PADRÃO DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA USO EM INDÚSTRIA GRÁFICA, VISANDO A UTILIZAÇÃO DO EFLUENTE TRATADO
CURITIBA 2015
PADRÃO DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA USO EM INDÚSTRIA GRÁFICA, VISANDO A UTILIZAÇÃO DO EFLUENTE TRATADO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Gestão Ambiental, da Universidade Positivo, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Gestão Ambiental.
Orientadora: Profª. Drª. Selma Aparecida Cubas.
CURITIBA 2015
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca da Universidade Positivo - Curitiba - PR
S237Santos, Andréa Luiza da Silva.
Padrão de qualidade da água para uso em indústria gráfica,
visando a utilização do efluente tratado/ Andréa Luiza da Silva.
― Curitiba: Universidade Positivo, 2015.
102f.: il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Positivo, Departamento deGestão Ambiental, 2015.
Orientador : Profa. Dra.Selma Aparecida Cubas.
1.Reúso da água. 2. Efluentes.3. Indústria gráficaI.Cubas Selma Aparecida. II.Título.
CDU504
ESTA DISSERTAÇÃO FOI JULGADA ADEQUADA COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRE EM GESTÃO AMBIENTAL
PELO PROGRAMA PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO AMBIENTAL DA
UNIVERSIDADE POSITIVO. A DISSERTAÇÃO FOI APROVADA EM 31 DE MARÇO DE 2015, PELA BANCA EXAMINADORA COMPOSTA PELOS SEGUINTES PROFESSORES:
1) Profª Selma Aparecida Cubas – Presidente – Universidade Positivo 2) Prof. Miguel Mansur Aisse - Examinador Externo - UFPR
3) Prof. Marco Aurelio da Silva Carvalho Filho – Universidade Positivo 4) Profª Patrícia Raquel da Silva Sottoriva – Universidade Positivo
CURITIBA – PR, BRASIL
PROF. MAURÍCIO DZIEDZIC
COORDENADOR DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO AMBIENTAL
Á Deus, força maior e fonte de luz.
Aos meus, minha família, essência de quem eu sou, origem e lar de todo meu amor.
A Deus, energia que move o universo e guia minha alma, que sempre confirma Seus planos pra mim. Mesmo quando eu demoro a entender tudo se encaixa no final. Obrigada pela nova oportunidade de me tornar melhor!
À minha mãe Glaci por toda educação e proteção, as vezes exagerada, mas sempre providêncial.
Ao Ducley, companheiro, amigo, presença e futuro da minha vida.
Aos meus avôs, Serafim e Neuza, por terem conduzido nossa família com amor e por terem nos tornado unidos e crentes em Deus.
Aos meus tios, Assis e Manoel, e tias, Hindira e Grizelda, pelo exemplo, apoio e preocupação.
Ao meu primo Lucas, alegria de nossas vidas, que mesmo tão pequeno já tem tanto a ensinar.
Aos meus sogros, Teresinha e João, por me emprestarem a mesa da sala durante madrugadas de inspiração e por sempre manterem a fruteira abastecida.
Á professora Selma Cubas por todo apoio, tempo disponibilizado, puxões de orelha e principalmente por não ter desistido de mim, apesar de eu ter merecido algumas vezes.
Ao Cesar Costa e Wilson Cerqueira por terem acreditado no meu trabalho e por terem confiado à mim a bolsa de mestrado que viabilizou esta pesquisa.
À Posigraf, berço da minha carreira profissional e motivação do meu dia-a-dia.
À Clarissa Cavalcante, amiga que conheci no Mestrado, que compartilhou comigo toda essa corajosa experiência acadêmica e que sempre com muita atenção e carinho me ajudou a manter a resiliência.
Aos meus amigos da Posigraf, Patrícia, Solange, Sandra, Ana e Paulo por me aguentarem diariamente e por sempre me oferecem o ombro nos momentos de desanimo.
À vida, que sempre se mostra surpreendente e ao futuro que com certeza será muito melhor, mal posso esperar!
Quando pensar em desistir, lembre-se dos motivos que te fizeram aguentar até agora.
Autor desconhecido
A água é um recurso fundamental para a indústria e a disponibilidade deste recurso, para muitos setores industriais, é indispensável sendo sua escassez limitante de produtividade, podendo acarretar na inviabilização do negócio. Porém a indústria também é um dos grandes responsáveis pela poluição dos recursos hídricos, não só pelas características físico-químicas do efluente gerado nos processos industriais, mas devido ao grande volume de água residual descartada no meio ambiente. Assim, frente à crescente redução da disponibilidade de água, a reciclagem e o reúso de efluentes surgem como alternativa na gestão dos recursos hídricos. O objetivo desta pesquisa incide na avaliação da viabilidade do reúso de efluente industrial tratado no processo produtivo de uma indústria gráfica, tendo como principais benefícios a redução nos volumes de descarte de efluente industrial no meio ambiente, além do benefício ambiental e financeiro, devido a redução do consumo de água. A metodologia utilizada é caracterizada como quali-quantitativa e consistiu na caracterização do processo produtivo com identificação das atividades consumidoras de água e geradoras de efluente, assim como definição de um padrão de qualidade para a água utilizada na indústria gráfica e avaliação da suficiência do processo de tratamento de efluentes visando uso do efluente tratado no processo industrial. Como resultado da pesquisa chegou-se a definição do padrão de qualidade para reúso, até então indefinido para indústria gráfica, e constatou-se que, com o processo de tratamento atualmente utilizado pela indústria, o reúso do efluente tratado não se faz viável devido ao não atendimento às condicionantes de qualidade. Os parâmetros determinantes para a avaliação da viabilidade do reúso foram: Alcalinidade, Dureza, pH, Condutividade, Dureza total, Sulfato, Cloro e Nitrato. Identificou-se que o efluente tratado possui valores acima do limite para os parâmetros Dureza Total, Condutividade e Alcalinidade. Este resultado atestou a necessidade de investimento em tecnologias de processos de tratamento terciário para viabilização do reúso. A viabilização do reúso pode significar até 40 % de redução no consumo de água, acarretando em uma economia anual de aproximadamente R$57.000,00 para a indústria em questão.
Palavras-chave: Reúso de Água; Efluente industrial; Indústria gráfica; Tratamento de Efluentes; Padrão Qualidade Água.
Water is a key resource for the industry and the availability of this resource for many industries, it is essential to being a limiting shortage of productivity and may result in the non- viability of the business, but the industry is also largely responsible for the pollution of water resources not only by the physical and chemical characteristics of the effluent generated in industrial processes, but due to the large volume of wastewater discharged into the environment. Thus, with the growing reduction of water availability, recycling and the reuse of wastewater emerge as an alternative in the management of water resources. This research focuses on the evaluation of the feasibility of reuse of industrial wastewater treated in the production process of a printing industry, with the main benefits the reduction in volumes of industrial effluent discharge to the environment in addition to the environmental and financial benefits due to reduction water consumption. The methodology is characterized as qualitative and quantitative characterization and consisted of the production process with identification of consumers of water and wastewater-generating activities, as well as definition of a quality standard for water used in the printing industry and evaluation of the adequacy of the process effluent treatment aimed use of treated wastewater in the industrial process. As a result of the research has come up the default quality setting for reuse, hitherto undefined for printing industry, and it was found that, with the treatment process currently used by the industry, the reuse of the treated effluent is not feasible due to not meeting the quality conditions. The determining parameters for evaluating the feasibility of reusing were alkalinity, hardness, pH, Conductivity, Total hardness, sulphate, nitrate and chlorine. It was found that the treated effluent has above the limit values for Total Hardness parameters, conductivity and alkalinity.
