CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS
VICTORIO BRUNHARA NETO
AVALIAÇÃO DOS CUSTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE SEPARAÇÃO SOLIDO-LÍQUIDO DO PROCESSO DE DESDOBRAMENTO DE BLOCOS DE
ROCHAS ORNAMENTAIS COM USO DE TEAR MULTILÂMINAS.
CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM-ES 2021
AVALIAÇÃO DOS CUSTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE SEPARAÇÃO SÓLIDO-LÍQUIDO DO PROCESSO DE DESDOBRAMENTO DE BLOCOS DE
ROCHAS ORNAMENTAIS COM USO DE TEAR MULTILÂMINAS.
Monografia apresentada à Coordenadoria do Curso de Engenharia de Minas do Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Cachoeiro de Itapemirim, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Minas. Orientador: Prof. MSc. Eliseu Romero Campelo Correia.
CACHOEIRO DE ITAPEMIRIM-ES 2021
Dedico este trabalho ao meu pai (Francisco Carlos Brunhara). Por ser um exemplo de pessoa, sempre forte e verdadeira. Por me ensinar valores como a humildade, companheirismo, justiça, família, simplicidade e paciência. Por nunca desistir de mim, me deixar livre para fazer minhas próprias escolhas e estar sempre ao meu lado independentemente da situação. A minha irmã (Gabriely Fornazier Brunhara) por fazer despertar em mim a vontade de estudar e me mostrar que com muita garra e muita luta nada nesse mundo é impossível de se conquistar. A minha mãe (Kelina Coelho Fornazier Brunhara) que apesar de não estar mais em corpo presente neste plano, é meu anjo da guarda e nunca me abandona. Sem vocês nada disso seria possível.
Agradeço primeiramente a Deus o dom da vida e sua perfeita obra, pois sem isso, nada disso seria possível. Agradeço ao meu pai (Francisco Carlos Brunhara), a minha irmã (Gabriely Fornazier Brunhara) e a minha mãe (Kelina Coelho Fornazier Brunhara) por serem o meu porto seguro e sempre estarem comigo em todos os momentos da minha vida. Ao IFES pela minha turma ENGM20142, pois foi a partir dela que eu descobri que amigos de infância se fazem em menos de um mês. Agradeço a todos os meus amigos de turma, em especial a Larissa Mendes por todo o apoio e companheirismo em todos esses anos, ao Keykey (Caio Alves) por aprimorar a minha paciência, ao Bocão (Arthur Piovezan) por deixar tudo mais engraçado, ao Maumau (Maurício Montanaro) por mostrar que quem sabe faz ao vivo e ser exemplo de pessoa sempre dando duro trabalhando e estudando, ao Gordinho (Henrique Ribeiro) cheio de drama e com um coração que não cabe no peito, ao Rauuuul (Raul) por ser sempre esse cara nota 10, e a minha parceira de matérias Marina Andrade, quantos perrengues em nega, mas nós iremos nos formar! Aos meus veteranos Arthur Coelho de Soares (Jesus), José Henrique Marin (Bacural) e Franco Biccas (3F) por todo o apoio durante esses anos mostrando que não existe tempo ruim quando se quer ajudar ao próximo. Aos professores Ludimar, Arthur, Gleicon Maior, Tonhão, Buda e em especial ao meu orientador Eliseu Romero que nunca mediu esforços para ajudar e sempre tornou as coisas mais simples de serem compreendidas. Obrigado a todos pelas cobranças, conselhos e puxões de orelha no decorrer destes anos. Sou muito grato pelo aprendizado, a partir dele me tornei a pessoa que eu sou hoje. E por fim, mas não menos importante, agradeço ao Frederico (Fred), ao seu primo Erick e a Treviso Mármores e Granitos por terem aberto as portas para que este estudo pudesse ser realizado.
O presente trabalho busca conhecer os custos de tratamento, carregamento, transporte e disposição da lama proveniente do processo de beneficiamento primário (serragem) de rochas ornamentais com uso de tear multilâminas. Para a realização de tal estudo foi necessário conhecer o processo de desdobramento dos blocos de rochas e os insumos utilizados para que o processo ocorra de forma correta. No processo de desdobramento dos blocos é gerado uma polpa com partículas sólidas e líquidas que necessita de tratamento, para reaproveitamento da água e descarte correto do sólido em local apropriado, ou seja, em aterros licenciados. O trabalho analisa os custos envolvidos no processo de tratamento da Lama de beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO), ou seja, o consumo elétrico dos equipamentos utilizados, a quantidade de insumos, a mão de obra, o consumo de diesel dos equipamentos de carregamento e transporte, as manutenções que todos os equipamentos recebem periodicamente, assim como o custo com laboratórios para caracterização da LBRO, bem como sua disposição em aterro licenciado. Por meio dos dados encontrados pode-se estimar que o maior custo se encontra na fase de bombeamento, o segundo maior custo encontrado foi o de carregamento e transporte, seguidos pela etapa de filtragem, disposição da lama, floculação e por fim o agitador de polpa que foi o responsável pelo menor custo de todo o processo.
Palavras-chave: Custo. Tratamento de LBRO. Tear Multilâminas. Lama Abrasiva. Rocha Ornamental.
The present work seeks to understand the costs of treating, loading, transporting and disposing of the sludge from the primary beneficiation process (sawdust) of ornamental rocks using a multi-blade loom. To carry out such a study it was necessary to know the process of processing the blocks of rocks, the options to inputs used for the process to occur correctly. In the process of processing the blocks, a pulp is generated with solid and liquid particles that requires treatment, for reuse of water and correct disposal of the solid in an appropriate place, that is, in licensed landfills, all law approved. The work analyzes the costs involved in the treatment process of Ornamental Rocks beneficiation mud (LBRO), summarizing, it is : the electrical consumption of the equipment used, the quantity of inputs, the labor, the diesel consumption of the loading equipment and transportation, the maintenance that all equipment receives periodically. Also , considering all the cost of laboratories to characterize the LBRO, as well as its disposal in a licensed landfill. Through the data found, it is estimated that the highest cost is found in the pumping phase, the second highest cost found was the loading and transport stage, followed by the filter press, disposal of LBRO, flocculation and finally the pulp phase is what is responsible for the lowest cost of the entire process.
