Gerenciamento do Reúso de Águas e Efluentes

Gerenciamento Sustentável do Reúso de Águas e Efluentes Industriais

A acumulação de capital, que veio do comércio primitivo, mais a existência de uma classe de trabalhadores sem propriedades, prenunciavam o início do capitalismo industrial. (...) Os donos dessa nova riqueza, educados na crença de que o reino dos céus era deles, se economizassem e reinvestissem suas economias, empregavam novamente seu capital em fábricas. Assim, o sistema moderno, tal como o conhecemos, começou a existir.” (Leo Huberman, 1986, p. 170)

Em seu célebre livro “História da Riqueza do Homem”, o historiador norte-americano Leo Huberman (1903 - 1968) analisa de modo claro e instigante como a evolução econômica dos sistemas feudal e capitalista provocou reflexos profundos nas condições de vida da sociedade, com o estabelecimento de novas doutrinas sociais. A expansão da economia no mundo foi acelerada pelo desenvolvimento de organizações empresariais e pelas transformações ocasionadas pela Revolução Industrial, no século XVIII. 

• A partir deste período, a humanidade passou a perceber o progresso industrial como um fator de crescimento de centros urbanos e desenvolvimento social. As transformações sucedidas com o advento de tecnologias levaram ao aumento da expectativa de vida da sociedade e a uma maior utilização de matéria e energia, para a produção de bens de consumo e serviços. Como reflexo, iniciou-se uma maior competitividade entre as indústrias, alimentando o desenfreado desejo pelo aumento de sua produtividade.

Em termos gerais, o sistema de produção industrial pode ser entendido como um conjunto de recursos e atividades inter-relacionadas ou interativas que transformam as entradas (insumos, matérias-primas) em saídas desejadas (produtos ou serviços). Ineficiências no processo de transformação acarretam a geração de resíduos em proporções normalmente significativas.

• Os impactos ambientais decorrentes do uso de fontes energéticas (combustíveis fósseis), particularmente o carvão e, mais tarde, o petróleo, delegaram às indústrias de transformação uma imagem negativa associada à poluição do meio ambiente. 

Tal fato acentuou ainda mais a associação de suas características duais de progresso e degradação. A NBR ISO 14.004 conceitua impacto ambiental como “qualquer modificação do meio ambiente, adversa ou benéfica, que resulte, no todo ou em parte, das atividades, produtos ou serviços de uma organização” (ABNT, 1996, p. 5). 

• Por outro lado, a expressão “dano” deve se referir a uma parte do componente negativo do impacto, e não a sua resultante final, embora esta sutileza não seja devidamente tratada pela legislação em vigor (FENKER, 2007). 

Dano distingue-se de impacto pelo fato de o primeiro ser uma modificação irreversível, ou seja, não restaura a estabilidade anterior à perturbação provocada, ao contrário do impacto, que permite que o equilíbrio seja restabelecido após a alteração. 

• Aliás, desde o período paleolítico (ou “Idade da Pedra Lascada”) que as atividades humanas são pautadas pelo desperdício e pelo consumo desenfreado de recursos naturais, em particular aqueles potencialmente renováveis, como água, solo e vegetação. Durante muito tempo, porém, os interesses de produção das atividades industriais estiveram à frente de qualquer preocupação com a qualidade e a preservação dos recursos naturais, sejam eles renováveis ou não-renováveis, tais como petróleo e carvão mineral.