This result testified to the need for investment in tertiary treatment processes enabling technologies for the reuse. The feasibility of reuse can mean up to 40% reduction in water consumption, resulting in annual savings of approximately R $ 57,000.00 for the industry in question.
Keywords: Water Reuse; Industrial effluent; Printing industry; Effluent Treatment; Standard Water Quality.
Figura 3 - Fluxo de operação da indústria gráfica objeto de estudo. 22 Figura 4 - Imagem de uma unidade de impressão de uma impressora rotativa da indústria em
estudo. 23
Figura 5 - Imagem de uma unidade de impressão de uma impressora rotativa (BEACH;
KENLY, 1998). 24
Figura 6 - Cenários Regeneração e Tratamento de Águas residuárias visando reúso (FENG;
CHU, 2004). 44
Figura 7 - Organograma das Classes de Tratamento de Efluentes (FREIRE et al., 2000). 48 Figura 6 - Etapas de realização da pesquisa e correlação com os objetivos específicos. 58 Figura 9 - Diagrama de blocos para indicação dos fluxos de água e efluentes em uma unidade
industrial (MIERZWA; HESPANHOL, 2005). 60
Figura 10 - Fluxo do processo da indústria gráfica em estudo. 64 Figura 9 - Diagrama de Bloco para indicação dos fluxos de água e efluentes na empresa
objeto de estudo. 65
Figura 10 - Parte da unidade de impressão da máquina impressora rotativa denominado
tinteiro com acumulação de tinta. 66
Figura 11 - Central de Resíduos da empresa objeto de estudo. 67 Figura 12 - Variação dos valores de DBO e DQO do efluente bruto na indústria gráfica. 71 Figura 13 - Relação DBO/DQO do efluente bruto da indústria gráfica. 71 Figura 14 - Caracterização da produção nos períodos de realização de coleta do efluente
tratado. 73
Figura 15 - Fluxo de Tratamento Físico-Químico do Efluente Industrial da indústria gráfica 74 Figura 16 - Elevatórias / Tanques de Recebimento de Efluentes da indústria gráfica. 74 Figura 17 - Casa de Química e Separadores de Água/Óleo da indústria gráfica. 75 Figura 18 - Tanque Pulmão, Decantadores e Tanque de Acúmulo de Lodo. 76
Figura 19 - Tanque de Acúmulo de Lodo. 76
Figura 20 - Lodo da Estação de Tratamento de Efluentes Industriais. 77
Quadro 1 - Fluxograma do sistema de impressão offset (CETESB:ABIGRAF, 2009).
(continua). 25
Quadro 2 - Principais produtos usados na pré-impressão do processo de offset (CETESB,
2003). (continua). 26
Quadro 3 - Resíduo líquido gerado no processo industrial gráfico (ABIGRAFSC, 2009).
(continua). 27
Quadro 4 - Principais formas de reúso e suas características (HESPANHOL, 2003). 31 Quadro 5 - Principais dificuldades associadas aos programas de conservação e reúso da água
(FIESP/CIESP, 2012). 34
Quadro 6 - Fatores que aumentam a aceitação pública e principais desafios e oportunidades sobre a prática do reúso nos Estados Unidos da América (HARTLEY, 2006). 35 Quadro 7 - Benefícios ambientais, econômicos e sociais relacionados à prática do reúso
(FRANCO, 2010). 36
Quadro 8 - Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade (VON SPERLING,
2005). (continua). 39
Quadro 9 - Características físicas e químicas de águas e efluentes (Adaptado de DI BERNARDO; DANTAS, 2005; VON SPERLING, 2005; JORDÃO; PESSÔA, 2011).
(continua). 41
Quadro 10 - Processos preliminares, primários, secundários e terciários de tratamento de
efluentes (LINS, 2010). 45
Quadro 11 - Processos de Tratamento Terciário: Vantagens e Desvantagens (VON
SPERLING, 2005). (continua). 45
Quadro 12 - Tratamentos indicados para reúso de água visando a proteção contra
microrganismos patogênicos (BLUM, 2005). (continua). 47
Quadro 13 - Sugestão de reciclagem, tratamento e uso da água de acordo com a Agência de
Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA, 2014). 49
Quadro 14 - Etapas de Tratamento Físico-Químico (DI BERNARDO; DANTAS, 2005). 50 Quadro 15 - Estudos de Caso de Reúso de Água em Indústrias Européias (LAHNSTEINER;
KLEGRAF, 2005). 53
Quadro 17 - Período de Análise do efluente bruto e tratado da indústria gráfica. 61 Quadro 18 - Parâmetros físico-químicos e métodos de análises para caracterização do efluente
bruto e tratado da indústria gráfica. (continua). 61
Quadro 19 - Insumos químicos utilizados no tratamento de efluente industrial. 75 Quadro 20 - Qualidade da água recomendada para preparo da solução de molha (AGFA,
2013; WPS, 2014). 80
Quadro 21 - Relação entre os parâmetros de qualidade e as fontes de informação determinadas para definição do padrão de qualidade de uso em indústria gráfica. 82
Tabela 1 - Uso consuntivo da indústria nas Regiões Hidrográficas Brasileiras e
disponibilidade hídrica (ANA, 2013). 18
Tabela 2 - Consumo de água por produção, indústrias selecionadas. 19 Tabela 3 - Características físico-químicas do efluente bruto de gráfica (ZANIN, 2013). 28 Tabela 4 - Características físico-químicas do efluente bruto de gráfica (BRAGAGNOLO,
2007). 29
Tabela 5 - Qualidade da água adequada para todos os processos de acabamento têxtil
(VAJNHANDL; VALH, 2014). 39
Tabela 6 - Requisitos de qualidade para água de uso industrial: indústria têxtil (FIESP/CIESP,
2012). 40
Tabela 7 - Consumo de Água e Volume de Efluente gerado no ano de 2014. 68 Tabela 8 - Características físico-químicas da água bruta da indústria gráfica em estudo. 69 Tabela 9 - Caracterização do Efluente Bruto gerado na indústria. 70 Tabela 10 - Caracterização do efluente bruto com base no padrão de qualidade para indústria
gráfica. 72
Tabela 11 - Análises físico-químicas do efluente tratado realizadas nos anos de 2012, 2013 e
2014. 78
Tabela 12 - Qualidade da água recomendada para preparo da solução de molha (AGFA, 2013;
WPS, 2014). 81
Tabela 13 - Parâmetros selecionados para reúso de efluente industrial gráfico. 83 Tabela 14 - Característica do efluente industrial tratado com base no padrão de qualidade para
uso definido para indústria gráfica. 84
ABTG Associação Brasileira de Tecnologia Gráfica ANA Agência Nacional de Águas
CNI Confederação Nacional da Indústria DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio DQO Demanda Química de Oxigênio EPA Environmental Protection Agency ETE Estação de Tratamento de Esgoto
FIRJAN Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro IWA International Water Association
SNIRH Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos SUDERHSA Superintendência de Desenvolvimento de Recursos Hídricos e
Saneamento Ambiental
WBCSD World Business Council for Sustainable Development WHO World Health Organization
WWAP World Water Assessment Programme
1 INTRODUÇÃO 13 1.1 OBJETIVOS ... 15
1.1.1 Objetivo Geral 15
1.1.2 Objetivos Específicos 15
2 REVISÃO DA LITERATURA 16
2.1 RECURSOS HÍDRICOS: POLÍTICAS PÚBLICAS E USO DA ÁGUA ... 16 2.2 USO DA ÁGUA NO SETOR INDUSTRIAL ... 18 2.3 O USO DA ÁGUA E GERAÇÃO DE EFLUENTE NO PROCESSO DE IMPRESSÃO GRÁFICA ... 21 2.4 REÚSO DE ÁGUA ... 30
2.4.1 Qualidade da água para reúso 37
2.4.2 Tratamento de efluente industrial visando reúso 40
2.4.3 Experiência no Reúso de Água na Indústria 51
3 METODOLOGIA 57
3.1 ENQUADRAMENTO NO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO AMBIENTAL ... 57 3.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS OBJETIVOS, CARACTERÍSTICAS E FONTE DE DADOS ... 57 3.3 LOCAL DE APLICAÇÃO DA PESQUISA ... 57 3.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ... 58
3.4.1 Avaliação do processo industrial 59
3.4.2 Identificação das atividades que consomem água e geram efluente industrial 59 3.4.3 Caracterização do processo de tratamento de efluentes e do efluente tratado da
indústria gráfica 60
3.4.4 Definição do padrão de qualidade da água para utilização no processo industrial gráfico para avaliação da viabilidade de reúso do efluente industrial 62
4 RESULTADOS 64
4.2 CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA BRUTA E DO EFLUENTE BRUTO ... 68 4.3 PROCESSO DE TRATAMENTO DE EFLUENTE INDUSTRIAL ... 74 4.4 CARACTERÍSTICAS DO EFLUENTE TRATADO 77
4.5 CRÍÉRIO DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA USO NO PROCESSO
INDUSTRIAL 80
4.6 AVALIAÇÃO DA POSSIBILIDADE DE REÚSO ... 83
5 CONCLUSÃO 86
REFERÊNCIAS 88
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso fundamental para a indústria e a minimização do seu uso é uma necessidade fundamental, uma vez que, a escassez hídrica vem se agravando (MARON JUNIOR, 2006). Ou seja, o processo de industrialização contribui com o agravamento dos impactos de diminuição da disponibilidade qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos, sendo que a indústria, de acordo com a Agência Nacional das Águas (2011), é responsável por 17% do volume de água retirada dos mananciais de captação de água em todo país.