Keywords: Cost. LBRO treatment. Multi-blade loom. Abrasive Mud. Ornamental Rock.
Figura 1 Modelo de tear convencional ... 15
Figura 2 Lâmina de aço e o desgaste associado ... 16
Figura 3 Tipos de Granalha ... 17
Figura 4 Cal ou Bentonita antes da mistura ... 18
Figura 5 Cal ou Bentonita Sendo adicionados ao processo ... 19
Figura 6 Adição de coagulante na polpa ... 20
Figura 7 Tanque de floculante. ... 21
Figura 8 Tanque de decantação utilizado como espessador. ... 22
Figura 9 Modelo de filtro prensa. ... 23
Figura 10 Aterro de LBRO ... 24
Figura 11 Fluxograma do Processo ... 26
Figura 12 Local onde é adicionado o floculante ... 27
Figura 13 Agitador de lama. ... 28
Figura 14 Filtro prensa ... 29
Figura 15 Pilha de lama pronta para transporte e disposição em aterro .... 30
Figura 16 Caminhão que realiza o transporte para o aterro ... 30
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 10 2. OBJETIVOS ... 11 2.1. OBJETIVO GERAL ... 11 2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO ... 11 3. REFERENCIAL TEÓRICO ... 11 3.1 LEGISLAÇÃO DO IEMA ... 11 3.2 ROCHAS ORNAMENTAIS ... 12
3.2.1 Beneficiamento de Rochas Ornamentais... 13
3.2.1.1 Beneficiamento Primário ... 14 3.2.1.2 Beneficiamento Secundário ... 14 3.3 TEAR ... 14 3.3.1 Tear Multilâminas ... 15 3.4 INSUMOS ... 16 3.4.1 Lâmina de aço ... 16 3.4.2 Granalha ... 17 3.4.3 Cal e Bentonita ... 18 3.4.4 Água ... 19 3.5 RESÍDUOS GERADOS ... 19
3.6 TRATAMENTO DOS EFLUENTES ... 20
3.6.1 Floculação e Coagulação ... 20
3.6.2 Espeçadores ... 22
3.6.3 Filtro Prensa ... 23
3.7 DISPOSIÇÃO DA LBRO (ATERRO) ... 24
3.8 CONTROLE DE CUSTOS ... 24
4. METODOLOGIA ... 25
4.1 CONSTRUÇÃO DO FLUXOGRAMA DE TRATAMANTO E DISPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS ... 26
4.2 CARACTERIZAÇÃO DOS CUSTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS ... 26
4.2.1 Bombeamento da Polpa ... 27
4.2.2 Agitador de Lama ... 28
4.2.4 Carregamento e Transporte da LBRO ... 29
4.2.5 Disposição da LBRO... 31
4.3 QUANTIFICAÇÃO DOS EFLUENTES GERADOS ... 32
4.4 ESTIMATIVA DOS CUSTOS DE TRATAMENTO DA LBRO ... 32
4.4.1 Coagulação e Floculação ... 33
4.4.2 Sistema de bombeamento ... 33
4.4.3 Agitador de polpa ... 34
4.4.4 Filtragem ... 34
4.4.5 Carregamento e Transporte de LBRO ... 34
4.4.6 Disposição da LBRO... 34
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 35
5.1 CUSTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE FOCULAÇÃO E COAGULAÇÃO ... 36
5.2 CUSTOS ENVOLVIDOS NO SISTEMA DE BOMBEAMENTO ... 36
5.3 CUSTOS ENVOLVIDOS NO AGITADOR DE POLPA ... 35
5.4 CUSTOS ENVOLVIDOS NO FILTRO PRENSA ... 36
5.5 CUSTOS ENVOLVIDOS COM CARREGAMENTO E TRASPORTE... 37
5.6 CUSTOS ENVOLVIDOS COM A DISPOSIÇÃO DA LAMA ... 37
5.7 CUSTOS TOTAL DE TODAS AS ETAPAS ... 37
6. CONCLUSÃO ... 38
1 INTRODUÇÃO
Diante do alto crescimento do setor de rochas ornamentais no país e principalmente no Estado do Espírito Santo, se tem a necessidade de realizar cada vez mais estudos relacionados a esta área. Buscando o conhecimento e agregando mais valor ao setor para assim poder fornecer ainda mais ao mundo o que há de melhor e mais tecnológicos em rochas ornamentais.
O beneficiamento dos blocos de rochas que chegam da mina nas serrarias gera uma lama conhecida como LBRO (Lama de Beneficiamento de Rochas Ornamentais) que deve ser tratada e depois descartada de acordo com a legislação do IEMA – Instituto de Meio Ambiente e Recursos Hídricos, segundo a normativa N°.11, DE 11 DE OUTUBRO DE 2016. O tratamento e transporte dessa lama para o local apropriado, ou seja, o aterro de LBRO, já se tornou algo rotineiro para as empresas dessa área. Devido às diversas tarefas do gestor das empresas de beneficiamento de rochas ornamentais, não conseguem contabilizar ao certo o valor que esse processo gera para a empresa no fim do mês. Com isto, este trabalho foi proposto para avaliar os custos envolvidos no processo de separação sólido-líquido do efluente gerado na etapa de desdobramento dos blocos, transporte e destinação final em aterros. Para o estudo em questão foi escolhida uma empresa do setor, localizada em Jaciguá, Sul do Estado do Espírito Santo, para que fossem analisados os custos envolvidos. O trabalho tem por objetivo fornecer esses valores dos custos aos empreendedores do setor, para que o mesmo sirva de ferramenta para futuras decisões dentro da empresa e para que o empresário possa transferir de forma correta os valores para o produto final, ou seja, para o preço do m2 de chapas desdobradas.
