compactação dos produtos (que já existem em
diversas partes do mundo para detergentes para roupa e louça, amaciantes e multiuso), foi
destaque na agenda de sustentabilidade da indústria de saneantes.
Sua proposta é clara: é possível fabricar produtos mais concentrados e que tenham o
mesmo ou melhor aproveitamento que os regulares, mas com enormes ganhos ambientais
ao reduzir a presença de insumos químicos e utilizar menor quantidade de água em
sua produção (estudos apontam que os produtos concentrados utilizam em média 78%
menos água que os regulares; se os consumidores mudassem para esses produtos a
economia total em água seria de aproximadamente 36 milhões de litros/ano).
Por conta de se apresentar em embalagens menores, que custam menos e podem ser
transportadas consumindo menos combustível e emitindo menos poluentes além de gerar
menos resíduos no pós-consumo. Esse combinado de soluções beneficia a sociedade e
toda a cadeia de saneantes, que conta com um produto eficaz e com comprovado ganho
ambiental (a embalagem do concentrado utiliza 37% menos de material plástico que a
versão convencional, portanto, é possível transportar mais produtos em um único
caminhão, reduzindo 71% a emissão de CO2).
Fazendo um comparativo:
Na Europa, para um projeto semelhante foram economizados em 2009:
200.000 toneladas de produtos químicos;
5.000 toneladas de embalagens;
10.000 viagens de caminhão.
Nos EUA (Estados Unidos da América) e Canadá em um ano:
9,98 milhões de quilos de embalagem;
2,9 bilhões de litros de água;
255.000 toneladas métricas de CO2.
34
4 - METODOLOGIA
Esse trabalho foi desenvolvido partindo do estudo de caso de duas empresas que se
encontram em Uberlândia e que serviram como modelos para levantamento de dados
sobre o uso da água em uma empresa de produtos de limpeza.
Foram avaliadas a obtenção do recurso água, tratamentos necessários, sua utilização e
técnicas para seu melhor aproveitamento, que foram estudadas seguindo as seguintes
etapas apresentadas:
a) busca de informações e referências bibliograficas sobre o tratamentos de água
e efluentes, bem como tipos de obtenção e a atual situação da disponibilidade
desse recurso na região estudada;
b) avaliação da documentação disponível na empresa que será estudada, desde
os desenhos e plantas, manuais de operação a relatorios de análise sobre
qualidade do efluente e relatório de desempenho;
c) avaliação das instalações para identificar possiveis desperdicios ou
oportunidades de econômia;
d) entrevista com operadores nas áreas de produção, nas ETA/ETE (Estação de
tratamento de água e Estação de tratamento de Efluente) e qualidade,
coletando as informações obtidas;
e) Acompanhamento das operações de fabricação dos produtos e demais
atividades relacionadas com o processo;
f) Descrição das opções que já são utilizadas para conservação e reúso da água
e proposta de alternativas que podem ser implementadas pela empresa;
Com base nesses dados, foram propostas melhorias cujo foco está na otimização da gestão
hídrica de uma empresa de médio porte de produtos de limpeza.
Foram analisadas duas empresas do ramo, “A” e “B”, localizadas no triangulo mineiro.
Essas empresas apresentam diferentes níveis de organização, mas produzem uma linha
de produtos semelhante. Isso é comum nesse setor, pois, para a fabricação desses produtos
não é necessário um grande investimento ou um controle de processo rigoroso.
35
5 - RESULTADO E DISCUSSÕES
Durante as visitas nas empresas “A” e “B” foram observados três pontos distintos ligados a gestão hídrica, que levantam diferentes tipos de abordagem. A primeira é da obtenção desse insumo, onde serão detalhados quais são os meios optados pela maioria das indústrias do ramo e também serão levantadas algumas alternativas que sozinhas não supririam as necessidades das fábricas, mas que serviriam como uma opção de baixo custo para determinadas situações. O segundo ponto importante são as oportunidades de redução no consumo de água dentro da empresa, durante a pesquisa foi observado que as empresas têm uma diferente maneira de abordagem nesse assunto, aqui se mostra algumas soluções que essas empresas fazem ou estudam a possibilidade de implantação. Na terceira parte foi abordado o assunto onde essas empresas apresentam maior dificuldade, o tratamento do efluente. Nessa parte foi mostrado como esse efluente é tratado, para onde é destinado e são propostas alternativas com o intuito de reaproveitar toda água que atualmente é descartada.