Outro fator a ser considerado é a poluição dos recursos hídricos pela produção industrial que, somado aos problemas relacionados a escassez, requerem estratégias imediatas relacionadas ao abastecimento e tratamento de efluentes, objetivando viabilizar estratégias de reciclagem e reutilização. A prática de reutilização de efluentes é conhecida na agricultura; no entanto, na indústria, em serviços municipais, e em outros usos secundários, o reúso da água é pouco explorado no Brasil, embora possa ser uma opção viável de oferta e minimização do problema da poluição (MURO et al., 2009).
O uso responsável da água é fundamental, já que cada litro de água de reúso utilizado representa um litro de água conservada nos mananciais. Frente à contínua necessidade de redução da demanda de água, o uso de efluentes como prática de reciclagem e reúso surge como alternativa para aplicação dentro das indústrias, trazendo benefícios de redução do consumo de água e redução dos custos relacionados a esta atividade. Quando se trata de uso de efluente tratado somam-se aos benefícios a redução do volume de lançamento de efluente industrial em corpos hídricos, com consequente redução dos impactos de poluição hídrica (SABESP, 2014).
O reúso de água ou o uso de águas residuárias pode ser considerado um conceito antigo que tem sido praticado em todo o mundo há muitos anos. Há relatos da prática de reúso na Grécia Antiga, por meio da disposição de esgotos e utilização dos mesmos em atividade de irrigação (CETESB, 2013).
Os desenvolvimentos mais significativos relacionados ao uso do efluente tratado, em sua maioria, ocorreram em regiões áridas do mundo, como Austrália, China, países do Mediterrâneo, Oriente Médio e Estados Unidos. Mesmo assim, em regiões de clima mais ameno e úmido, esta avança rapidamente, principalmente para fins industriais e melhoria ambiental. O complemento ou substituição das demandas de água potável em indústrias é considerado um grande potencial para reúso, pois há uma grande gama de possibilidades para
utilização da água de reúso, sendo os principais usos voltados para a utilização em sistema de refrigeração, água de alimentação de caldeiras, irrigação local, proteção contra incêndio, limpeza do piso interno e externo, entre outros (WBCSD, 2013).
O reúso de água, ou uso de efluentes tratados, faz parte da Estratégia Global para Administração da Qualidade das Águas, proposta pela ONU (2013), para preservação do meio ambiente. Esta é uma iniciativa para assegurar a sustentabilidade deste recurso que é essencial à vida humana.
Neste cenário, a indústria gráfica brasileira possui processos com potencial de apresentar consumos significativos de água (ABTG, 2009). Os processos de impressão gráfica possuem como aspecto ambiental a geração de efluentes industriais que, consequentemente, precisam ser tratados antes de descartados em corpos hídricos ou na rede de esgotos. Neste sentido, o uso do efluente tratado se mostra como uma forte alternativa na minimização do uso da água potável, pois após tratamento adequado, na maioria dos casos é possível obter a qualidade necessária aos usos possíveis dentro da indústria (FIRJAN, 2006).
A indústria gráfica em estudo é uma indústria de grande porte, com elevado consumo de água e está localizada na região industrial da cidade de Curitiba. O município de Curitiba e Região Metropolitana são considerados uma região comprometida devido à degradação dos corpos hídricos pela forte influência de despejos de esgoto (KRAMER, 2012). Atualmente, a fonte de abastecimento de água é subterrânea, realizada por meio de um poço artesiano, e é completada pelo abastecimento público, por meio da companhia de saneamento do estado do Paraná – Sanepar.
Cabe destacar ainda que, é obrigação da indústria em todo o mundo melhorar continuamente o tratamento de suas águas residuárias ou adaptar novos métodos ecológicos para a garantia da sustentabilidade de suas técnicas de fabricação e alcance dos objetivos corporativos de forma responsável (AMAT et al., 2013).
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo Geral
Avaliar o padrão de qualidade de água para uso no processo industrial gráfico, visando a utilização do efluente tratado. Estudo de caso aplicado em indústria de grande porte localizada no município de Curitiba-PR.
1.1.2 Objetivos Específicos
I. Avaliar o fluxo do processo industrial, o uso da água e a geração de efluentes.
II. Avaliar a qualidade e a quantidade de efluente tratado em indústria gráfica;
III. Definir o padrão de qualidade para uso no processo produtivo;
IV. Avaliar a possibilidade de uso do efluente tratado no processo produtivo.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 RECURSOS HÍDRICOS: POLÍTICAS PÚBLICAS E USO DA ÁGUA
A primeira Constituição do Brasil, entitulada Constituição da República dos Estados Unidos do Brasil de 24 de fevereiro de 1891 continha apenas uma referência indireta aos recusros hídricos ao mencionar a navegação. Em 1º de janeiro de 1916 foi publicado o Código Civil, Lei nº 3.071, que regulamentava o uso e as finalidade dos recursos hídricos assim como continha disposições para prevenção ou solução de conflitos gerados devido ao uso da água.
No Brasil, o Código de Águas, instituído pelo Decreto 24.643 de 10 de junho de 1934, foi a primeira legislação no país a tratar sobre o tema gestão de recursos hídricos. Para Silvestre (2008), o Código de Águas de 1934 fez parte do conjunto de medidas adotadas a partir da chamada Revolução de 30, que tinha por objetivo fazer do Brasil um país moderno e industrializado.
A Constituição da República Federativa do Brasil, de 1988, alterou o texto do Código das Águas com a extinção do domínio privado da água. A Constituição Federal estabeleceu que os domínios para os corpos de água no Brasil são da União e do Estado para águas superficiais ou subterrâneas (CAMARGOS, 2008).