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Este trabalho consiste em estudar os custos envolvidos no processo de separação sólido-líquido do efluente do processo de desdobramento de blocos de rochas ornamentais com uso de tear multilâminas.
2.2 Objetivo específico
Caracterizar o fluxograma do processo de separação sólido-líquido; Quantificar os efluentes gerados;
Quantificar os coagulantes e floculantes utilizados no processo de floculação; Quantificar o bombeamento de polpa para filtro prensa;
Apresentar os custos envolvidos no carregamento e transporte dos resíduos para o aterro de LBRO;
Apresentar os custos envolvidos em todo processo (tratamento do efluente e destino ao aterro);
3 REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Legislação do IEMA
A instrução normativa que regulamenta os critérios e procedimentos técnicos para a localização, instalação, operação, monitoramento, licenciamento e atividades com a Lama do Beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO) é a de N°.11, DE 11 DE OUTUBRO DE 2016. Nela, a Lama – LBRO é classificada como Resíduo sólido não perigoso - Classe II, composto basicamente de pó de rocha com ou sem elementos abrasivos e demais insumos do processo de beneficiamento.
Temos alguns outros pontos importantes que devemos levar em consideração para a realização desta pesquisa. Como no inciso l do art 8º que diz “Os resíduos dispostos no aterro deverão possuir teor de umidade igual ou inferior a 30%, em
base seca.” A empresa deve apresentar a metodologia de controle de umidade anexado ao seu requerimento de licença de operação.
Outro ponto importante é o inciso VIII que diz: …“Os resíduos sólidos gerados na área do empreendimento deverão ser segregados, acondicionados, armazenados temporariamente e encaminhados para destinação final, em local ambientalmente licenciado, observando os ditames da Lei Federal nº 12.305, de 2 de agosto de 2010, que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos.”
Com base nessas informações percebemos que essa lama proveniente da indústria de beneficiamento de rochas ornamentais deve receber um tratamento para separar a água da LBRO e assim ser encaminhada a um local ambientalmente licenciado (aterros). No decorrer deste trabalho iremos detalhar mais a fundo este processo.
3.2 Rochas ornamentais
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT (2003), pela NBR 15012/2003, Rocha Ornamental é definida como: “material rochoso natural, submetido a diferentes graus ou tipos de beneficiamento, utilizado para exercer uma função estética.”.
As rochas ornamentais são utilizadas das mais variadas formas, mas no geral a grande maioria se destina para construção civil na parte de acabamento. São pias, painéis, rodapés, bancadas, pisos, paredes, entre outros.
Elas são dividas em 2 grandes grupos que representam 90% da produção mundial: “mármores” e “granitos”. Estes não são os termos geológicos corretos. Comercialmente, são mármores todas as rochas carbonáticas; são granitos todas as rochas silicáticas (VIDAL, 2005).
Além desses dois grandes grupos também fazendo parte das rochas silicáticas existe o quartzito maciço que segundo a revista ABIROCHAS foi responsável por consideráveis 16,3% da produção nacional em 2019. Ficando atrás apenas do mármore com 25% e do Granito com 42,7%
Ainda segundo a ABIROCHAS o setor de Rochas ornamentais brasileiro no ano de 2019 exportou US$ 1.012.059,91 e 2.153.439,87 t de materiais rochosos naturais, sendo que só o Estado do Espírito Santo foi responsável por 82% do total do faturamento e 77% do total do volume físico exportado. Correspondendo a um faturamento de US$ 827,7 milhões e um volume de 1,66 milhões de toneladas.
Gráfico 1 – Principais Estados Exportadores
Fonte: ABIROCHAS (2019)
Pode-se perceber a importância do Estado do Espírito Santo no setor de rochas ornamentais em comparação com outros Estados brasileiros. Dessa forma se tem a necessidade de buscar cada vez mais o conhecimento desta área através de pesquisas e projetos para que o setor cresça e se desenvolva cada vez mais.
3.2.1 Beneficiamento de Rochas Ornamentais
Segundo Vidal (2013), o beneficiamento de rochas ornamentais transforma os blocos extraídos na fase de lavra (também chamada de pedreira) em produtos finais ou semi-acabados. A serragem ou desdobramentos dos blocos é chamada de beneficiamento primário, nela, os blocos são transformados em chapas de espessura variável, normalmente com um, dois ou três centímetros. E a parte de polimento e resinagem onde a chapa é submetida a acabamento superficial é chamada de beneficiamento secundário.
As empresas onde são realizadas a parte primária ou desdobramento do bloco são chamadas de serrarias. E as empresas que atuam na parte de beneficiamento secundário chamadas de marmorarias.
3.2.1.1 Beneficiamento Primário
O beneficiamento primário corresponde a etapa de serragem ou desdobramento dos blocos, de volumes que podem variar geralmente de 5 a 12 m³, em chapas de espessuras determinadas pelo mercado consumidor, sendo comuns 10, 20 e 30 mm (JUNCA, 2009).
Quando falamos em desdobramento de blocos feitos em serrarias, é comum a utilização de dois principais equipamentos, sendo eles: os teares multilâminas (teares convencionais) e os teares multifio. A escolha do equipamento ideal para cada empresa vai depender do tipo de rocha que será desdobrada e do seu poder aquisitivo.