Esses três pontos serão destacados a seguir como “Obtenção”, “Utilização” e “Tratamento
do efluente”.
5.1 - Obtenção
A solução mais viável para obtenção da água é por meio de poços artesianos, pois como
foi levantado anteriormente, esse tipo de retirada fornece um insumo de boa qualidade
em altas taxas de retirada de acordo com as outorgas. Esse recurso é utilizado por
empresas que precisam de uma água de boa qualidade e em quantidades volumétricas
expressivas, onde se enquadra a indústria de produtos de limpeza.
As outorgas adquiridas pelas duas empresas limitam a retirada de água nos poços fazendo
com que tenham um limite de retirada de 9,1 m³/hora segundo o documento de outorga.
Isso faz com que as empresas sejam forçadas a procurar alternativas de obtenção desse
recurso. A empresa “A”, considerada uma empresa com maior nível de organização,
recorre à concessionária da cidade para suprir essa demanda, a água proveniente nessa
maneira é destinada única e exclusivamente para fins sanitários como torneiras, banheiros
e restaurante da fábrica, que posteriormente é destinada a uma fossa séptica. Já a empresa
“B” recorre a caminhões pipa da própria empresa que faz viagens a um local não revelado.
Outra maneira que será implementada em breve na segunda empresa (B) é a utilização da
água das chuvas que será captada somente das áreas cobertas da fábrica, a solução de
36
obtenção da água somente dos telhados da fábrica deve-se ao frequente derramamento de
produtos e matérias primas no chão impermeável da fábrica, esses produtos são arrastados
pela água da chuva nas áreas onde não há cobertura e dificulta o tratamento prévio para
sua utilização.
A utilização desse tipo recurso é viável na região, que apresenta bons índices de chuvas
como mostra o gráfico climático da média anual na cidade de Uberlândia mostrado no
gráfico 4.
Gráfico 4 - Gráfico Climático da média anual de temperatura e índice pluviométrico na cidade de Uberlândia
Fonte: Climate-data.org
Observa-se que existem meses de estiagem que são referentes aos meses de inverno, são
nesses meses onde se agrava a falta de água nos reservatórios, mas em relação à redução
de custos na empresa, torna-se viável a implementação desse processo, pois é de
baixíssimo custo.
Esse recurso pode ser tratado de duas maneiras.
Existe um cálculo em que se descarta os primeiros milímetros de precipitação,
pois neles são carregadas as maiores sujidades presentes nos telhados como
galhos de árvores, poeira e fezes de pássaros.
37
Pode ser adicionado um filtro de pedras e areia na entrada do tanque de
armazenamento, com isso os sólidos mais grosseiros são retidos por pedras com
granulometria diferentes e posteriormente à areia.
OBS.: Os dois processos deverão passar por uma cloração, já que bactérias e parasitas
podem estar presentes nos dejetos dos animais e restos de plantas carregados com o
vento.
A opção de descarte dos primeiros milímetros de precipitação deve ser a opção mais
adequada para uma indústria já que garante uma água de melhor qualidade por não
carregar consigo material solúvel, essa água também tem que ser empregada em situações
de menor significância, como por exemplo, uma substituição da alternativa da empresa
“A” com a água da concessionária, com a finalidade de suprir as necessidades sanitárias
da empresa como descargas dos banheiros irrigação dos pátios e lavagem de maquinário
como mostrado na Figura 4.
Figura 4 - Esquema básico de um sistema de captação de água da chuva
Fonte: Sempre Sustentável
A Figura 4 é um exemplo doméstico da captação de água pluvial e segue de maneira
semelhante para implementação em escala industrial fazendo com que sejam aplicadas
pequenas alterações em cada duto de escoamento em toda a empresa de acordo com as
imagens.