Sobre a ideologia de progresso industrial e tecnológico e a degradação do meio ambiente com as transformações econômicas e sociais no “breve” século XX (1914-1991), o historiador britânico Eric Hobsbawn (Alexandria, 1917) comenta:

Mal se notava ainda um subproduto dessa extraordinária explosão, embora em retrospecto ele já parecesse ameaçador: a poluição e a deterioração ecológica. Durante a Era de Ouro capitalista (1947-1973), isso chamou pouca atenção, a não ser de entusiastas da vida silvestre e outros protetores de raridades humanas e naturais, porque a ideologia de progresso dominante tinha como certo que o crescente domínio da natureza pelo homem era a medida mesma do avanço da humanidade. [...] Mesmo no Ocidente, o velho lema do homem de negócios do século XIX, “Onde tem lama, tem grana” (ou seja, poluição quer dizer dinheiro), ainda era convincente, sobretudo para construtores de estradas e “incorporadores” imobiliários, que descobriram os incríveis lucros a serem obtidos numa era de boom secular de especulação que não podia dar errado. [...] (HOBSBAWN, 1995, p. 257)

Assim, muito se passou até que as preocupações ambientais começassem a entrar em conflito com os interesses empresariais, impulsionados pela ambição de uma produtividade ascendente. Somente no século XX é que se firmou um compromisso oficial, passando a fazer parte da agenda de órgãos governamentais dos países e da sociedade civil organizada. 

• Entretanto, o modelo de produção praticado no século XX baseou-se em algumas premissas e percepções; uma das mais importantes residia na crença de que o planeta Terra teria capacidade ilimitada. Outra concepção considerava a geração de poluentes como algo inevitável, e que não seria possível produzir bens e serviços sem o lançamento de resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões atmosféricas. 

Amparados nessa lógica equivocada, destituída de qualquer sensibilidade ambiental, os poluentes gerados pelas indústrias eram então descartados no meio ambiente, sem uma preocupação com os prováveis efeitos que tal prática pudessem incorrer. Afinal, reinava a crença que o planeta seria fonte inexaurível de matérias-primas, e que, portanto, poderia receber e assimilar resíduos indefinidamente. 

• No âmbito mundial, a partir de 1970 essa cômoda concepção começou a declinar diante das evidências de que era perfeitamente possível aliar desenvolvimento econômico e social com preservação ambiental, despertando para um estágio embrionário dos contornos conceituais da chamada “sustentabilidade”.

Como forma de evitar a geração descomedida de impactos negativos sobre o meio ambiente, foram criados organismos de controle da poluição, instituindo legislações ambientais e medidas para o monitoramento da qualidade ambiental, assim como o licenciamento e a fiscalização. 

• Para atender a real necessidade de controle de poluição, foram desenvolvidas técnicas visando a implantação de unidades de tratamento que levassem à redução da poluição ao final do processo industrial, enquadrando o seu descarte no ambiente, em níveis entendidos como toleráveis pela legislação.

Cumpre lembrar aqui as evidências de que o desenvolvimento industrial, intrinsecamente econômico, levou (e ainda tem levado) a danos ao meio ambiente, em função de seus processos produtivos. Entretanto, as tecnologias empregadas que impulsionam o desenvolvimento e permitem a degradação ambiental também podem ser utilizadas visando um maior aproveitamento dos recursos naturais no processo, onde a maior eficiência traduz-se na diminuição dos impactos. 

• O aumento da produção industrial, porta-voz do crescimento econômico, deve ser acompanhado pela redução nos níveis de poluição, mediante mudanças tecnológicas que permitam alcançar padrões de sustentabilidade ambiental, e que preservem evidentemente os recursos naturais para as futuras gerações.

As tecnologias ambientais utilizam uma coleção de técnicas, processos e equipamentos que têm a função de reduzir os impactos significativos ao meio ambiente dos resíduos dos recursos naturais processados no sistema. 

• Com base nisso, é prudente observar que o aprimoramento destas tecnologias, obtidas por inovações ambientais, tem o compromisso de aumentar a eficiência operacional dos processos, não somente do ponto de vista energético e ambiental como também de consumo de matérias-primas. 

A competitividade empresarial, emergida do fenômeno da globalização dos mercados, sofre influência direta da pressão dos consumidores. As sociedades sustentáveis caracterizam-se pelo grau avançado de educação ambiental, as quais demandam produtos que apresentem elevado padrão de desempenho e qualidade, e que sejam preferencialmente produzidos por empresas que se preocupam em gerar o mínimo impacto ambiental pelas suas atividades.