3.2.1.2 Beneficiamento Secundário
Segundo Silveira (2014), O termo beneficiamento secundário, ou até mesmo final, pode ser diretamente relacionado a todas as tecnologias que são aplicadas nos processos de características dimensionais, de conformação e especificação ao produto final. Dessa forma, estão juntos nessa parte os processos de acabamento superficial ou polimento que são responsáveis pela coloração, textura e aparência do material. Da mesma forma, na etapa de corte onde lhes confere as dimensões, formas, desenhos, acabamentos de bordas entre outros. O brilho e o lustro das chapas são obtidos através de um processo que fecha os poros entre os diferentes minerais constituintes das rochas através de uma politriz. A politriz é o equipamento que associado a elementos abrasivos e resina darão o brilho na chapa de interesse.
3.3 TEAR
Segundo David (2012), a serragem dos blocos, em sua grande maioria, é realizada com os teares multilâminas (convencional), eles representam um modelo mais
tradicional, amplamente difundido para o desdobramento de granitos comerciais e é a partir dele que será realizado o estudo deste trabalho.
3.3.1 Tear Multilâminas
Segundo Gaburo (2011), o tear multilâminas funciona mediante a transmissão de movimento feito por correias, ele possui um motor elétrico que imprime no volante um deslocamento giratório fazendo com que o braço se mova. O mesmo é ligado ao quadro de lâminas e gera um movimento pendular sobre o bloco que está sendo serrado. O bloco só é serrado, pois o chuveiro possui um movimento que é relacionado ao motor e ao redutor, distribuindo assim um composto chamado de lama abrasiva por todo o seu corpo. Durante todo o processo a lama desce por gravidade pelo ralo, parte é então bombeada novamente ao chuveiro subindo pelo cano de recalque e parte segue para ser tratada, separar os sólidos e a água ser reutilizada na indústria. A Figura 1 apresenta o esquema de um tear multilâminas.
Figura 1 – Modelo de tear convencional.
3.4 INSUMOS
Segundo David (2012), a lama ou polpa abrasiva é composta por água, granalha de aço ou ferro, cal ou bentonita e o próprio pó da rocha, a qual é conduzida por um conjunto de lâminas dispostas de maneira eqüidistante. Esses são os insumos utilizados no processo de desdobramento que serão estudados nos itens 3.4.1, 3.4.2, 3.4.3 e 3.4.4.
3.4.1 Lâmina de Aço
Um dos principais insumos utilizados no processo de desdobramento, a lâmina de aço tem sua composição especial em aço carbono, para suportar os esforços a que são submetidas. Elas são geralmente encontradas em dimensões de 3,8 e 6 mm, largura variando entre 90 a 150 mm e comprimento de acordo com as especificações do tear em que serão usadas (COIMBRA, 2006).
A verificação do consumo deste insumo, que constitui na medição das lâminas após o término da serrada, seja com um paquímetro ou, até mesmo, com uma trena, apresenta-se como um importante fator, pois faz-se necessário ao serrador, após a serragem de um bloco, avaliar se as lâminas remanescentes poderão ser novamente utilizadas, evitando assim que elas se quebrem durante a serrada, o que resultaria na perda de chapas do material serrado.
Fonte: Autor
3.4.2 Granalha
A granalha é o elemento responsável pelo corte do bloco, ela é constituída de aço ou ferro fundido e tem a função de desagregar os minerais constituintes na rocha juntamente com as lâminas de aço. Segundo Gaburo (2011), a granalha opera de três formas diferentes, podendo ser: risco, rolamento e impacto. No risco a granalha é mais dura que a lâmina podendo assim danificar o material gerando riscos e desagregando grãos do bloco serrado. No rolamento, os grãos esféricos ou desgastados se tornam mais arredondados entrando assim nos sulcos do bloco. E na parte de impacto, transmite a tensão que recebe da rocha, impactando e desagregando a mesma.
Elas podem ser esféricas ou angulares, sendo que, as esféricas atuam na parte de rolamento abrindo espaço para lâmina e ajudando a mesma a se locomover no processo. Enquanto as angulares rompem os cristais da rocha.
Figura 3 – Tipos de Granalha.
3.4.3 Cal e Bentonita
A cal e a Bentonita tem como principal objetivo evitar a oxidação da granalha e mantê-las em suspensão durante o processo. Sem a sua utilização pode gerar danos às chapas, manchando as mesmas com ferrugem. A escolha entre os dois irá depender dos padrões da empresa que vai utilizar, mas ao longo dos últimos anos a bentonita vem sendo cada vez mais utilizada em substituição a cal, pois, segundo conversas com empreendedores do setor, o tear fica mais limpo com o uso da bentonita.
Segundo Coimbra (2006), uma boa mistura abrasiva deve conter em média 66,3% de água, 3,1% de granalha, 1,2% de cal (ou bentonita) e 29,4% de minerais. Eles são adicionados em um tanque onde aos poucos é misturado com água para ser utilizado no processo de desdobramento. As figuras a seguir mostram a cal ou bentonita secos (Figura 4) e já sendo misturados no tanque para sua utilização (figura 5).
Figura 4 – Cal ou Bentonita antes da mistura
Figura 5 – Cal ou Bentonita Sendo adicionados ao processo.
Fonte: Autor (2020)
3.4.4 Agua
Segundo Ferreira (1996) o principal objetivo da água no processo é o de conferir à mistura um estágio líquido. Sendo assim, sem a água não há como o tear multilâminas funcionar, pois é ela que faz com que a granalha se desloque junto com o pó de rocha e as lâminas de aço para efetuar a serragem.
Outras funções que a água tem, é a de resfriar o processo, pois com o atrito entre a lâmina e a rocha se gera calor. Como sabemos a água é de suma importância para a vida e não deve ser desperdiçada, como o processo de serragem utiliza muita água, processos de desaguamento da lama são necessários para sua reutilização.