38
Figura 5 - Modelo Auto-Limpante de um Filtro de Água de Chuva
Fonte: Sempre Sustentável
Instalando o Filtro de água de chuva auto-limpante qualquer resíduo sólido presente nas
calhas do telhado serão retidas pelas peneiras e jogadas para fora dos dutos devido a
inclinação das mesmas. Posteriormente a água parcialmente filtrada é destinada a um
separador de águas mostrado na Figura 6.
39
Figura 6 - Separador de Águas de Chuva de Baixo Custo
Fonte: Sempre Sustentável
Aqui, o separador funciona com o intuito de descartar os primeiros milímetros de chuva
ou chuvas fracas pois como já foi dito, são nessas águas que estão presentes as menores
partículas como poeira, e grande carga de material solúvel que compromete a qualidade
da água. O separador funciona de maneira simples apresentando um reservatório de cerca
de 1 metro de altura e diâmetro igual ao dos dutos de escoamento das calhas cuja base
apresenta um furo de tamanho proporcional ao duto com a finalidade de descartar os
primeiros milímetros de chuva. Assim toda água que alcança o topo do pequeno
reservatório de contenção é destinada ao um tanque onde é armazenada e clorada para ser
usada em funções menos nobres na empresa.
A água retirada dos poços é tratada da mesma maneira nas duas empresas, após seu
bombeamento o fluxo passa por um filtro de quartzo com 5 granulometrias diferentes e
carvão ativado, para que sejam separadas as impurezas solidas da água, logo após a água
40
passa por pastilhas de cloro que fazem a desinfecção, fazendo com que ela fique livre de
possíveis agentes patogênicos.
5.2 - Utilização
As reações ocorrem em tanques de aço carbono ou Inox de 14 a 16 metros cúbicos por
batelada e depois são envasadas, não há um tratamento prévio da matéria prima, apenas
da água que é retirada do um poço artesiano.
Essa simplicidade na produção possibilita que várias pequenas empresas surjam na
informalidade e que cresçam até terem um médio porte e tentem a regularização, mas
muitas dessas fábricas não têm infraestrutura para se adequarem as novas e rigorosas leis
que estão em vigor, assim como muitas vezes, não há a disponibilidade de espaço físico
para implementar um tratamento adequado para o efluente gerado ou não há uma
organização das linhas de produção, gerando falhas e vazamentos durante os processos.
Durante a visita a “B” ficou evidente esse fato, não há nenhuma otimização e bom
aproveitamento do espaço físico. A empresa foi dividida em diferentes blocos que
surgiram de acordo com o crescimento da mesma, novas linhas de produtos que utilizam,
muitas vezes, matéria prima semelhantes as linhas mais antigas estão localizadas em
diferentes setores da empresa, já a matéria prima é armazenada no fundo da fábrica e é
descarregada por caminhões tanque fora dos perímetros do terreno.
Esse tipo de crescimento descontrolado gerou grande desconforto na empresa, que sofreu
com a implantação das tubulações que passam por toda parte e que dificulta a
identificação de vazamentos ou entupimentos.
A empresa “A” tem seus tanques de produção todos alinhados em um único galpão junto
com as máquinas de envaze e seguido de um galpão onde fica mantida toda matéria-prima
e outro com estoque de vasilhames, rótulos e estocagem dos produtos prontos para venda.
As duas empresas não possuem sopradoras de vasilhames e têm que comprar seus
recipientes prontos de uma terceirizada.
Durante a visita ficou claro uma grande oportunidade de economia, foi observado que
para a produção de um mesmo produto existem diferentes tipos de essências, um exemplo
é a linha de amaciantes que possuem em geral três ou mais tipos de essências. As duas
empresas utilizam apenas um de seus tanques para produção de toda a linha de amaciantes
41
e tem que realizar uma lavagem bruta de acordo com a troca de essência, que é a passagem
de água desde os tanques até as envasadoras.