Como evolução do Código das Águas, no ano de 1997, foi estabelecida a Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída pela Lei nº. 9.433, que define em seu Artigo 2º. os seguintes objetivos (BRASIL, 1997):
I - assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos;
II - a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável; e
III - a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.
A Política Nacional dos Recursos Hídricos, em seu Artigo 1º., se destaca por conter princípios básicos pautados em fundamentos essenciais para gestão dos recursos hídricos.
Enfatiza-se a definição de água como sendo um bem de domínio público, limitado e dotado de valor econômico, sendo que, em situações de escassez, o uso prioritário deve ser destinado ao consumo humano e a dessedentação de animais (BRASIL,1997).
Para alcance dos objetivos e fundamento definidos pela Política Nacional de Recursos Hídricos, a Lei nº. 9.433 definiu Instrumentos de Gestão, sendo eles:
• Plano de Recursos Hídricos;
• Enquadramento dos corpos da água;
• Outorga dos direitos de uso de recursos hídricos;
• Cobrança pelo uso de recursos hídricos;
• Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos.
A Política Nacional de Recursos Hídricos também defende a gestão baseada nos usos múltiplos da água e suas necessidades, definindo a bacia hidrográfica como a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Por fim, a Lei nº. 9.433 defende uma gestão descentralizada dos recursos hídricos que conte com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades (BRASIL, 1997).
No Brasil, o uso da água é classificado como sendo consuntivo ou não consuntivo.
Segundo Carvalho e Silva (2006), uso consuntivo é quando retira-se uma determinada quantidade de água dos mananciais e depois de utilizada, uma quantidade menor e com qualidade inferior é devolvida. Já o uso não consuntivo é quando toda a água retirada retorna para o manancial. São considerados usos consuntivos da água o uso industrial e o consumo humano, por exemplo. O uso da água em atividades como transporte e geração de energia é considerado não consuntivo.
A Agência Nacional de Águas (2013a) utiliza para quantificação as seguintes classes de uso consuntivo: Demanda Urbana, Demanda Rural, Demanda de Criação Animal, Demanda Industrial e Demanda de Irrigação.
A região hidrográfica do Paraná, de acordo com dados da Agência Nacional de Águas (2012), trata-se da região com a maior demanda para uso consuntivo, respondendo por 31%
das demandas do país. Neste cenário, a irrigação representa 44% da demanda total, seguida do uso industrial (28%) e do abastecimento urbano (24%).
A Tabela 1 apresenta dados sobre a situação quantitativa dos recursos hídricos nas diferentes regiões hidrográficas brasileiras, com destaque ao uso consuntivo da água e seu uso pelo setor industrial.
Tabela 1 - Uso consuntivo da indústria nas Regiões Hidrográficas Brasileiras e disponibilidade hídrica (ANA, 2013).
REGIÃO HIDROGRÁFICA
USO CONSUNTIVO (m³/s)
TOTAL INDÚSTRIA
AMAZÔNICA 79 20
ATLÂNTICO LESTE 112 10
ATLÂNTICO NORDESTE OCIDENTAL 24 7
ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL 262 7
ATLÂNTICO SUDESTE 214 20
ATLÂNTICO SUL 59 295
PARAGUAI 4 30
PARANÁ 736 28
PARNAÍBA 51 3
SÃO FRANCISCO 279 11
TOCANTINS - ARAGUAIA 136 8
URUGUAI 155 6
De acordo com os dados de Vazão Retirada e Vazão Consumida, referentes ao ano de 2010, 51% do total de água retirada da natureza não é consumida, ou seja, retorna para o meio ambiente em condições de qualidade inferior. Para o setor industrial, apenas 7% de água é consumida, enquanto que a vazão de retirada para o mesmo é de 17% (ANA, 2013).
Grande parte da água devolvida para a natureza não é coletada pelas redes de coleta de esgotamento sanitário. No ano de 2010, apenas 61,76 % da população urbana era atendida por rede coletora de esgotamento sanitário. Esta situação corrobora com a redução da disponibilidade de água em razão do aumento da poluição dos recursos hídricos (ANA, 2013).
2.2 USO DA ÁGUA NO SETOR INDUSTRIAL
De acordo com Menezes (2009), quanto ao uso das águas ocorre um fato relevante, os grupos que têm interesse no recurso hídrico de boa qualidade, muitas vezes são os principais poluidores. A análise do perfil de cada usuário de recursos hídricos pode auxiliar no gerenciamento destes recursos; sobretudo, na definição dos parâmetros que devem ser analisados na caracterização e no monitoramento hidro geoquímico, e, consequentemente, os que devem compor um índice de qualidade de água.
De acordo com o World Water Assessement Programme (WWAP, 2014), o consumo de água pelas indústrias tem crescido de maneira acelerada no mundo. Em 1995, o consumo de água pelo setor industrial correspondia a 752 km³/ano. Para o ano de 2025, estima-se um
aumento de 35%, o que representará um consumo de 1.170 km³/ano. Além disso, espera-se que, em 2025, o consumo de água utilizada na indústria represente 24% do total de água doce retirada da natureza.
Não existe uma relação exata capaz de gerar comparativos entre o índice de produção de um país e a sua demanda industrial de água. O consumo de água depende da composição do setor industrial de cada país, assim como da tecnologia empregada nos processos industriais (WWAP, 2009). A Tabela 2 compara o consumo de água de alguns setores industriais no mundo e no Brasil. Observa-se que a média de consumo global, em alguns casos, não se parece com a média de consumo no Brasil.
Tabela 2 - Consumo de água por produção, indústrias selecionadas.
PRODUTO CONSUMO DE ÁGUA (m³/ton produzida)
WWAP (2009) CNI (2013)
Papel 80 – 2.000 38 – 63
Açúcar 3 – 400 17
Aço 2 – 350 33,6
Petróleo 0,1 – 40 0,018
Sabão 1 – 35 1,2 – 1,7
Cerveja 8 – 25 4,0 – 5,4
Na indústria, a água é usada principalmente em duas funções básicas, podendo ser incorporada a produtos específicos ou utilizada na eliminação de componentes indesejáveis.
Neste último caso, torna-se contaminada devido ao contato com insumos químicos e outros produtos largamente utilizados pelas indústrias (ALMATÓ et al., 1999). Segundo o autor, o custo associado à utilização da água em uma indústria depende de diferentes fatores, tais como a fonte de abastecimento de água, o processo de produção, o nível tecnológico, o sistema de gestão de recursos, a situação geográfica, o sistema de tratamento de águas residuárias, etc. Embora o custo da água tenha um valor específico para cada processo e planta industrial, o mesmo pode chegar a representar 6% do custo de produção.
Em 2013, a Confederação Nacional das Indústrias no Brasil (CNI) publicou uma análise sobre o uso da água na indústria brasileira e que resultou na elaboração da Matriz de Coeficientes Técnicos do Uso da Água no setor industrial do Brasil. Esta iniciativa foi uma parceria entre a Fundação Banco do Brasil (FBB), Fundação Arthur Bernardes (FUNARBE) e Universidade Federal de Viçosa (UFV), sob o acompanhamento técnico da Secretaria de
Recursos Hídricos e Ambiente Urbano do Ministério do Meio Ambiente (SRHU/MMA), segundo as diretrizes derivadas do Plano Nacional de Recursos Hídricos (BRASIL, 2005).