3.5 RESÍDUOS GERADOS
Todo esse processo gera um resíduo chamado de lama abrasiva também conhecida como Lama do Beneficiamento de Rochas Ornamentais (LBRO). Nela contém uma porcentagem de todos os insumos citados acima. Como já vimos no decorrer do trabalho, essa lama é classificada como resíduos de classe ll – não perigosos.
Segundo Godoi, (2009), como o pH da lama é elevado e em sua composição contém substâncias químicas, como por exemplo óxidos de ferro e de alumínio. Este resíduo é classificado como não inerte, devendo assim ser depositado em aterros de
acordo com a normativa N°.11, DE 11 DE OUTUBRO DE 2016 – IEMA. Mas, para ser descartada, atendendo a normativa, a LBRO tem que chegar ao aterro com um teor de umidade inferior ou igual a 30%. Com isso se enxerga a necessidade desse rejeito receber um processo de tratamento de efluentes para que a água seja retirada e reaproveitada novamente antes da LBRO ser carregada e transportada em caminhões para seu destino ao aterro
3.6 TRATAMENTO DOS EFLUENTES
O tratamento dos efluentes é feito através do processo de separação sólido-líquido, que é realizada por etapas. A primeira etapa consiste na adição de coagulantes e floculantes a polpa, em meio a calha de passagem do efluente que sai do tear, logo após, sendo transportado para espessadores ou tanques decantadores multiestágio. Na sequência a polpa decantada é bombeada para o processo de filtragem, onde são desidratadas, As tortas dos sólidos formadas são enfim carregadas e transportadas para o aterro.
3.6.1 Floculação e Coagulação
A floculação e a coagulação são o primeiro estágio do processo de separação sólido-líquido. Segundo França e Massarani (2010), para acelerar o processo de sedimentação dos sólidos, são utilizados reagentes, como sulfato de alumínio e óxido de cálcio (coagulantes) ou polímeros orgânicos (floculantes), os quais tem o objetivo de promover a aglomeração das partículas finas, aumentando o seu peso e, consequentemente, a taxa de sedimentação dos sólidos.
Fonte: Autor (2020).
Figura 7 – Tanque de floculante.
3.6.2 Espessadores
O processo de espessamento é uma operação sólido/líquido com base no fenômeno de sedimentação. A sedimentação de partículas sólidas em meio aquoso depende da densidade e do tamanho dessas partículas. Com a sedimentação as partículas sólidas afundam. Esse processo é de baixo custo e grande simplicidade operacional. Os espessadores normalmente são responsáveis pelo primeiro estágio de desaguamento. A polpa entra por um lado do equipamento em um nível um pouco abaixo da superfície do mesmo. As partículas sólidas com o passar do tempo vão se sedimentando e ficando no fundo do tanque enquanto a água quase que isenta de partículas sólidas, sai, por transbordamento (overflow) através canaletas na parte superior do equipamento (VIDAL, 2013).
Figura 8: Tanque de decantação utilizado como espessador.
3.6.3 Filtro Prensa
A filtragem também é um processo de separação sólido/líquido, em que o líquido se separa do sólido através de um meio filtrante poroso. Esse filtro é constituído por um material resistente podendo ser uma lona ou até mesmo um material cerâmico, isso depende do equipamento que é utilizado. Este sistema consiste em um conjunto alternado de quadros ocos, no qual a lama é retida dentro de placas, essas placas possuem furos ou sulcos por onde a água passa sendo filtrada. O conjunto de placas e quadros é sustentado sobre um par de suportes paralelos, fixados na estrutura do filtro.
A lama chega até o filtro através de pressão, por meio de bomba ou pressão estática. Durante o processo as placas e quadros são comprimidos, forçando a água a sair, essa água é chamada de filtrado e a lama que fica retida é chamada de torta. O método mais comum de saída do filtrado é através de drenagem por torneiras que cada placa possui. A torta é liberada quando o filtro descomprime novamente e cai por gravidade, às vezes ela agarra e necessita de ajuda manual para ser retirada, esse trabalho pode ser realizado com uma espátula. O filtro prensa é o modelo mais simples dos filtros de pressão e tem uma grande utilização industrial. (BORGES, 1995).
Fonte: ITEP (1980).
3.7. DISPOSIÇÃO DA LBRO
Após todas as etapas de separação sólido/líquido a lama desaguada contendo um teor de umidade abaixo de 30% está pronta para ser encaminhada ao aterro sanitário. Esse transporte geralmente é feito através de caminhões rodoviários com caçambas que podem transportar até 15 metros cúbicos de LBRO por viagem ao aterro licenciado.
Na grande maioria desses aterros são elaborados por empresários do setor de rochas que se juntam formando associações e dividindo as despesas com os associados. Estes aterros também devem estar em conformidade com a com a normativa N°.11, DE 11 DE OUTUBRO DE 2016 emitida pelo IEMA para o seu funcionamento.
Figura 10: Aterro de LBRO
Fonte: Autor (2020).
3.8. CONTROLE DE CUSTOS
O controle de custos de uma empresa é um fator essencial para o seu crescimento. No Brasil, um país com uma economia de alta competitividade e elevada carga
tributária as empresas têm a cada dia uma maior dificuldade para se manter no mercado. Em um cenário como este uma das tarefas do administrador é o controle de custos, uma vez que, em tese, não é possível repassar com exatidão os preços finais dos produtos e serviços eventuais ineficiências, desperdícios e excessos que são examinados em uma empresa sem esse controle. O lucro depende muita das vezes de um detalhado e rigoroso acompanhamento dos gastos. (SCHULZ, 2015).
Segundo Silveira (2014), o setor de rochas ornamentais no Brasil apresentou uma melhora significativa na qualidade de seus parques industriais no decorrer dos últimos anos. Principalmente em relação ás técnicas de beneficiamento primário (desdobramento) e secundário (polimento), porem, ainda não tem se atentado de uma forma mais intensa a importância de realizar pesquisas nesse setor produtivo. No processo de beneficiamento de rocha ornamental ainda existem muitas lacunas de conhecimento que precisam ser conhecidas, pois, de fato, geram custos que contribuem para a diminuição da competitividade da indústria brasileira no mercado internacional.