• Assim, a proteção ambiental tornou-se um diferencial competitivo para as empresas, sendo vista como uma oportunidade de mercado no contexto das estratégias empresariais, e demonstradas na necessidade de se dispor de novas tecnologias, implantar sistema de gestão ambiental, e promover o uso racional dos recursos naturais. O cenário econômico do final da década de 1970 e início da de 1980 trouxe a necessidade de se buscar soluções tecnológicas que viabilizassem o aproveitamento racional de matérias-primas e de recursos energéticos para o sistema de produção industrial. 

Nessa época, o desenvolvimento científico levou à criação da Integração de Processos, no âmbito da Engenharia de Processos (PERLINGEIRO, 2005), área que teve sua origem na Engenharia de Sistemas. Sua base foi estruturada enfatizando o desenvolvimento de métodos sistemáticos para a síntese de redes de trocadores de calor (Integração Energética – aproveitamento do potencial energético de correntes de processo, gerando fluxogramas com perfis de minimização de consumo de energia), quando surgiu a Tecnologia Pinch (“Ponto de Estrangulamento Térmico”), difundida por Linnhoff e Hindmarsh (1983). Hallale (2001) destaca quatro grandes áreas de aplicação da Integração de Processos: uso eficiente de matérias-primas; eficiência energética; redução de emissões; e operacionalidade do processo (maiores flexibilidade e controlabilidade). A Integração de Processos prosperou na tentativa de prover informações técnicas que solucionassem os problemas surgidos com a crise energética deflagrada na década de 1970. 

• A ideia e os conceitos advindos da Integração Energética formaram a base para a expansão da tecnologia para novas aplicações, como no melhor aproveitamento de matérias-primas, na redução de emissões, na operação de processos (sistemas de destilação, redes de hidrogênio em refinarias de petróleo), na síntese de redes (fluxogramas de processo) de equipamentos de transferência de massa e, em particular, no gerenciamento hídrico em processos (SMITH, 2000). 

À medida que a preocupação com a disponibilidade da água no mundo veio à tona, houve um maior deslocamento de seus objetivos no sentido de estudar o desenvolvimento de ferramentas voltadas para a racionalização do consumo hídrico nos processos industriais. Isto acentuou o propósito de resolver os problemas ambientais pela Integração de Processos.

• Com isso, a Integração de Processos tornou-se uma área importante para a tomada de decisões na indústria, principalmente pelo fato de dispor de mecanismos de otimização técnica e econômica do sistema como um todo. Ela é orientada para o alcance da sustentabilidade dos processos, uma vez que procura solucionar os problemas ligados não apenas à minimização dos custos totais, a partir da melhoria dos processos, mas também reduzir o impacto ambiental oriundo de tais atividades. 

E é neste sentido que se pode destacá-la como um suporte perfeitamente ajustável à filosofia de prevenção de poluição, uma vez que privilegia o aspecto de conservação, isto é, o aumento da eficiência do processo obtido com a minimização do uso e/ou com a maximização da recuperação de energia e materiais. Suas técnicas fornecem a base para análise e desenvolvimento de projetos em sua totalidade, permitindo o seu emprego no alcance das metas da prevenção de poluição.

• O instrumental de conhecimentos adquiridos pela Engenharia de Processos permite desenvolver metodologias de análise, à luz de procedimentos algorítmicos ou programação matemática, onde o foco seria diminuir a geração de efluentes e o consumo de água em um processo industrial. Sob tal perspectiva, a busca pelo cumprimento das metas de geração de poluentes com o menor consumo de água possível e a um mínimo custo do tratamento final dos efluentes (conceitualmente destinado ao descarte em corpos receptores), seria efetivada por ações de reúso ou mesmo a regeneração combinada ao reúso.