De acordo com a CNI, trata-se de um estudo estratégico que visa subsidiar ações de planejamento e gestão de recursos hídricos, tendo-se em vista a dificuldade existente no Brasil para quantificação, diagnóstico e prospectiva do Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), principalmente no que se refere à identificação dos coeficientes técnicos setoriais de uso dos recursos hídricos, diferenciados por setores produtivos e por tipo de processo tecnológico adotado (CNI, 2013).
O documento reporta que, entre os anos de 2000 a 2011, houve ganhos significativos na gestão de recursos hídricos em setores representativos da indústria brasileira, como por exemplo, os setores de petróleo e gás, automobilístico, bebidas, indústria química, entre outros (CNI, 2013).
Na indústria, agente de grande participação no volume de água retirada da natureza, identifica-se que os principais usos da água estão relacionados ao consumo humano, uso como matéria prima, uso como fluido auxiliar, uso na geração de energia, uso como fluido de aquecimento e/ou resfriamento e outros usos diversos (como combate a incêndio, rega de áreas verdes, etc.) (FIRJAN, 2006).
Para alguns ramos industriais, a água representa uma importante matéria-prima, como é o caso da indústria alimentícia e química, sendo a sua disponibilidade fator imprescindível para sustentabilidade do negócio.
Os riscos da empresa dependem tanto do que acontece fora de seus limites, quanto do que acontece dentro deles. Por exemplo, uma empresa com práticas de gestão de água pode estar “em risco” se a bacia hidrográfica estiver em condições de escassez ou com a qualidade comprometida em decorrência de externalidades negativas de outros usuários. Reconhecendo esta situação, é fundamental que as empresas motivem comunidades e outras partes interessadas para trabalhar em conjunto na gestão dos recursos hídricos locais. (CNI, 2013, p. 29).
Os esforços para otimizar e reduzir o consumo de água são cada vez mais necessários, assim como o investimento em tecnologia e inovação, sendo que, para o setor industrial, a relação é direta com o aumento do controle sobre produtos e processos. Para a CNI (2013), atender à demanda global com menor pressão sobre os recursos naturais deve ser parte do desenvolvimento estratégico das empresas, sendo que as que responderem com maior agilidade e soluções inteligentes irão garantir vantagem no quesito competitividade.
2.3 O USO DA ÁGUA E GERAÇÃO DE EFLUENTE NO PROCESSO DE IMPRESSÃO GRÁFICA
A indústria gráfica brasileira atende a todos os setores da economia, incluindo serviços públicos, serviços financeiros, publicitários, editoriais, prestadores de serviços e a indústria de manufatura. No Brasil, a indústria gráfica é responsável por aproximadamente 200 mil empreg
os diretos, com investimentos de cerca de US$ 6 bilhões em máquinas, equipamentos, novas tecnologias e infraestrutura, no período de 1990 a 2000. Os principais produtos da indústria gráfica incluem: Jornais, Rótulos/Etiquetas, Periódicos/Revistas, Formulários, Livros, Envelopes, Mapas, Embalagens de Papel Cartão, Cartões-Postais, Embalagens Flexíveis, Calendários, Materiais Publicitários, e outros (SOUZA; SILVA, 2007).
As primeiras máquinas de impressão offset apareceram durante o século XIX. Desde então, contínuos avanços tecnológicos permitiram que as máquinas offset aumentassem seu desempenho e conquistassem espaço no mercado, o qual antes estava reservado para outras técnicas de impressão como fotogravura e tipografia. Hoje, o processo offset é amplamente o mais usado na indústria gráfica (HEIDELBERG, 1997).
Offset é um sistema de impressão indireto, onde a fôrma é uma chapa metálica gravada com uma imagem. Depois de entintada, essa imagem é transferida para um cilindro intermediário, conhecido como blanqueta e, através desta blanqueta, transferida para o substrato. A impressão offset pode ser plana ou rotativa, dependendo do substrato a ser impresso tratar-se de folhas ou bobinas. (ABTG, 2009, p. 31).
O processo industrial gráfico da indústria em estudo é composto pelas atividades de pré-impressão, impressão e pós-impressão (acabamento gráfico), a Figura 1 ilustra o fluxo de operação de uma indústria do setor gráfico.
Figura 1 - Fluxo de operação da indústria gráfica objeto de estudo.
Na indústria em estudo a pré-impressão representa um conjunto de ações gráficas anteriores à impressão, visando a conferência, preparação e montagem de arquivos para possibilitar a gravação das fôrmas de impressão. Também chamadas de matrizes, as fôrmas de impressão são chapas de alumínio onde é realizada a gravação da imagem que, posteriormente, será transferida para o papel. O processo de pré-impressão inicia-se com o tratamento do arquivo digital, após correção e aprovação do arquivo é realizada a atividade de imposição das imagens, seguido do processo de gravação da chapa, utilizando-se a tecnologia Computer to Plate - CTP, ou seja, do computador para a chapa.
O arquivo produzido é gravado a laser diretamente em uma chapa metálica (alumínio) preparada para se tornar fotossensível. A chapa é tratada fotoquimicamente, a fim de produzir áreas de grafismo e de contra grafismo, receptivas à tinta e à água, respectivamente (SOUZA;
SILVA, 2007). Deste modo, a chapa fica com uma camada fina de água nas áreas onde não existe gravação, e a tinta adere nas áreas protegidas contra a água, formando na chapa a imagem que será impressa. Após o processo de revelação, a chapa de gravação é banhada em água e a qualidade da mesma pode interferir diretamente no processo.
Finalizado o processo de confecção da fôrma de impressão, a mesma segue para a etapa de impressão. Há dois tipos de impressão offset, a impressão plana e a impressão rotativa. No processo de impressão offset, a fôrma de impressão é inserida na máquina de impressão ao redor de um cilindro, chamado cilindro de chapa. Trata-se de um processo de impressão indireto, no qual a imagem não é transferida diretamente da fôrma de impressão para o papel, para tanto se utiliza a blanqueta. A blanqueta é uma superfície de borracha revestida inserida na máquina de impressão ao redor de um cilindro, chamado cilindro de blanqueta. A fôrma de impressão, depois de entintada, transfere a imagem para o cilindro de
blanqueta e, por meio deste cilindro a imagem é transferida para o papel (BEACH; KENLY, 1998).
As Figuras 2 e 3 apresentam a posição dos cilindros dentro de uma máquina de impressão rotativa, localizados em uma área da máquina chamada unidade de impressão.
Figura 2 - Imagem de uma unidade de impressão de uma impressora rotativa da indústria em estudo.
O sistema de impressão combina entitamento e lavagem. A água e a tinta são depositadas na chapa por meio do sistema de rolaria. O movimento de rotação dos dois cilindros permite que o cilindro de chapa seja entintado, transferindo a imagem ao cilindro de blanqueta, o qual, finalmente, transfere a imagem para o papel, conforme demonstra a Figura a seguir.
Figura 3 - Imagem de uma unidade de impressão de uma impressora rotativa (BEACH;
KENLY, 1998).
Na indústria em estudo o principal uso da água no setor gráfico está relacionado à utilização como fluido auxiliar na preparação de soluções químicas, reagentes químicos ou em operações de lavagem. Na etapa de impressão, usa-se uma solução, chamada solução de
molha1 (também conhecida como solução de fonte), que tem como finalidade realizar a limpeza das áreas de contra grafismo da chapa. A solução de molha é preparada utilizando-se água e solução tensoativa2. O preparo da solução de molha tem relação direta com a eficácia do processo de impressão, sendo assim a qualidade da água exerce influência na dosagem da solução tensoativa utilizada no preparo da solução de molha. Além de compor a solução de fonte, a água também é utilizada na aplicação de silicone, realizada com o objetivo de umidificar o papel e evitar o atrito do mesmo com as rolarias da máquina de impressão.