Dessa forma, quanto maior o controle de custo de uma empresa, maior será a sua competitividade no mercado nacional e internacional e maior será a exatidão do valor embutido no seu próprio produto.
4. METODOLOGIA
Quanto aos objetivos aqui buscados, a pesquisa desde estudo tem a finalidade de contabilizar todos os gastos referentes ao processo de separação sólido/líquido do tratamento da lama de beneficiamento de rochas ornamentais – LBRO, desde a saída da polpa no tear multilâminas, até a disposição no aterro.
Isso inclui os custos com:
Floculantes (quantidade utilizada no mês, bomba de adição) Bombeamento da polpa (consumo elétrico e manutenção). Misturador (energia e manutenção).
Filtro prensa (energia, operador, meio filtrante e manutenção). Transporte da LBRO para o aterro (combustível, motorista). Disposição LBRO (manutenção, licenças, laboratórios, aterro).
4.1. CONSTRUÇÃO DO FLUXOGRAMA DE TRATAMENTO E DISPOSICÃO DOS RESÍDUOS
Figura 11: Fluxograma do Processo
Fonte: Autor (2020).
4.2. CARACTERIZAÇÃO DOS CUSTOS ENOLIDOS NO PROCESSO DE TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS.
Coagulação e floculação:
A polpa que sai dos 4 teares multilâminas para tratamento, por ter um Ph muito alto não tem a necessidade da adição de coagulantes. Com isso, foi contabilizado apenas o custo de floculantes que são utilizados mensalmente no processo de tratamento. O floculante usado no processo foi do tipo aniônico do fabricante Ecogreen. Com o tanque dosador de floculante situado próximo ao misturador (figura 6), ao lado do filtro prensa, o floculante é bombeado por uma bomba de 220v e 1/3 de cavalo de potência. Ele é adicionado através de uma mangueira que é
conectada com o cano que encaminha a lama dos teares multilâminas para o tanque decantador. O encontro do floculante com a polpa é feito momentos antes de a mesma chegar ao decantador, assim aproveita-se a turbulência do bombeamento para misturar o floculante e atingir melhores resultados.
Figura 12: Local onde é adicionado o floculante.
Fonte: Autor (2020).
4.2.1 Bombeamento da polpa:
O deslocamento da polpa desde a saída dos 4 teares, passando pelo tanque de decantação multiestágio, para então seguir ao misturador e por fim chegar ao filtro prensa conta com um sistema de 3 bombas centrífugas com diferentes potências. A bomba que fica na saída dos teares é uma bomba trifásica de 380 v, tem uma potência de 20cv e é responsável por bombear a polpa para o tanque de decantação. Para a lama sair do tanque e ser encaminhada ao misturador é utilizada
outra bomba centrífuga também trifásica de 380v com uma potência de 7,5cv, após misturada, uma outra bomba trifásica de 380v só que de 15cv faz com que a lama siga para o filtro prensa
4.2.2 Agitador de Lama
O agitador de lama ou também conhecido apenas por misturador é um tanque que possui um motor de três cavalos de potência, ele fica situado bem ao lado do filtro prensa que é destino da lama após o fim desse processo. O misturador recebe manutenções periodicamente e gera um custo de energia elétrica com o seu funcionamento. A empresa fabricante do agitador é chamada de VENTOWAG com capacidade de 1000 litros.
Figura 13: Agitador de lama.
4.2.3 Filtragem
O sistema de filtragem é feito através de um filtro prensa modelo Maxfilter automático de quatro cavalos de potência. A VENTOWAG que também é a empresa fabricante do agitador é a mesma que fabrica o filtro prensa. Situado um pouco mais a oeste do tanque de decantação e próximo ao agitador, o filtro prensa conta com alguns insumos para o seu funcionamento. Esses insumos geram custos, que são telas e subtelhas e devem ser trocadas de tempos em tempos, os fornecedores variam entre a empresa Airleyd e a empresa Casfill. Ainda falando dos custos, o equipamento para o seu funcionamento também tem a necessidade de um funcionário que realize tal tarefa e o consumo elétrico.
Figura 14: Filtro prensa.
Fonte: Autor (2020)
4.2.4 Carregamento e Transporte da LBRO
Depois que a lama se solta do filtro prensa e é despejada na pilha que fica abaixo (figura 15), a mesma está pronta para ser transportada para o aterro lembrando que o teor de umidade deve ser abaixo de 30% como diz a normativa.
Figura 15: Pilha de lama pronta para transporte e disposição em aterro.
Fonte: Autor (2020).
A lama é então colocada em caminhões através de uma pá carregadeira modelo Michigan 55C com capacidade de 1,72 metros cúbicos, o caminhão é um Mercedes 1935 e percorre uma distância de quatro quilômetros até o aterro e mais quatro quilômetros de volta até a empresa totalizando um total de oito quilômetros de percurso. As variáveis analisadas nessa etapa foram consumo de combustível tanto da pá carregadeira quanto dos caminhões e a mão de obra para operar os equipamentos.
Fonte: Autor (2020)
4.2.5 Disposição da LBRO
A disposição da lama é realizada na associação denominada AEDRIM (Associação das Empresas Depositantes de Resíduos Industriais de Mármores e Granitos do Distrito de Jaciguá). As despesas com a manutenção do aterro tais como as licenças para seu funcionamento são divididas entre os seus associados. E qualquer mudança ou imprevisto com algum passivo ambiental que aconteça são realizadas reuniões para o esclarecimento e atualização das informações.