Essa água carregada de produtos químicos era considerada como efluente na empresa
“A”, mas recentemente houve um novo destino para a mesma. Cerca de 400 litros por
batelada eram considerados como efluente, ou seja, em uma empresa que troque a
essência dos tanques pelo menos uma vez a cada dois dias e tem uma média de 12 tanques
teria no final do dia 2400 litros de efluente a mais para ser tratado, isso é a mesma
quantidade de efluente que a empresa gera hoje sendo gerada apenas nesse processo.
Ao invés de considerar como efluente essa água, a empresa resolveu armazená-la em
diferentes containeres de 1.000 litros (representados na Figura 7), um para cada produto
da lavagem diferente, e posteriormente reincorporá-la no processo junto com as matérias-
primas. Esse volume de fluído não gera alterações no padrão do produto final, já que se
trata do arraste do mesmo material produzido em uma batelada anterior e em uma
quantidade insignificante a ponto de serem alteradas as quantidades dos agentes ativos.
Figura 7 -Cointainer de 1.000 Litros
Mesmo depois dessa limpeza bruta ainda há vestígios da última batelada, incluindo um
forte cheiro da essência usada, mas estudos mostram que essa essência não altera a outra
batelada com diferente fragrância.
Os tanques precisam passar por uma lavagem completa quando atingem um número de 8
a 10 bateladas, dependendo o tipo de tanque (aço-carbono ou Inox) e do tipo de produto.
Para isso a empresa utiliza uma solução de Ácido Sulfâmico3% até 8 % com Lauril Éter
Sulfato de sódio (0,8 %) durante 1,5 horas que é continuamente jogado nas paredes do
42
reator por um spray ball rotativo (mostrado na Figura 8) com a finalidade de retirar as
incrustações que são geradas nos processos. Todas as tubulações e reatores estão sendo
trocados de aço carbono para aço Inox, essa troca facilita a limpeza e aumenta a vida útil
dos mesmos, já que o ataque de soluções corrosivas não tem o mesmo impacto no inox
quanto no aço-carbono.
Figura 8 – Funcionamento de um Spray Ball
Fonte: Adaptada de TexasProcess Technologies
5.3 - Tratamento do efluente
O tratamento realizado pelas duas empresas se semelham e tem a finalidade de clarificar
o efluente bruto gerado pela empresa, promovendo a redução na sua turbidez, cor e carga
orgânica, através da eliminação de sólidos suspensos por meio de processos físico-
químicos.
Para que o processo de clarificação ocorra, 04 etapas são envolvidas no processo
industrial de tratamento de efluentes:
Neutralização
Os sólidos suspensos são partículas insolúveis na água, com velocidades de
sedimentação tão reduzidas que inviabilizam sua decantação natural ao longo do
tempo. Aliado a isso, a maioria destas partículas apresentam sua superfície carregada
eletricamente. A presença de cargas elétricas aumenta a repulsão entre as partículas,
43
dificultando a aglomeração e formação de agregados maiores e de mais fácil
sedimentação. O fenômeno de neutralização consiste exatamente na eliminação
dessas cargas eletrostáticas superficiais, no caso desse tratamento ocorre uma
correção de pH com o objetivo de diminuir a concentração de cargas e facilitar a
formação de aglomerados.
Coagulação
O processo de coagulação está intimamente relacionado ao fenômeno de
neutralização, uma vez que consiste na aglutinação (portanto na aproximação) das
partículas, para que as mesmas se tornem maiores e possam sedimentar rapidamente,
caso que ocorre na indústria pela utilização de cal virgem (óxido de cálcio, Ca(OH)2)
até um pH específico (pH=11,00). A etapa da coagulação é acelerada com a adição
de um coagulador/floculador ácido (policloreto de alumínio – Pac), aumentando a
aglomeração e diminuindo o pH para atuação do floculador.
Floculação
A floculação corresponde a etapa de crescimento dos flocos, após a coagulação.