É neste contexto que o uso de ferramentas tecnológicas oferece um acréscimo sustentável à tomada de decisão relativa aos processos de gestão industrial, particularmente neste caso ao enfoque ambiental. Despontando como uma importante ferramenta da Integração de Processos, o Diagrama de Fontes de Água (DFA) – Gomes et al., 2007 – constitui um procedimento algorítmico, baseado em equações de balanço material e em regras heurísticas que procuram estabelecer conexões ótimas entre fontes e sumidouros de água, dentro do processo industrial, bem como entre este e o meio urbano, auxiliando na caracterização de uma eco-indústria. 

• A metodologia gera fluxogramas de processos em diferentes situações de reúso e regeneração. Além disso, tem como vantagem adicional a geração simultânea de fluxogramas alternativos para o processo. É de se esperar que a ausência de uma metodologia que proponha um mecanismo eficiente de reutilização da água desestimule o diálogo para a solução dos problemas entre as indústrias. 

Normalmente, a prática do reaproveitamento da água se dá por meio de inspeção, onde as oportunidades levantadas não seguem um procedimento sistemático; embora funcione para as necessidades de cada setor, tal medida não garante o alcance de um desejável máximo reúso.

• Dentro da abordagem da prevenção da poluição, há um conjunto de modelos de gestão ambiental cujas técnicas e ferramentas proporcionam um controle eficaz do consumo de insumos e da geração de resíduos. Um importante modelo é a chamada Produção mais Limpa (P+L), lançada em 1989 pela Unep (United Nations Environment Program – Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente) e pela DTIE (Division of Technology, Industry and Environment – Divisão de Tecnologia, Indústria e Meio Ambiente). 

Trata-se da “aplicação contínua de uma estratégia integrada de prevenção ambiental a processos, produtos e serviços, para aumentar a eficiência de produção e reduzir os riscos para o ser humano e o ambiente”. Diversos termos, tais como: Produção mais Limpa (Cleaner Production), Prevenção à Poluição (Pollution Prevention), Tecnologias Limpas (Clean Technologies), Redução na Fonte (Source Reduction) e Minimização de Resíduos (Waste Minimization), têm sido utilizados, ao redor do mundo, para definir o conceito da P+L. Algumas vezes, estes termos são considerados sinônimos, e, às vezes, complementares, requerendo uma análise aprofundada das ações e das propostas inseridas dentro de cada contexto (CETESB, 2007). 

• No caso da Produção mais Limpa, seu conceito ultrapassa o simples controle da poluição: envolve pesquisa e desenvolvimento de novos processos, materiais e produtos que resultem em maior eficiência no uso de recursos e energia. Dado que prevenção é a palavra-chave de governos e empresas comprometidas com o desenvolvimento sustentável, faz-se necessário assegurar estratégias ambientalmente amigáveis e economicamente robustas de produção e de serviços.

A aplicação da metodologia de implantação de técnicas de P+L a processos produtivos pode permitir a obtenção de soluções mais adequadas para os problemas ambientais, tendo em vista que sua prioridade está calcada na identificação de alternativas de não-geração dos resíduos produzidos nos processos. 

Além da identificação, quantificação, tratamento e disposição final de resíduos, a metodologia também procura entender a natureza do resíduo (“por que, como e quando o resíduo é gerado?”). 

• Porém, a metodologia não fornece as ferramentas tecnológicas necessárias para atingir as metas traçadas; quando apresenta, geralmente a sua adoção requer um grande conhecimento técnico e especializado.

Como parte sensível da situação apresentada, o objetivo geral da presente proposta de trabalho está voltado para o desenvolvimento de uma metodologia que incorpore os fundamentos de um modelo de gestão ambiental ao uso eficiente e eficaz de tecnologias específicas, visando à racionalização do consumo de água e da geração de efluentes na indústria química. 

• Adicionalmente, a filosofia de gestão procura apreender o Diagrama de Fontes de Água, utilizando aspectos de valoração ambiental como suporte à tomada de decisão, identificada como oportunidade de redução de impactos ambientais decorrentes das atividades industriais.