O consumo total de água em indústrias gráficas varia de 0,17 m³ a 9 m³ de água por tonelada de papel acabado produzido. Além do significativo consumo de água, em uma indústria gráfica, quase todos os processos de fabricação são fonte de águas residuárias e geradores de resíduos sólidos (CETESB:SINDIGRAF, 2009). O Quadro 1 apresenta o fluxograma do sistema de impressão offset com suas principais entradas (matéria-prima e insumos) e saídas (resíduos gerados).
Quadro 1 - Fluxograma do sistema de impressão offset (CETESB:ABIGRAF, 2009).
(continua).
Entrada Etapa Saída
Filme
Revelador / Fixador Água
Processamento da imagem (sistema convencional)
Filmes usados
Efluentes Fotográficos Saturados Chapa de alumínio
Revelador / Fixador Goma
Água
Confecção da fôrma Retalhos de chapa de alumínio Efluentes Fotográficos
Tinta pastosa e verniz Substrato de impressão Chapa de Alumínio Solução de Fonte Blanquetas
Panos, toalhas ou estopas de limpeza
Impressão
Latas de tinta e verniz vazias Aparas de substrato com e sem impressão
Chapa de alumínio usada Efluente líquido
Blanquetas usadas
Panos / Toalhas de limpeza com solvente
VOCs - Compostos Orgânicos Voláteis
Resíduos de pó Solventes sujos
1 Solução de molha: Sistema de umectação responsável pela aplicação de água na fôrma do sistema de impressão offset convencional que trabalha com a repulsão entre água e tinta, grafismo lipofílico e contra grafismo hidrófilo (ZANIN, 2013).
2 Substâncias tenso ativas são amplamente utilizadas com agentes de limpeza, são chamadas tenso ativas, pois reduzem a tensão superficial da água por possuir em sua molécula uma parte solúvel e outra não solúvel em água. Entre as dificuldades causadas pelos agentes tensoativos destacam-se: i) afetam o gosto e o odor da água;
ii) formar espuma; iii) dificultam a coagulação, a decantação e a filtração da água (MACÊDO, 2001).
Quadro 1 - Fluxograma do sistema de impressão offset (CETESB:ABIGRAF, 2009).
(conclusão).
Entrada Etapa Saída
Cola
Plásticos de embalagem Papel e papelão de embalagem Pallets e tampas de madeira Tubetes
Lâminas de corte
Pós-Impressão
Resíduos de cola Resíduos de plástico Poeira de papel Resíduos de madeira Aparas de substrato Lâminas usadas Fita adesiva
Embalagens de papel e plástico Papelão ondulado
Presilhas metálicas Pallet e tampas de madeira
Produto final
Resíduos de fita adesiva Resíduos de papel e plástico Resíduos de papelão
Restos de presilhas metálicas
Os resíduos líquidos contem óleos lubrificantes, resíduos de tintas, solventes, produtos químicos para a limpeza, ácidos, bases, e metais tais como prata, ferro, cobre, cromo e outros.
Os processos de impressão produzem também compostos e poluentes orgânicos voláteis emitidos principalmente devido a agentes de limpeza, álcool, soluções para o preparo das chapas de impressão e tinta (JELENA et al., 2011).
De acordo com a Cetesb (2003), a tinta utilizada no processo de impressão offset é composta por Resinas (ésteres), Óleos vegetais à base de hidrocarbonetos alifáticos e minerais refinados, Pigmentos orgânicos (amarelo e laranja benzidina, azul ftalocianina, vermelho rubi) e inorgânicos (negro de fumo, dióxido de titânio, sulfato de bário, cromato e molibdato de chumbo), Secantes (Naftenatos e octoanatos de zircônio, manganês e cobalto) e ceras a base de polietileno. O Quadro 2 a seguir apresenta as principais substâncias presentes nos produtos utilizados no processamento tanto da imagem como da chapa.
Quadro 2 - Principais produtos usados na pré-impressão do processo de offset (CETESB, 2003). (continua).
PROCESSO PRODUTO SUBSTÂNCIA
Processamento da Imagem
Filme Gelatina, haleto de prata
Revelador Hidroquinona, sulfito de potássio, carbonato de potássio
Fixador Tiossulfato de amônio, sulfito de sódio, acetato de sódio, ácido acético
Redutor Ferricianeto de potássio, permanganato de potássio, cloreto férrico
Intensificador Nitrato de prata
Quadro 2 - Principais produtos usados na pré-impressão do processo de offset (CETESB, 2003). (conclusão).
PROCESSO PRODUTO SUBSTÂNCIA
Preparo da chapa
Chapa positiva, negativa e reversa
Removedor de camada Hidróxidos alcalinos, silicato de sódio, agente molhador, surfactante, álcoois.
Agente corretor Ácidos, álcoois, glicóis, fluoretos, hidrocarbonetos Adesivo Goma arábica, dextrina, polímeros e biocida
Chapa Eletrográfica
Cura Polímeros, surfactantes
Tonner Isoparafinas, Poliacrilatos, Negro de fumo Removedor de camadas Aminas monoetanol, hidróxido de sódio,
surfactantes, alcoóis
Adesivo Goma arábica, dextrina, polímeros e biocida
Difusão de sais de prata
Ativador Hidroquinona, carbonato de sódio, tiossulfato de sódio, 2-metil-amil-etanol
Fixador Mercaptanas
Revelador Hidroquinona, sulfito de potássio, carbonato de potássio
Haletos de prata
Removedor de camadas Sais alcalinos, surfactantes, alcoóis
Adesivo Goma arábica, dextrina, polímeros e biocida
Isento de água
Agentes de pré-tratamento (revelador)
Parafinas, hidrocarbonetos, propileno-glicol, dietileno-glicol, monobutil-éter
Agentes de pós-tratamento Isoparafinas, hidrocarbonetos, álcoois, butil- etileno-glicol, etil-dietileno-glicol, éter Limpeza placas Isoparafinas, polipropileno-glicol Preservantes Isoparafinas, hidrocarbonetos e fenóis Agentes corretivos Silicones, hidrocarbonetos, parafinas
A ABIGRAFSC (2009) realizou uma relação entre os resíduos líquidos produzidos pela indústria gráfica nas diferentes etapas do processo industrial apresentado no Quadro 3.
Quadro 3 - Resíduo líquido gerado no processo industrial gráfico (ABIGRAFSC, 2009).
(continua).
Etapa Processo Consequência
Pré-impressão Processamento
de imagem Efluentes contendo resíduos de reveladores, fixadores e prata.
Pré-impressão Preparação de fôrmas
Efluente podendo conter resíduos de solventes, reveladores, soluções ácidas, alcalinas, lacas, metais pesados, e gerar demanda
química de oxigênio (DQO).
Impressão
Limpeza de rolos e fôrmas,
solução de molha
Líquido contendo hidrocarbonetos e resíduos de tintas, estes podem gerar odor, sólidos suspensos, DQO e, dependendo da tinta,
vestígios de metais pesados. Este líquido pode conter também, resíduos de lubrificantes e graxas.
Quadro 3 - Resíduo líquido gerado no processo industrial gráfico (ABIGRAFSC, 2009).
(conclusão).