Durante esta etapa, a velocidade da água deve ser suficiente para promover o contato
entre os coágulos, sem ser demasiadamente alta para não produzir a quebra destes.
No caso, é utilizado especificamente um floculador aniônico (Polímero), com o
intuito de promover uma satisfatória floculação.
Sedimentação
A sedimentação corresponde a fase em que os flocos, com seu tamanho relativamente
aumentado, tendem a decantar. Quanto maior a velocidade de decantação, menor será
o tempo de residência requerido para a água no clarificador. Na sua grande maioria,
a utilização exclusiva de coagulantes e floculantes inorgânicos não permite a
formação de flocos suficientemente densos, determinantes para a obtenção de uma
taxa de sedimentação satisfatória. Nestes casos, a utilização de auxiliares de
floculação, largamente conhecidos como polieletrólitos, mostra-se recomendada.
De forma conceitual expomos quais são as etapas do tratamento de efluentes líquidos da
indústria de produtos de limpeza em geral, porém agora iremos registrar de forma prática
como é realizado este em cada empresa.
44
Empresa “A”
Após completar o reator de 2800L, inicia-se o tratamento: corrigindo o pH com cal (até
um valor de pH=11,0), posteriormente adiciona-se policloreto de alumínio – PAC 1 – da
Laborsan, com a função de iniciar a floculação e diminuir o pH numa faixa de 7,5 - 8,5,
para que ocorra a atuação do polímero aniônico.
Em seguida é adicionado o polímero aumentando os flocos, fazendo estes ficarem pesados
o suficiente para decantarem, em seguida a água límpida é liberada e o lodo gerado
(Figura 10) - cerca de 500 L – é colocado no leito de secagem (Figura 11). Depois de seco
é recolhido por uma empresa especializada em coleta de resíduos sólidos. Essas reações
ocorrem em um tanque de 3.000 litros como mostra a Figura 9.
Figura 9 - Estação de tratamento de efluentes
45
Figura 10 -Jar Test com efluente bruto e tratado, antes e após o tratamento – formação do lodo.
Figura 11 - Leito de secagem aberto
46
Empresa “B”
As duas empresas seguem um tipo de tratamento semelhante diferenciado em pequenos
pontos como: não se sabe se existe um polímero aniônico para auxiliar na floculação, os
processos da ETE (estação de tratamento de efluente) não foram detalhados na visita,
sabemos que existe um processo físico químico com correção de pH com cal virgem e
posteriormente a adição de sulfato de alumínio para floculação. Não existe um leito de
secagem definido, após a decantação a parte onde os flocos sedimentam é retirada e
colocado em containeres de 1.000 litros semelhantes ao da Figura 7, vista anteriormente
com uma peneira fina que retém os flocos e parte da água escorre novamente para o
tratamento como mostra a Figura 12.
Figura 12 - Escoamento da água presente no lodo
O efluente tratado das duas empresas é destinado à estação de tratamento de efluentes
industriais da cidade e a parte solida separada nas ETEs é encaminhada para um aterro
47
industrial de classe II onde é paga uma taxa que varia de acordo com o peso do descartado
material.
Aproximadamente 80% do peso dos flocos gerados é água, isso faz com que os leitos de
secagem sejam a alternativa aconselhável para a indústria, já que toda água que não for
retirada dos flocos será destinada ao aterro industrial e paga a devida taxa por peso de
material.
Parâmetros do efluente
O efluente bruto da empresa “A” foi analisado por uma empresa especializada no dia
13/03/2015 e apresenta as seguintes características básicas mostradas na Tabela 6.
