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Garantia da Estabilidade do Processo

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Academic year: 2022

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(1)

Redução do Consumo de Água

Garantia da Estabilidade do Processo

Carlos A. C. Chaves

Coord. Projetos Especiais

(2)
(3)

Oceanos – 97,50 %

Rios e Lagos - 0,006%

Atmosfera - 0,001%

Distribuição da Água no Planeta

(4)

Água Salgada 97,30%

Geleiras 2,15%

0,6%

Água Subterrânea

97%

Rios e Lagos

Água Doce 3%

Superficial

(5)
(6)

97% da água doce disponível do planeta é subterrânea

O Aqüífero Botucatu, o maior do mundo, possui água suficiente para abastecer a população atual do mundo por mais de 300 anos.

O Brasil possui uma reserva subterrânea com mais de 111 trilhões de metros cúbicos de água.

Um litro de água retirada de um poço pode custar 15 vezes menos que 1 litro de água de fontes

superficiais, como rios.

O abastecimento em alguns países, como Arábia Saudita, Malta e Dinamarca, é totalmente feito com águas subterrâneas.

No Estado de São Paulo, cerca de 65% das cidades são abastecidas com águas subterrâneas.

(7)
(8)

100.000 1 kg de alumínio

250 1 kg de papel

100 1 kg de açúcar

10 1 litro de gasolina

Necessidades de água (litros) Produtos Industriais

Consumo Médio de Água por Produtos Industriais

80 - 120 Máquina de lavar roupa

5 - 15 Lavar louça

150 - 200 Banho de banheira

40 - 80 Banho de ducha

Necessidades de água (litros)

Atividades Domésticas (unidade) Consumo Médio de Água por Atividade Doméstica

(9)

150.000 Litros de Água

(10)

Sistema de Abastecimento

Região Metropolitana de São Paulo

(11)
(12)

Rio Tietê - Capital

(13)
(14)
(15)

28,9

25,6

22,8 22,8

73,9

63,7 63,7

39,0

43,8 43,4

29,3

20,7 20,6

40,7

30 40 50 60 70 80

%

Situação dos Reservatórios

1 ano 1 mês ontém

(16)
(17)

Disponibilidade de Água por Habitante/Região (1000m

3

)

(18)
(19)
(20)

Desperdício de Água Brasil

40 %

Instalações Ilegais +

Vazamentos

(21)
(22)

...No Paraíba do Sul, o valor por metro cúbico varia entre R$ 0,008 a R$ 0,28, dependendo da

atividade do usuário. Quanto mais poluente o empreendimento, mais cara a taxa...

Começa cobrança pelo uso da água no Paraíba do Sul

...A taxa deve ser paga por empresas, companhias de saneamento e irrigadores de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas

Gerais que captam água ou lançam poluentes na bacia...

O Estado de São Paulo – 30/11/03 – por Sandra Sato

(23)

Métodologia para Redução de Consumo de Água

Linhas Galvânicas

I. Identificar Forma de “ Estabilizar “ o processo

(24)

1. Método para Determinação do Drag Out

1.1 Escolher o tanque de lavagem após o banho escolhido

Ex.: Tanque de Lavagem após tanque de banho de Cromo;

1.2 Determinar o Volume exato do tanque de trabalho

1.3 Medir a concentração de produto ativo na água, em função do número de gancheiras/tambores processados

Ex.: Concentração de CrO3 na água

1.4 Definir a curva de concentração em função do número de

gancheiras/tambores processados ao longo de um período de tempo

1.5 Determinar possíveis INTERAÇÕES entre os tanques do processo, que permitirão reaproveitamento de água.

(25)

Tanque Banho de Cromo

CrO3 = 260 g/l

Tanque de Lavagem

CrO3

Retorno 90 g/l CrO3

Arraste / Gancheira

Estudo 1 - Cromação

(26)

V d,n = C r,n – C r,0 . V r

C

b

V

d,n

= volume que é arrastado do banho na gancheira número n C

r,n

= concentração da água de lavagem após n gancheiras

C

r,0

= concentração da água de lavagem no início

C

b

= concentração do banho no início (considerar constante)

V

r

= volume exato do tanque de lavagem

(27)

0,48 11,62

1,39 24

0,46 10,12

1,26 22

0,48 9,61

1,22 20

0,50 9,00

1,16 18

0,52 8,32

1,10 16

0,42 5,87

0,89 14

0,45 5,39

0,85 12

0,47 4,71

0,79 10

0,51 4,07

0,74 8

0,55 3,28

0,67 6

0,38 0

Va (l/rack) Va, (l)

CrO3 (g/l) ganche

ira

y = 0,0415x + 0,3879

0,50 1,00 1,50 2,00

CrO3 (g/l)

(28)

. Tanque com Banho de Cromo – 260 g/l CrO3 25 ml/l Aditivo . Tanque de Lavagem Estático – 90 g/l CrO3

9 ml/l Aditivo . drag-out / gancheira ,04155 g/l . 2800 l

260 g/l = 0,45 l

. Feed-Back = 400 l após 1140 gancheiras = 0,35 l / gancheira . Consumo Eletroquímico = 12 g /gancheira