De acordo com Zanin (2013), o efluente da indústria gráfica é distribuído em várias etapas da impressão e é característico pela presença de metais como arsênio, cadmio, chumbo, cobre, cromo, ferro, manganês e zinco, o que evidencia o uso destes metais pesados na composição dos pigmentos utilizados de impressão gráfica, bem como possui uma grande quantidade de sólidos em suspensão, provenientes das limpezas dos rolos de impressão que concentram o excesso de corantes na forma sólida, além dos solventes e outras soluções utilizadas para impressão. A Tabela 3 apresenta as características físico-químicas do efluente bruto gerado em uma indústria gráfica.
Tabela 3 - Características físico-químicas do efluente bruto de gráfica (ZANIN, 2013).
PARÂMETRO UNIDADE RESULTADO
Temperatura °C 27
pH - - 4
Cor Não informado Azul Escuro
Sólidos Totais mg.L-1 2264
Sólidos Totais Dissolvidos mg.L-1 1054
Sólidos Suspensos Voláteis mg.L-1 1033
Arsênio mg.L-1 0,0004
Cadmio mg.L-1 0,0153
Chumbo mg.L-1 0,0449
Cobre mg.L-1 0,122
Cromo mg.L-1 0,0935
Ferro mg.L-1 4,4125
Manganês mg.L-1 0,5598
Zinco mg.L-1 0,453
Bragagnolo (2007) realizou a caracterização do efluente bruto de indústria gráfica obtendo os valores descritos na Tabela 4.
Etapa Processo Consequência
Pós-impressão Diversas etapas
Água contaminada com despejos oriundos da lavagem de pisos, molhas ácidas, solventes, corantes, bem como resíduos de óleo e
graxa
Tabela 4 - Características físico-químicas do efluente bruto de gráfica (BRAGAGNOLO, 2007).
PARÂMETRO UNIDADE RESULTADO
Alcalinidade mg.L-1 319,53
Cor HAZ 770
DQO mg.L-1 2620
DBO mg.L-1 764,44
Fenol mg.L-1 0,064
Turbidez NTU 800
Óleos e graxas totais mg.L-1 27
Ph - - 9,6
Sólidos Totais mg.L-1 1143
Sólidos Fixos mg.L-1 744
Sólidos Voláteis mg.L-1 399
Sólidos Sedimentáveis mg.L-1 0,1
Ferro Total mg.L-1 1,47
Para Flores (2010), o efluente bruto da indústria gráfica possui características como odor desagradável, coloração forte, sólidos em suspensão e presença de compostos voláteis, devido à alta carga orgânica, diversidade de compostos e produtos químicos largamente utilizados pela indústria que possuem em sua composição metais pesados e corantes que intensificam a coloração do efluente.
Os processos de pré-impressão e impressão offset possuem como aspecto ambiental a geração de efluentes industriais que, consequentemente, precisam ser tratados antes de descartados em corpos hídricos ou na rede de esgotos. Neste sentido, o reúso do efluente tratado se mostra como uma forte alternativa na utilização de efluentes gerados localmente, após tratamento adequado para a obtenção da qualidade necessária aos usos possíveis dentro da indústria (FIRJAN, 2006).
Neste cenário, a viabilização do reúso de água na indústria gráfica, além de contribuir com o aumento da disponibilidade deste recurso natural, devido à redução do consumo, pode trazer benefícios também ao processo produtivo, uma vez que a qualidade da água é de suma importância em algumas etapas do processo de impressão industrial.
2.4 REÚSO DE ÁGUA
Os processos industriais costumam usar água uma vez e depois descarregá-la de volta para o meio ambiente como efluente. No entanto, as crescentes demandas de água industriais e domésticas estão causando enorme tensão sobre o ciclo hidrológico. Neste sentido, há um interesse crescente no setor industrial em relação aos benefícios da reutilização de águas residuárias, pois esta ação pode trazer implicações como a redução dos custos de produção e minimização do impacto potencial da descarga de efluentes no meio ambiente (FENG; CHU, 2004).
O reúso de efluente residual doméstico e industrial tratados é considerado como opção de fonte de água competitiva e viável. O reúso de água é reconhecido como um recurso que pode contribuir para preencher as crescentes dificuldades relacionadas ao fornecimento de água (IWA, 2011).
Apesar de o reúso de água residuárias ser um conceito amplamente praticado há muitos anos em todo o mundo, no Brasil a prática de reúso começou a se intensificar a partir da publicação da Lei nº. 9.433, no ano de 1997. De acordo com a Resolução nº. 54 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), de 28 de novembro de 2005, os conceitos de água residuária, reúso de água e água de reúso são complementares. Para efeito desta Resolução, em seu Artigo 2°. (BRASIL, 2005), são adotadas as seguintes definições:
I - água residuária: esgoto, água descartada, efluentes líquidos de edificações, indústrias, agroindústrias e agropecuária, tratados ou não;
II - reúso de água: utilização de água residuária;
III - água de reúso: água residuária, que se encontra dentro dos padrões exigidos para sua utilização nas modalidades pretendidas.
Para Schaefer, Exall e Marsalek (2004), reúso de água é normalmente definido como a utilização de águas residuárias tratadas para fins benéficos. Em todo o mundo, aplicações de reutilização da água incluem a irrigação agrícola, reúso urbano não potável para lazer, reutilização de águas cinzas, reutilização industrial, reutilização de água da chuva, aumento águas superficiais e subterrâneas de recarga, e até mesmo a reutilização potável.
O reúso pode ser classificado quanto à sua finalidade em relação ao uso final. Para tanto, Hespanhol (2003) considera que, apesar das muitas possibilidades de reúso de água no Brasil, as mais significativas são as formas de reúso na área urbana, o reúso industrial, o reúso
agrícola e o reúso associado à recarga artificial de aquíferos. O Quadro 5 sintetiza as principais formas de reúso de água e suas características.
Quadro 4 - Principais formas de reúso e suas características (HESPANHOL, 2003).
FORMA DE
REÚSO CARACTERÍSTICAS
Usos Urbanos
- Demanda de água com qualidade elevada;
- Sistemas de tratamento de controles avançados;
- Uso para fins potáveis: alto risco devido a presença de organismos patogênicos, metais pesados e compostos orgânicos sintéticos. É viável, mas demanda alto controle sanitário;
- Uso para fins não potáveis: por envolverem riscos menores devem ser considerados a primeira opção de reúso. Sua aplicação pode ser em atividade de irrigação (Ex. Parques, jardins públicos, gramados, ao longo de rodovias), reserva de proteção contra incêndios, descarga sanitária, lavagem de veículos, controle de poeiras em obras e construção civil.
Usos Industriais
Pode ser dividido em:
- Reúso macroexterno: efetuado por companhias municipais ou estaduais de saneamento que fornecem esgoto tratado para um conjunto de indústrias;
- Reúso macrointerno: trata-se do uso do efluente tratado pela própria indústria em atividades que não exijam níveis avançados de tratamento;
- Reúso interno específico: trata-se do uso do efluente tratado na própria indústria nos próprios processos nos quais foram gerados.
Usos Agrícolas
- Utilizado na irrigação;
- Constitui um importante elemento das políticas e estratégias de recursos hídricos, visto que o setor agrícola, em particular a irrigação, é o responsável pela maior vazão de retirada de água da natureza.
Recarga artificial de aquíferos
- Proporciona reservatórios de água para o futuro;
- Deve ser realizada com alto nível de planejamento e controle, uma vez que pode aumentar a possibilidade de contaminação do aterro;
- Os custos de recarga incluindo os relativos a tratamento de efluentes, energia elétrica e necessidades construtivas, podem ser muito altos, inviabilizando a atividade.
Na indústria, o reúso pode ser classificado quanto ao método e diferenciado conforme a intenção em utilizá-lo. Neste sentido, Mierzwa (2002) propôs duas classificações para reúso de efluente industrial, sendo elas, o reúso direto de efluentes e o reúso de efluentes tratados.