Fonte: Autor (2020)
4.3 QUANTIFICAÇÃO DOS EFLUENTES GERADOS
Com base nos dados obtidos em campo e visita técnica a empresa, chegou-se aos seguintes números:
- Cada caminhão transporta em média 27 toneladas de lama por viagem;
- São realizadas em média 7 viagens por semana, ou seja, uma por dia (dependendo da produção);
Para encontrar o valor de toneladas de efluentes despejadas semanalmente no aterro foi necessário multiplicar dois esses valores e o resultado foi de 189 toneladas. Multiplicando pelo número de dias em um mês (considerando o mês com 30 dias), temos que, mensalmente são despejados cerca de 810 toneladas de resíduos no aterro sanitário.
4.4 ESTIMATIVA DOS CUSTOS DE TRATAMENTO DA LBRO
Para realizar os cálculos do consumo de energia das bombas e equipamentos utilizados no processo, foi necessário ter acesso à conta de energia da empresa.
Com a conta em mãos, foi pego o valor total pago no mês com impostos (PIS,CONFINS e ICMS) e o consumo ativo fora de ponta em kw, pois as maquinas só operam no horário fora de ponta, ou seja, não funcionam entre 18 e 21 horas de segunda a sexta onde o valor do kw é mais caro. O valor total da conta foi de R$ 46.121,51 e o consumo 74.741,6880 kw. Dividindo o valor total pelo consumo fora de ponta, chega-se ao valor do kw/hora. O resultado encontrado foi de R$ 0,617 kw/h e o mesmo foi utilizado ao longo da pesquisa para efeito de cálculos.
4.4.1 Coagulação e Floculação
A fim de calcular os custos no processo de coagulação e floculação, foi analisada a quantidade de floculante que é utilizada durante um mês na empresa, o consumo de energia que é utilizada pela bomba, assim como o valor da manutenção que é realizada na mesma periodicamente.
De acordo com o setor de produção, são utilizados por mês em média 25 kg de floculantes sendo que, cada kg custa R$ 27,00. O consumo elétrico da bomba foi encontrado através de sua potência de 1/3cv, seu tempo de uso em horas durante um mês que é de 32,7 horas e o valor do kw/h encontrado acima. E a sua manutenção é de R$ 700,00 a cada ano.
4.4.2 Sistema de bombeamento
Como já vimos o sistema de bombeamento conta com três bombas com potências diferentes, além disso, o tempo de utilização de cada bomba e os gastos com manutenções também são diferentes. Após conversa com o setor de produção da empresa podemos definir que a bomba de 20cv é utilizada durante 32,7 horas no mês e tem um gasto de R$ 6.000,00 com manutenção que é realizada de três em três anos. A bomba de 15cv é utilizada durante 180 horas no mês e tem um gasto de R$ 7.000,00 de nove em nove meses com manutenção. E por fim, a bomba de 7,5cv que é utilizada 120 horas por mês e tem um gasto com manutenção de R$ 3.000,00 de dois em dois meses.
Como o objetivo da pesquisa é mostrar o custo mensal das despesas com a lama, para efetuar os cálculos, foi levantado quanto que cada manutenção periódica representa por mês. Já os gastos com o consumo elétrico, foram realizados da
mesma forma que a bomba da floculação colocada acima. Ou seja, potência do motor x tempo de uso mensal em horas x valor do kw/hora.
4.4.3 Agitador de polpa
O misturador de polpa com o motor de 3cv tem um tempo de utilização de 270 horas por mês e um custo de R$ 1.500,00 com manutenções que acontecem de seis em seis anos. Os cálculos foram realizados da mesma forma que o sistema de bombeamento.
4.4.4 Filtragem
Para começar a estimar o custo com a filtragem, foram analisados os valores das telas e subtelas que são utilizadas no filtro prensa, são um total de 15 telas e subtelas, sendo que, cada tela custa R$ 75,00 e cada subtela R$ 45,00 e elas devem ser substituídas por novas de três em três meses.
O consumo de energia do motor de 4cv de potência que é utilizado 180 horas por mês foi calculado da mesma forma que o sistema de bombeamento e o funcionário que opera o filtro prensa têm um salário de R$ 3000,00 sendo que, este valor será dividido também entre a etapa de carregamento e transporte, pois, o funcionário que realiza tais operações foi o mesmo.
4.4.5 Carregamento e Transporte de LBRO
Os custos com carregamento e transporte da lama foram encontrados através do consumo de diesel da pá carregadeira e do caminhão e do motorista que realiza tais operações. Sendo que, como foi dito, o motorista é o mesmo que também opera o filtro prensa, então, para realizar os cálculos o mesmo foi dividido em três partes, uma para cada função (filtro, pá carregadeira e caminhão). A pá carregadeira e o caminhão tem um consumo de 60 litros por mês cada e cada litro de diesel custa em média R$ 3,79.