Tabela 6 - Parâmetros do Efluente Bruto / Resultado da amostra
CONAMA 430 – Art. 16 VMP (valores máximos permitidos pelo CONAMA 430/11 de 13 de maio de 2011)
*DBO = Remoção mínima de 60%
Após tratamento físico químico o efluente passa a ter as seguintes características:
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Tabela 7- Parâmetros do Efluente Tratado / Resultado da amostra
Notas:
As seguintes análises foram realizadas no local da amostra: pH (a 25 °C) e Temperatura
LQ/Faixa = Limite de Quantificação ou Faixa de Trabalho
n.a = Não Aplicável
Nota-se que, mesmo após o tratamento, o efluente tratado ainda apresenta DBO e DQO
acima dos limites estabelecidos pela DMAE - Premend (Departamento Municipal de
Água e Esgoto de Uberlândia – Programa de Recebimento e Monitoramento de Efluentes
Não Domésticos).
Isso acaba gerando uma multa mensal que chega a R$ 12.000,00 no caso da empresa “B”
e, visando em se adequar aos padrões estabelecidos, foram sugeridas algumas soluções
que seriam outros processos de tratamento de efluente aliado ao já existente.
Propostas de solução para o problema do efluente:
Uma possível solução seria a instalação de um processo oxidativo avançado (POA).
Recente pesquisa publicada na USP de Lorena estudou a degradação do chorume por
Foto-Fenton solar e apresentou resultados expressivos (Cavalcanti, et Al., 2014)
O chorume tem alta carga de DQO e apresenta também uma DBO considerável para o
estudo, mas ainda não chega aos valores encontrados no efluente do setor de produtos de
limpeza.
A reação Foto-Fenton é baseada na oxidação de compostos orgânicos na presença de
radiação UV e de íon de ferro em condições de pH ácido. Com isso podemos observar
49
que devemos regular o pH do efluente pré-tratado pois ele apresenta pH ligeiramente
alcalino (8,53).
Os resultados desse tipo de tratamento mostraram uma eficiência de 58,2% DBO5
(demanda de matéria biológica de oxigênio consumida ao longo de 5 dias) e 88,7% DQO
o que satisfaria as normas regulamentadas pelo DMAE se os mesmos resultados dos testes
com chorume forem obtidos com o efluente da indústria de material de limpeza. Porém
existe um elevado custo para esse tipo de tratamento, que chega a ser de R$ 126,67 m-3
segundo a pesquisa mais acréscimos inflacionários. Para uma empresa que gera em média
55 m3 de efluente por meses acarretaria um custo mensal de quase R$7.000,00 por mês,
o que é, ainda, mais baixo que o custo da multa paga pela empresa “B”.
Buscando soluções com maior economia surge a alternativa de um processo de
ozonização catalítica com Fe2+ estudada por (Messias, et. Al., 2015) mestranda da
faculdade de engenharia de Lorena.
O estudo trata-se da reação do ozônio (O3) catalisada por íons de Fe2+ para tratar efluente
de uma indústria de produtos alimentícios. Tal efluente tem características semelhantes
ao efluente industrial de produtos de limpeza.
O efluente apresenta alta DQO e DBO e após tratado apresentou uma eficiência de
91,74% e 91% respectivamente. Isso mostra uma alta eficiência aliada a um bom preço,
que chega a aproximadamente R$70,00 m-3 (valores aproximados e corrigidos segundo a
cotação do dólar na época) o que geraria um gasto de aproximadamente R$3.850,00
mensais para a empresa “B”.
A empresa “B” estuda a possibilidade de incorporar o efluente pré-tratado pelo processo
físico químico, já presente na empresa, em um de seus produtos de menor nobreza
fazendo com que todo o efluente gerado seja reciclado em um outro processo, os testes
não apresentaram mudanças comparadas com o produto preparado com água retirada do
poço artesiano, mas ainda aguarda autorização dos órgãos responsáveis.
50
5.4 – Proposta para melhorias nas empresas analisadas
Com base nos estudos levantados sobre a obtenção, utilização e tratamento do efluente com o intuito de realizar uma otimização da gestão hídrica das empresas foi elaborado dois diagramas que mostram como é a atual situação da gestão hídrica e outro como fica a proposta colocada por este trabalho.