Gerenciamento Sustentável do Reúso de Águas e Efluentes Industriais

Como objetivos específicos desta proposta, têm-se:

1. Propor um modelo de gerenciamento do reúso de águas e efluentes industriais com um formato que incorpore o método DFA como ferramenta de um modelo P+L; a metodologia considera um conjunto de procedimentos cujo parâmetro final de seleção de alternativas de reúso leva em conta a valoração de danos sobre os recursos hídricos;
2. Estudar melhorias de condições operacionais nos ciclos de concentração das torres de resfriamento da refinaria;
3. Prever índices de estabilidade da água quanto aos aspectos de corrosão e incrustação, para a análise do sistema de resfriamento;
4. Estabelecer um procedimento para seleção de cenários promissores;
5. Estabelecer um procedimento para regeneração local de cenários promissores;
6. Determinar parâmetros que permitam avaliar economicamente os cenários promissores;
7. Apresentar um formato de avaliação de alternativas de cenários a partir do levantamento de parâmetros relacionados a índices que incorporem a valoração de externalidades negativas de impactos ambientais decorrentes do lançamento de efluentes em corpos hídricos.

O trabalho aqui desenvolvido toma como base a metodologia P+L, na qual suas etapas serão adaptadas para incorporar outra ferramenta estratégica ambiental, direcionados para redução dos impactos ambientais.

• A preocupação com as características de originalidade do trabalho pode ser apontada pela consolidação da necessidade de se estabelecer um elo que demonstre as decisões gerenciais (gestão estratégica ambiental), intimamente influenciadas pelo arsenal tecnológico disponível e em constante evolução (conhecimento técnico). 

Sob tal perspectiva, pretende-se fornecer subsídios conceituais para a estruturação e o desenvolvimento continuado de um modelo de gestão sustentável dos recursos hídricos, sendo um instrumento adicional e alternativo na tomada de decisões ambientais nas organizações.

• Neste contexto, integram a revisão bibliográfica deste trabalho, optando-se por apresentá-la sob o formato distribuído dos capítulos supracitados, de modo a facilitar a visibilidade do numeroso conjunto de informações conceituais tratadas.

Assim, procura traçar um panorama do desenvolvimento do conceito de sustentabilidade, como foco na dimensão ambiental, onde o principal objetivo está na descrição e atualização de abordagens e modelos específicos de gestão ambiental.

• Consiste na apresentação de tendências tecnológicas que orientam a tomada de decisão empresarial visando à adequação de alternativas para a melhoria de processos relacionada a uma efetiva gestão de recursos hídricos industriais. O capítulo é estruturado de modo que se compreendam os caminhos que levaram à maturidade do pensamento ecológico, intimamente ligado ao processo de desenvolvimento econômico. 

Assim, a sustentabilidade é o pano de fundo para discutir a evolução do gerenciamento ambiental, apontando a necessidade de se integrar técnicas e ferramentas promissoras ao contexto, como a Produção mais Limpa e a Integração de Processos, bem como a valoração econômica de impactos ambientais relativos aos recursos hídricos. 

• A partir de tais conceitos e técnicas, estrutura-se uma metodologia que torna a incorporação de ferramentas tecnológicas perfeitamente integradas ao programa de gestão da empresa, dentro da proposta de reúso de águas e efluentes., descrevendo a metodologia integrada que potencialize o gerenciamento sustentável do uso racional da água nos processos industriais, estruturado na tríade P+L (modelo), DFA (ferramenta) e Valoração (impacto). 

Os resultados deste trabalho, aplicando o modelo aqui denominado P+ÁGUA a um caso real de refinaria de petróleo nacional. Por fim, o Capítulo 8 trata das conclusões deste estudo, relacionando os propósitos estabelecidos pelos seus objetivos. 

Gerenciamento Sustentável do Reúso de Águas e Efluentes Industriais