• Reúso direto: neste caso, o efluente gerado em algum processo industrial é encaminhado diretamente para outro processo subsequente, após avaliação das
características do efluente e do padrão de qualidade necessário para o uso pretendido.
• Reúso de efluentes tratados: neste caso, faz-se necessário que o efluente seja submetido a alguma tecnologia de tratamento para atendimento ao padrão de qualidade necessário para o uso pretendido.
No Brasil, a Resolução CNRH nº. 54/2005 (BRASIL, 2006) define, em seu artigo segundo, o reúso indireto de água como sendo o uso planejado de água de reúso, conduzida ao local de utilização, sem lançamento ou diluição prévia em corpos hídricos superficiais ou subterrâneos. Além de definir modalidades para reúso em seu artigo 3º., como segue:
I - reúso para fins urbanos: utilização de água de reúso para fins de irrigação paisagística, lavagem de logradouros públicos e veículos, desobstrução de tubulações, construção civil, edificações, combate a incêndio, dentro da área urbana;
II - reúso para fins agrícolas e florestais: aplicação de água de reúso para produção agrícola e cultivo de florestas plantadas;
III - reúso para fins ambientais: utilização de água de reúso para implantação de projetos de recuperação do meio ambiente;
IV - reúso para fins industriais: utilização de água de reúso em processos, atividades e operações industriais; e,
V - reúso na aquicultura: utilização de água de reúso para a criação de animais ou cultivo de vegetais aquáticos.
A opção pelo reúso do efluente tratado deve ser realizada apenas após avaliação e exclusão de todas as alternativas de reúso direto. Isto se deve ao fato de que, na medida em que a demanda de água e a geração de efluente diminuem, a concentração de contaminantes não muda, dificultando o ciclo de reúso. A escolha do tipo de reúso aplicado deve levar em consideração o padrão de qualidade da água necessário para o uso dentro da indústria. A definição do padrão de qualidade para uso da água determinará também o processo de tratamento que será empregado para o uso pretendido (MIERZWA; HESPANHOL, 2005).
O reúso de águas residuárias é amplamente divulgado e incentivado nos Estados Unidos da América por meio da Environmental Protection Agency (EPA, 2013), que possui como atribuição regular aspectos pertinentes ao tratamento de efluentes e à qualidade da água potável. Nos Estados Unidos da América, a maioria dos estados possui critérios ou orientações para o uso adequado da água reciclada. O documento técnico intitulado Diretrizes para Reúso de Água (EPA, 2012), contém um resumo das exigências e diretrizes para o tratamento e uso de água reciclada.
Embora o termo reciclagem seja amplamente utilizado para resíduos sólidos, a água também pode ser reciclada. De acordo com a EPA (2013), a reciclagem da água pode ser
considerada como sendo a reutilização de águas residuais tratadas para fins benéficos, como a irrigação agrícola e paisagística, processos industriais, descarga em banheiros e reabastecimento de bacias de água subterrânea.
Na Europa, as duas últimas décadas têm assistido crescente escassez de água, tanto em termos qualitativos quanto quantitativos, levando muitos municípios a considerar a importância de uma gestão mais eficiente dos recursos hídricos, incluindo a aceitação mais ampla de práticas de reúso. Bixio et al. (2006) revisaram, com base em uma pesquisa de literatura convencional, as principais práticas européias de reutilização de água. A pesquisa concluiu que, para o aumento da prática do reúso, é necessário o fortalecimento de arranjos institucionais e instrumentos econômicos mais dedicados a orientações sobre reúso de água, assim como o investimento em inovação tecnológica com o estabelecimento de um quadro de melhores práticas.
No Brasil, o estado de São Paulo (SP), por meio da SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo), foi pioneiro na prática do reúso de efluente tratado e desde a década de 90 realiza projetos neste sentido. Em 2011, iniciou-se o Projeto Aquapolo, uma parceria entre a Sabesp e a Companhia Odebrecht, com o principal objetivo de abastecer o Polo Petroquímico da região do Grande ABC no estado de São Paulo. O Projeto, antes de ser finalizado, foi reconhecido internacionalmente por meio da segunda colocação no prêmio Global Water Awards, que destaca iniciativas inovadoras em abastecimento e saneamento. Na época, o Projeto Aquapolo foi considerado o “maior empreendimento para produção de água de reúso do Hemisfério Sul e o quinto maior do planeta. Idealizado para gerar cerca de 1000 litros de água de reúso industrial por segundo, o suficiente para abastecer 500 mil habitantes (AQUAPOLO, 2011).
Segundo a SABESP (2011), o custo da água de reúso para fins industriais é até 50%
mais barato do que o da água tratada. A água produzida a partir do efluente tratado pode ser utilizada em atividades de lavagem de máquinas e áreas comuns, geração de energia, sistemas de resfriamento, aquecimento de caldeiras, no tingimento de tecidos, entre outros vários usos.
No Paraná, segundo Franco (2010), a partir de 2009, a Companhia de Saneamento do Paraná (SANEPAR) inseriu em sua política de pesquisa e desenvolvimento a temática do reúso de efluentes de Estações de Tratamento de Efluentes. Um dos projetos desta linha de pesquisa é a instalação e operação de uma estação piloto de tratamento de efluentes, exclusivamente para fins de pesquisa e experimentos na área de reúso na ETE Atuba Sul.
Entretanto, segundo Franco (2010), há uma grande resistência, por parte da sociedade, na aceitação da implementação de projetos de reúso. Isto se deve à falta de segurança,
principalmente relacionada à saúde pública. Entretanto, a própria literatura indica uma tendência de aumento da aplicação do reúso à medida que avançam as pesquisas, as experiências bem sucedidas e a regulamentação legal.
Em 2012, a Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (FIESP) em parceria com o Centro das Indústrias do Estado de São Paulo (CIESP) divulgou um Manual de Orientações para o Setor Industrial sobre conservação e reúso da água. O Manual fornece orientações para diferentes tipos de indústria sobre práticas de conservação e padrão de qualidade para reúso. Não há dados divulgados para a indústria gráfica e os dados publicados para outros setores industriais são defasados, visto que a última atualização é do ano de 1990.
O Quadro 5 apresenta as principais dificuldades técnicas, operacionais e econômicas relacionadas à implantação de programas de conservação e reúso.
Quadro 5 - Principais dificuldades associadas aos programas de conservação e reúso da água (FIESP/CIESP, 2012).
Dificuldade
Técnicas
De Conhecimento
- Falta de subsídios necessários para avaliação dos potencias de atuação, como falta de domínio do uso presente da água e efluentes gerados (demanda e oferta): qualidade e quantidade;
- Falta de equipe capacitada para manutenção do Programa, entre outros.
De Autonomia
- Falta de autonomia das filias perante suas matrizes, impossibilitando alterações no processo produtivo, entre outros.
Operacionais No processo de produção
- Sistema produtivo inadequado ao Programa de Conservação;
- Resistência em mudanças de procedimentos operacionais;
- Falta de conscientização de funcionários em relação ao desperdício.
Econômicas
Na aquisição de Equipamentos
- Necessidade de recursos para substituição de equipamento obsoletos;
Na implantação e Gestão do Programa
- Necessidade de recursos para viabilizar a avaliação e implantação do Programa de Conservação de Reúso;
- Necessidade de capacitação de pessoal para Gestão do Programa.
De acordo com Hartley (2006), um estudo realizado nos Estados Unidos da América apontou para os principais fatores que contribuem com a falta de aceitação pública sobre a