Figura 13 - Atual Gestão Hídrica da Indústria de Produtos de Limpeza
Durante esse estudo ficou claro que a água é de vital importância para as empresas do
ramo, pois em grande parte da produção existem cerca de 90% de água incorporada nos
produtos, e os processos ocorrem em bateladas cujos tanques devem ser lavados a cada
troca de produto. Foi proposto aqui a utilização desse efluente gerado na lavagem dos
tanques para produção do próximo lote do mesmo produto que foi feito anteriormente.
Outra oportunidade observada é a captação da água pluvial nas partes cobertas da
empresa, essa água apresenta uma qualidade um pouco inferior, pois pode variar de
acordo com algumas circunstancias citadas no trabalho e por isso é proposto que seja
usada em situações onde não seja exigido um rigor maior na qualidade da mesma.
A maior dificuldade mostrada nesse setor industrial foi referente ao tratamento do
efluente gerado, que se mostrou insuficiente, pois mesmo após o processo físico químico
o efluente ainda apresentava DBO e DQO fora dos padrões permitidos pela legislação
local. Isso gerava multas com valores cada vez mais altos de acordo com a reincidência
no descarte inadequado.
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Pensando nisso foi feito um levantamento de diferentes tipos de processos de tratamento
de efluentes para diferentes tipos de efluentes, visando à realização de futuros
experimentos com o efluente bruto adequado. O processo que apresenta melhor resultado
aliado ao menor custo foi a ozonização catalisada por Fe2+ e esse deve ser o primeiro
modelo a ser estudado.
Utilizando todas as oportunidades descritas no trabalho e provando ser eficaz a utilização
do ozônio como um tratamento para deixar o efluente dentro das normas vigentes,
podemos pensar em reutilizar a água, que antes era descartada, na produção de alguns
produtos de menor nobreza dentro da empresa como um desengordurante de uso
industrial, pois esse produto não requer uma qualidade especifica da água.
O diagrama (Figura 16) mostra resumidamente como seria a gestão hídrica uma empresa
de produtos de limpeza que opera de maneira otimizada de acordo com as pesquisas
realizadas nessa monografia.
Figura 14 - Gestão Hídrica Otimizada
52
6 – CONCLUSÃO
O trabalho ora apresentado tem como proposta levantar situações de empresas nacionais relacionadas com produtos de limpeza e analisar a gestão dos seus recursos hídricos.
Procurou-se mostrar o enfoque mundial com relação a fabricação, uso e tendências dos
produtos de limpeza, bem como, mostrar os caminhos que estão sendo seguidos com
relação a legislação e controle dessa fabricação.
Realizou-se um trabalho de campo detectando duas empresas do sul de Minas com
características similares as encontradas na maioria das empresas nacionais de médio
porte. Encontramos uma preocupação dos responsáveis pelas empresas com a situação
em que elas se encontravam o que nos facilitou levantar dados e elaborar propostas.
Foi avaliado os processos em que se utiliza a água e identificamos alguns processos que
podem ser utilizados outras fontes de água de menor nobreza
Algumas oportunidades foram relatadas na monografia como a utilização da água da pré-
lavagem, antes descartada, que volta a ser incorporada como parte da água usada na
próxima batelada e a lavagem dos tanques que é feita com uma solução que tem a
capacidade de limpar os tanques em menos tempo e com um menor consumo de água.
Isso resulta em uma grande economia de água e redução do efluente gerado.
Outro ponto avaliado foi a qualidade dos efluentes tratados, que se apresentaram fora dos
padrões da legislação vigente, e foi proposto outros tipos de tratamentos que podem ser
acrescentados ao que já está em operação.
O trabalho atinge o objetivo proposto que é melhorar a gestão hídrica, reduzindo desperdícios, minimizar custos e tornar a empresa compromissada com o meio ambiente e a sociedade que a cerca, referentes ao uso da água.
A monografia deixa como proposta para futuros trabalhos, o estudo dos processos oxidativos avançados no efluente de uma indústria produtos de limpeza.
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7 – REFERÊNCIAS BIBLIGRÁFICAS
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Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, e dá outras providências.
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8 de Janeiro de 1997.Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema
Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21
da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que
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