Para a definição dos custos com a disposição da LBRO foram admitidos os seguintes
Os custos com a disposição da LBRO são:
Custo mensal pra saber a % de umidade da lama = R$ 30,00 Custo mensal com análise laboratorial da lama = R$ 343,93 Custo mensal com o aterro = R$ 1.167,50
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
CUSTOS MENSAIS COM TODO O PROCESSO
FLOCULANTE R$ 675,00 BOMBA DO FLOCULANTE 1/3 CV R$ 4,95 MANUTENÇÃO BOMBA 1/3 CV R$ 58,33 ENERGIA BOMBA DE 20 CV R$ 296,79 MANUTENÇÃO BOMBA 20 CV R$ 166,67 ENERGIA BOMBA DE 15 CV R$ 1.225,27 MANUTENÇÃO BOMBA 15CV R$ 777,77 ENERGIA BOMBA DE 7,5 CV R$ 408,42 MANUTENÇÃO BOMBA 7,5CV R$ 1.500,00 ENERGIA DO AGITADOR R$ 367,58 MANUTENÇÃO AGITADOR R$ 20,83
ENERGIA FILTRO PRENSA R$ 326,74
TELAS FILTRO PRENSA R$ 375,00
SUBTELAS FILTRO PRENSA R$ 225,00
OPERADOR R$ 1.000,00
CONSUMO DIESEL CAMINHÃO R$ 227,40
OPERADOR CAMINHÃO R$ 1.000,00
CONSUMO DIESEL PÁ CARREGADEIRA R$ 227,40
OPERADOR PÁ CARREGADEIRA R$ 1.000,00
ENSAIO % DE UMIDADE DA LAMA R$ 30,00
ANALISE LABORATORIAL DA LAMA R$ 343,93
ATERRO R$ 1.167,50
5.1 CUSTOS ENVOLVIDOS NO PROCESSO DE FOCULAÇÃO E COAGULAÇÃO
Custo com floculantes R$ 675,00
Custo bomba de 1/3cv R$ 4,95
Manutenção: R$ 58,33
TOTAL R$ 738,28/mês
5.2 CUSTOS ENVOLVIDOS NO SISTEMA DE BOMBEAMENTO
Energia bomba de 20cv R$ 296,79 Manutenção bomba 20cv R$ 166,67 Energia bomba de 15cv R$ 1.225,27 Manutenção bomba de 15cv R$ 777,77 Energia bomba de 7,5cv R$ 408,42 Manutenção bomba de 7,5cv R$ 1.500,00 TOTAL R$ 4.374,92/mês
5.3 CUSTOS ENVOLVIDOS NO AGITADOR DE POLPA
Energia motor de 3cv R$ 367,58
Manutenção R$ 20,83
TOTAL R$ 388,41/mês
5.4 CUSTOS ENVOLVIDOS NO FILTRO PRENSA
Energia motor 4 cv R$ 326,74
Telas R$ 375,00
Subtelas R$ 225,00
Operador R$ 1.000,00
5.5 CUSTOS ENVOLVIDOS COM CARREGAMENTO E TRASPORTE
Consumo diesel caminhão R$ 227,40
Operador caminhão R$ 1.000,00
Consumo diesel pá carregadeira R$ 227,40 Operador pá carregadeira R$ 1.000,00
TOTAL R$ 2.454,80/mês
5.6 CUSTOS ENVOLVIDOS COM A DISPOSIÇÃO DA LAMA
Ensaio % da Lama (< 30%) R$ 30,00 Análise laboratorial da lama R$ 343,93 Custo mensal com o aterro R$ 1.167,50
TOTAL R$ 1.541,43/mês
5.7 CUSTOS TOTAL DE TODAS AS ETAPAS
Floculação R$ 738,28 Sistema de bombeamento R$ 4.374,92 Agitador de polpa R$ 388,41 Filtro Prensa R$ 1.926,74 Carregamento e transporte R$ 2.454,80 Disposição da Lama R$ 1.541,43 TOTAL R$11.424,58/mês
Por meio dos dados de custos levantados e analisados dos processos envolvidos de separação sólido-líquido pode-se constatar que o sistema de bombeamento se destacou sendo o setor com o valor mais elevado, isso por que toda a locomoção da LBRO no processo de tratamento dentro da empresa é feita através de bombas centrífugas que podem ficar ligadas até 6 horas por dia com altos valores de manutenção. O segundo setor com custo mais elevado foi o de carregamento e transporte onde se tem despesas com operador e combustível dos equipamentos.
As etapas que apresentaram os menores custos foram a de floculação e agitador de polpa.
Olhando o valor total encontrado de todas as etapas e projetando este valor num ponto de vista a longo prazo, no período de um ano por exemplo, o custo será de R$ 137.094,96/ano.
Em um ponto de vista, agora em curto prazo, o valor que é gasto por dia foi de R$ 380,82/dia.
Observando por outro ponto de vista, no decorrer do trabalho foi dito que a quantidade de efluentes gerados é de aproximadamente 810 toneladas por mês. Se pegarmos o valor mensal gasto pela empresa com todo o processo e dividirmos pela quantidade de toneladas de efluentes que é depositada no aterro, encontra-se o valor de R$ 14,10 este valor representa a unidade de tonelada de LBRO já tratada e depositada no aterro.
6. CONCLUSÃO
Seguindo a metodologia adotada foi possível avaliar os custos envolvidos no processo de separação sólido-líquido do processo de desdobramento de blocos de rochas ornamentais com uso de tear multilâminas. O estudo aqui realizado baseou-se das informações coletadas no baseou-setor de produção da empresa onde o mesmo foi realizado. Com esses dados pode-se concluir o custo total mensal, anual e diário com todo o processo de tratamento, carregamento, transporte, e disposição da LBRO. Assim como, a quantidade de efluente gerado, seu custo por tonelada e a quantidade de floculantes utilizada em todo o processo.
Estas informações podem servir como ferramenta para os empreendedores do setor de rochas ornamentais em relação à futuras tomada de decisões dentro da empresa e na estratégia de preço de seus produtos finais. Conhecendo o custo de cada etapa do processo podem-se averiguar com exatidão possíveis gastos excessivos com manutenções, consumos elétricos, combustível, efluentes e insumos.
Para trabalhos futuros, sugere-se avaliar os custos envolvidos no processo de separação sólido-líquido do processo de polimento de chapas de rochas ornamentais com uso de politrizes agregando assim mais informações para o setor de rochas ornamentais. Outro trabalho futuro interessante é o de avaliar os custos envolvidos no processo de separação sólido-líquido do processo de desdobramento
de blocos de rochas ornamentais com uso de tear multifio, a fim de se fazer um estudo comparativo com os dois tipos de teares (multilâminas e multifio) para que seja possível discutir quais são as etapas com custos mais elevados e qual tratamento apresenta um custo maior por cada tonelada de LBRO tratada e
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