. Consumo em função do drag-out

0,45 l/gancheira . 260 g/l – 0,35 l/gancheira . 90 g/l = 85 g/gancheira

Consumo Total de CrO3 = 12 g/gancheira + 85 g/gancheira = 97 g/gancheira

(29)

Aditivo Consumido por Arraste

0,5 l/gancheira . 25 ml/l – 0,35 l/gancheira. 9 ml/l = 9 ml/gancheira Consumo por kg de Ácido Cromico

Para 97 g CrO3, 9 ml de Aditivo sâo consumidos, entâo para 1 kg de CrO3:

1 kg . 9/97 = 92,80 ml Aditivo

Valor Estimado de Consumo Conforme Boletim : 32 ml Aditivo / kg de CrO3 Consumido

(30)

Estudo 2 – Cromatização

Zn + 2H

+ K2

K1

Zn

2+

+ H

2

.Início do Processo

.Aumento de Zinco no Banho

.A reação reversa K2 torna-se mais rápida

.Simultaneamente a reação K1 tem sua velocidade reduzida, diminuindo assim a dissolução de zinco da camada.

“Envelhecimento do Cromatizante”

(31)

y = -3E-06x2 + 0,0156x + 0,1441 R2 = 0,9978

5 10 15 20

25 Conc. Zn (g/l)

18,6 1584

17,4 1471

15,3 1265

10,6 720

0 0

Conc.

Zn (g/l) Rack

Estudo 2 – Cromatização

(32)

dcZn = variação da concentração de zinco dt = variação do tempo

K1 = constante de reação da dissolução de zinco K2 = constante da reação reversa

cZn = concentração de zinco no banho cromatizante dcZn

dt = K1 k2. cZn Vd Vb

- -

. cZn

.

Vd = drag-out por tempo (vazão)

.

Vb = Volume do banho

Estudo 2 – Cromatização

K1 = 0,0171 g/l . gancheira K2 = 0,000344 /gancheira

(33)

0,00667

20 g/l g/l.gancheira

0,0158 2,5 g/l

unidade Arraste por tempo

dc/dt

Concentração de Zinco no Banho

0,00667/0,0158 = 0,42 . Redução de consumo

Estudo 2 – Cromatização

(34)

Métodologia para Redução de Consumo de Água

Linhas Galvânicas

II. Integrar o sistema da linha

(35)

Elet.

10

Casc1 20

Casc2 30

Dec 40

ZnAlc Lav Casc3

60

Casc4 70

dc10=0

dc11 = [ dV (c10+c20) – c30] / V20 Etc...

Tanques de 3000 lt

Banho de Zinco Alcalino 12000lt

1 2 3

C (g/l)

Condição Original do Processo

(36)

Interação do Processo

UMA OPÇÃO ENTRE

MUITAS QUE PODEM SER ESTUDADAS

(37)

Elet.

10

Casc1 20

Casc2 30

Dec 40

ZnAlc Lav ZnÁcid

60

Neut.

70

1 2 3

       

0,024 0,031 0,052

Zn Alc.

100,00 48,261

0,005 0,0012

0,204 2,545

0

Zn àcid.

0,015 0,067

100,00 6,065

0,257 0,149

0

Deseng.

0,026 0,114

0,014 0,027

0,424 5,305

100

C (g/l)

Após 1024 Simulações

(38)

No. Processo Abrev.

1 Enganchar Peças EP

2 Desengraxante Eletrolítico DE

3 Lavagem Cascata 1 LDE1 ● ● ▼

4 Lavagem Cascata 2 LDE2 ● ▼

5 6

7 Lavagem Cascata 1 LD1

8 Lavagem Cascata 2 LD2 ● ● ▼ NE ● ● NE ● ▼

9 10 11 12 13 14

15 Passagem de Gancheiras PG1 ZAC

16 Lavagem Chuveiro LC ● ▲

17 Lavagem Cascata 1 LZN1 LZN LZN LZN

18 Lavagem Cascata 2 LZN2 AA AA AA

19 Ativação Ácida AA LAA LAA LAA

20 Cromatizante Cr

21 Lavagem LP0

22 Passagem de Gancheiras PG2

23 Lavagem Cascata 1 LP1

24 Lavagem Cascata 2 LP2

25 Selante 590

26 Secagem Ar Comprimido SAC

27 Estufa E

28 Desenganchar Peças DP

D

Decapagem

● ▲

Zinco Alcalino Zal

ALTERNATIVAS DE SEQUÊNCIA

Atual 1a. Interação 2a. Interação 3a. Interação

ZAC Zinco Ácido

LAA Lavagem da

Ativação Ácida

AA Ativação Ácida

LZN Lavagem do Zinco

NE Neutralização

Legenda

(39)

CONCLUSÕES

1. Conhecimento preciso dos pontos de arraste e contaminação do processo

2. Determinação matemática das perdas,e possíveis ganhos

3. Otimização do processo

4. Estabilidade do processo

Referências

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